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探究矿建工程巷道掘进锚杆支护技术

2021-10-10宇考蔚午

当代化工研究 2021年18期
关键词:矿建锚索锚杆

*宇考蔚午

(山西宏厦一建 山西 045000)

引言

在矿建工程中,锚杆支护技术就是一种快速的支护施工工艺,在我国进行了几十年的运用。在巷道掘进的过程中,对锚杆式支护技术的运用,不仅是提高了巷道支护的效果,还有效地提升掘进的效率。与此同时,在对巷道围岩掘进过程中运用锚杆式支护的技术也能够强化巷道围岩的稳定性,从而达到对围岩稳定性的最大化。除此之外,这一技术还因其具有特别好的经济性,成巷的速度也特别快,不但可以改善矿井的作业环境还提高了矿井掘进作业的安全,极大地提升了矿井的社会经济效益,在巷道掘进中占据着十分重要的地位。

1.锚杆支护技术的作用

(1)悬吊作用

悬吊的作用主要是通过使用锚杆,将快要冒落的软弱岩层,以及周边的围岩悬吊在了岩体上面。之后,再次利用锚杆对围岩中的重物进行一些支撑以及其他的承载。

(2)减跨作用

减跨的作用主要是利用锚杆来降低动力拱的标准高度和跨度。假如在每一个巷道的横向跨中都要设置一个锚杆,这样一个锚杆本身就是一个支柱,可以把一个拱变为两个支撑。同样,如果在拱上设置三个锚杆,相当于把拱分成四个。

(3)对围岩的加固作用

一般来说,距离巷道比较深的岩石将受到三向的受力,而距离巷道比较远的岩石,也将受到一个二向的受力。距离巷道较近的地方岩石会轻微地出现不稳定的局面。而如果是安装了锚杆,则可能会使围岩的一部分转化成三向受力。这样做不仅能够提高围岩周边的强度,还能够保证围岩周边环境的稳定。

2.矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的特征

(1)机械化程度高

伴随着当今时代的发展,相关的工作人员在对煤炭进行开采的过程中,所选用的开采方式也发生了改变,更加顺应了时代发展的趋势。早期在对煤炭进行开采的过程中,通常都会使用棚式支护,虽然这种支护技术易于人们理解,可是已经顺应不了当今时代发展的趋势。而只有在这种方式的基础上,对支护的技术进行创新,才会更有效的开采煤矿。这也就要求着相关的技术人员,一定要重视机械化的水平,并将其运用到煤炭的开采过程中,锚杆支护技术就是一个特别好的例子。运用这种技术就可以让工作人员变得更加安全,而且机械作业的效率也会比人工更高,从而减轻投入的成本。

(2)支护强度更高

锚杆支护巷道是维护安全最主要的一种形式之一,在巷道中,就是可以通过加固巷道内壁上的岩石,防止事故发生,减少塌方。与其他传统技术进行比较,锚杆式支护技术的安全性和支护的强度将会有所提升,而且还会变得更加安全。在实际进行施工的过程中,巷道将会变得比以前更为坚固,在实际进行巷道施工时也将变得更为便利。相关专业人员在对巷道进行锚杆作业的过程中,一定要严格地检查,如果发现巷道上的岩石不坚固,就一定要用有效的方法加固[1]。

3.矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的探究

在矿建的过程中,巷道挖掘作业对于锚杆支护的技术所进行的应用主要会被划分为两个方面,也就是巷内锚杆支护和巷旁锚杆支护。而巷内的支护也会被划分成两个组成部分,即基础性的支护和加强性的支护。

(1)巷内支护

①基本支护

基本支护措施主要通过三个方面体现出来。首先,支护形式。在巷道中基本支护进行开挖掘进等工艺过程中,巷道中基本支护一般都会选择采用较高的预应力、锚杆等基本支护体系以及大型的强力锚杆。因此,只要我们通过在巷道中增加一定的强力锚杆以及较高的预应力,并在巷道周边区域内进行了分离和扩散,就已经能够有效地减少和控制了巷道围岩施工中的裂纹以及分离层围岩表面的水平滑动情况,从而有效地确保了在巷道挖掘的整个过程中,围岩的周边区域可以变得更加的平稳;其次就是支护所用的材料。通常情况下,巷道内部的围岩极易发生破坏,这也就要求着工作人员在实际进行挖掘和开拓工程中的作业时,一定是要尽量使用自身拥有的延展性比较高以及柔韧性比较强的支撑材料,这样才能起到锚索和主体锚杆之间的辅助作用。最后,是支护的各个参数。可以通过利用数值模拟技术方法与实际情况进行分析对比,并针对性地分析矿建施工过程中的实践经验,从而有效地分析了锚索和其他支护设备的具体参数和价格。例如,锚杆的直径一般都是22cm,长度大约也就是2.5m,就已经完全可以有效地通过利用这种树脂作为材料的形状来对其进行一次性的加长或者锚固。而且,设定预紧力的距离一般为500n·m,一定要对钢带上的金属保护顶部以及钢带等部件进行一次性的加固。另外,锚杆间、排距也需要依照顶板上的锚杆间、排距设定值做出相应的调整。当一个顶板上两根锚索的直径分别是φ22mm时,长度分别应该达到6.3cm,每一排都必须按照要求在其中分别设置两根锚索,并且保证其中所设定的锚索间距应该是1.8m,排距设定为2m,预紧力设定为300kN。

②加强支护

如果想实现巷道周边围岩区域的稳定性提高,保证巷道挖掘和作业能够安全地进行,就需要及时地加强对其的维修和支护。在实际应用中对其设计和进行增强支护时,会采用两种主要的工作模式。首先,单体支柱搭接与顶梁相连。补救措施也就是,在对巷道两边部分进行挖掘和开拓等工作过程中,巷道不但会直接受到其所在工作区域范围内所占地积上的撑持和压力影响,还有可能直接造成煤帮在巷道两边的填充物没有得到相应的强度。因此,要想有效地解决这一困难,就需要了解和掌握如何有效运用各种加强防护措施的技术和方法,也就是通过设置在土壤中高阻力来对其进行各种土壤加强防护。这种通过对屋面顶板加强支护措施,能够有效地防止屋面产生沉降。并对各个巷道顶板中岩层分离的情况实施了有效地管理和控制,在一定的程度上保证了各个巷道顶板的施工完整性,并为各个巷道的掘进和作业开展提供了广阔的施工场地和空间,从而有效地保证了各个巷道的掘进和作业的顺利进行。其次,专门针对用户而开发设计的一种能够对其进行强化支撑的液压式支架,其主要功能就是充分利用了顶梁、立杆、底座、以及四连杆等重要零部件。因此,这种伸缩式支撑在前后都会使用伸缩梁以及千斤顶向上推移来与其进行相互连接,从而能够保证其在推拉时自由地移走[2]。

(2)巷旁支护

在矿建工程巷道挖掘和采用锚杆支护的技术中,巷旁支护是比较常见的一种形式,而目前应用比较广泛的就是充填式巷旁支护。这样一种支护装置可以针对其充填物在各个方面的变形及其性质和稳定性提出一些特殊的要求。通常情况下,只有当它们都已经具备了特别好的稳定性和较强的变形强度,才可以很好地满足和适应由于基础屋盖和岩层的旋转下沉而导致的变形,并且还确保在巷道内部必须具备一个宽度足够大的横向截面。充填式巷旁锚索支护主要是指一种通过锚索以及对于泵送等特殊性能物料进行输送和支护的一种方式,依据对充填式巷道支护技术的要求,使用优质的锚索来输送特殊性能的填充物料,而且在充填体上方的顶板也必须按照规定提前准备好锚索以及对锚杆的支护等。与此同时,煤壁的所在位置也必须要求是一定要沿着巷道长度5cm,向下3cm的范围内来对其进行巷道挖掘和拓宽等工作以及对锚杆进行支护。在对螺纹钢锚杆进行横向支护操作时,要把左旋无纵筋螺纹钢锚杆的横向排距直径和长度分别确定好,通常的间隔式排距应该是1000mm×900mm。并且要在各个排的位置分别安装4根防止锚杆,一般会使用金属网和钢带等措施来对其进行保护。

图1 巷道支护的可拆卸锚杆支护结构的制作方法

4.结束语

总而言之,在矿建工程的建设中,巷道掘进的锚杆支护技术已经得到了普遍的应用。可是,现阶段的矿建工程的巷道掘进工作依旧会受到多重因素的影响,从而对巷道掘进的速度以及安全带来一定的影响。因此,只有不断对巷道掘进的锚杆支护技术进行创新,运用科学合理的方法来对锚杆进行安装,才可以将锚杆支护技术的价值发挥到最大,从而确保整个掘进工作的顺利实施,提高锚杆支护技术的运用效果。

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