破碎頂板煤巷掘進(jìn)的支護(hù)研究

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新應(yīng)用，當(dāng)前煤巷掘進(jìn)的技術(shù)也在不斷更新當(dāng)中，其中破碎頂板煤巷掘進(jìn)的支護(hù)研究已經(jīng)成為了當(dāng)前煤炭掘進(jìn)的熱點(diǎn)。其中需要根據(jù)實(shí)際的頂板以及煤壁的地質(zhì)條件進(jìn)行靈活的掘進(jìn)，同時也要應(yīng)用相應(yīng)的錨桿、錨索支護(hù)方式對棚架進(jìn)行保護(hù)，提高安全和采煤的有效性，推動我國煤炭行業(yè)的不斷發(fā)展。
　　當(dāng)前，我國煤炭行業(yè)開采的深度和廣度逐漸增加，并在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行開采。我國煤炭應(yīng)用量在不斷地加大，使得礦山的壓力不斷增強(qiáng)，所以當(dāng)前巷道頂板事故也在不斷的發(fā)生。受到煤層壓力和各方面應(yīng)力的影響，使得當(dāng)前采煤巷道支護(hù)的選擇和維護(hù)比較困難，需要通過有效的方式來增加強(qiáng)度。根據(jù)現(xiàn)場的施工實(shí)踐以及對破碎頂板進(jìn)行分析，保證地下的地質(zhì)條件與每項的掘進(jìn)數(shù)據(jù)相匹配，同時也要進(jìn)一步提高掘進(jìn)效率，保證整個施工的安全。
　　1 巷道的最佳掘進(jìn)時間
　　在對巷道進(jìn)行掘進(jìn)的過程中，需要選擇最佳的掘進(jìn)時間，在上區(qū)段的工作推進(jìn)過程中，需要將其分為兩個階段，頂板運(yùn)動的發(fā)展分為顯著運(yùn)動階段和穩(wěn)定階段，這兩個階段都有不同的形態(tài)。在顯著運(yùn)動階段中，巖層的支撐力不斷變化很多煤層的支撐壓力會受到影響，如果不進(jìn)行保護(hù)可能會發(fā)生煤層的變形，引發(fā)安全事故，不利于巷道的維護(hù)。同時，上區(qū)段采場老頂垮落后，運(yùn)動一般是在相對穩(wěn)定的狀態(tài)，通過對支撐壓力的重新分布，使每一次壓力得到保證。此時進(jìn)行巷道的掘進(jìn)能夠保證其維護(hù)效果，所以在上區(qū)段進(jìn)行垮落后對頂板運(yùn)動階段進(jìn)行巷道的掘進(jìn)是最佳的時間，也能夠有效地消除頂板事故隱患，將施工安全問題得到解決。在施工過程中需要靈活的把控施工時間，每個時間階段內(nèi)都要進(jìn)行一定程度的掘進(jìn)，這樣才能在施工時保持良好的支護(hù)效果，也對安全性和周圍的巖層防止出現(xiàn)破壞。雖然這種方法加大了施工的成本，給支護(hù)的難度加大，但從長遠(yuǎn)的角度看，可以有效地減輕后期的維修量，使采煤的效率大大提高，增加收益。
　　2 巷道支護(hù)形式及選擇
　　2.1 錨桿支護(hù)
　　在對巷道支護(hù)形式進(jìn)行選擇時，需要保證其支護(hù)形式與實(shí)際的煤層分布情況相符合，通過對參數(shù)的合理選擇，能夠保證巷道支護(hù)的效果，使其達(dá)到安全生產(chǎn)的要求。與傳統(tǒng)的支護(hù)形式相比，錨桿支護(hù)是當(dāng)前經(jīng)常運(yùn)用的一種支護(hù)方式，其技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性都比較明顯。錨桿支護(hù)可以利用周圍的巖層增強(qiáng)承載能力將承載體的綜合能力進(jìn)行有效的保證。一般棚式支護(hù)是屬于被動支護(hù)，這種方式的阻力比較小，在周圍發(fā)生變形時不能達(dá)到很好的支護(hù)效果，而通過錨桿支護(hù)方式能夠化被動為主動，在出現(xiàn)變形之前，有效地對其狀況進(jìn)行改善，也能夠保持巷道周圍的長期穩(wěn)定。一般在相同的地質(zhì)條件下，通過錨桿支護(hù)的方式能夠?qū)χ車膲毫M(jìn)行抵消，同時也能夠根據(jù)變化規(guī)律來有效的設(shè)計，對整個支護(hù)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行了解，能夠保證施工質(zhì)量和施工效率。
　　2.2 巷道圍巖的移近率
　　在對煤炭巷道進(jìn)行研究分析的過程中，需要對周圍巖石的移近率進(jìn)行把控，通過對其進(jìn)行穩(wěn)定性和綜合指標(biāo)的分析來保證移進(jìn)率的大小符合實(shí)際情況，同時也要保證整個巷道在服務(wù)期內(nèi)有效地進(jìn)行維護(hù)，降低修護(hù)的難度。在選擇巷道形式的過程中，也需要根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況和自然條件來進(jìn)行巷道設(shè)計，滿足安全性和全面性的要求，在進(jìn)行設(shè)計巷道的過程中要根據(jù)具體的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)目標(biāo)，來對周圍移近率進(jìn)行預(yù)估，這樣能夠有效地推動整個巷道支護(hù)的有效性。
　　3 破碎頂板煤巷錨桿支護(hù)的施工
　　3.1 錨桿支護(hù)布置
　　對于頂板松軟破碎，變形量很大，與樹脂的粘結(jié)力較小的情況，過去常采用普通螺紋鋼錨桿時，由于錨固力小，約束圍巖變形能力差，因而頂板離層、位移量大，甚至發(fā)生冒頂事故，因此必須加以改進(jìn)。理論和實(shí)踐均證明，高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度全長樹脂錨固錨桿支護(hù)系統(tǒng)是行之有效的。我國過去常用的 Q235 圓鋼普通錨桿的錨固力僅有幾十千牛，而高強(qiáng)度錨桿的錨固力可達(dá)100～ 200kN，超高強(qiáng)度錨桿更可以達(dá)到300kN以上。
　　3.2 破碎頂板煤巷架棚支護(hù)的施工
　　整個破碎頂板煤巷架棚支護(hù)的施工分為三個階段，分別是開工前、班中和放炮后，在每一個階段需要按照操作規(guī)程進(jìn)行施工，對于敲幫問頂，發(fā)現(xiàn)危險隱患時要隨時的進(jìn)行記錄，找出解決問題。根據(jù)圍巖的性質(zhì)和掘進(jìn)工藝來采用相應(yīng)的支護(hù)形式，這樣能夠合理的保證整個破碎頂板煤巷架棚支護(hù)的安全性。如果發(fā)生隱形的危巖，必須要將空頂?shù)木嚯x進(jìn)行縮小，同時也要采用臨時支護(hù)和錨桿支護(hù)的方式進(jìn)一步保證其安全性。在對頂板破碎或者煤壁較軟的地方，需要根據(jù)其地質(zhì)條件在正常的掘進(jìn)情況下，采取震動炮的形式用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)，這種方式能夠提升掘進(jìn)的有效性，同時也可以在放炮前增加相應(yīng)地的支架來進(jìn)行支護(hù)。如果發(fā)生危險，要及時的采取有效措施，保證頂板的安全性。對于炮掘工作來說，需要對整個巖石進(jìn)行振動，所以要控制好裝藥量以及放炮的順序，在前后都需要對周圍的巖石進(jìn)行了解，通過破碎帶來進(jìn)行注漿加固，也可以根據(jù)圍巖的條件采取超前支護(hù)和前探梁支護(hù)等形式，保證支護(hù)的全面性。