煤矿岩巷掘进锚喷支护技术工艺的改进与研究

发表时间:2021/1/5   来源:《科学与技术》2020年27期   作者:牛洋洋
[导读] 本文浅论了改进岩巷掘进锚喷支护技术工艺的方法、改进岩巷掘进施工中的质量技术管理措施
        牛洋洋
        淮北矿业集团亳州煤业有限公司信湖煤矿  安徽亳州  233600

        摘要:本文浅论了改进岩巷掘进锚喷支护技术工艺的方法、改进岩巷掘进施工中的质量技术管理措施,提出了提高锚喷支护质量的实施建议。
        关键词:煤矿岩巷掘进;锚喷支护;技术工艺改进
        引言:煤矿岩巷掘进生产中,光面爆破、锚喷支护的应用也越来越多。但是,针对围岩的性质不同,支护的形式也有差异。对此,基本上有锚喷、锚网喷、锚网喷加浅孔注浆、锚网喷+浅孔注浆+二次支护+深孔注浆等多种支护形式。不论哪种形式的支护,随着巷道的不断向前延伸,压力也会随之不断增大。已施工巷道会因压力显现而出现浆体开裂、巷道变形等现象,为避免安全事故的发生就必须对这些巷道进行修复、补强、加固,极大的增加了矿井运营成本。除了不可避免的矿山压力影响外,锚喷支护施工质量也是影响巷道支护质量的重要原因之一。为了提高巷道掘进的支护质量,就要严格按照锚喷技术工艺和标准施工,并积极对锚喷支护技术工艺进行改进,力求其能更适应深部巷道矿山压力大、围岩岩性多变的要求,进而保障巷道的安全性并延长使用寿命。
        1.改进喷锚巷道支护技术工艺的方法
        影响锚喷支护质量的因素非常多,为提高其施工质量,关键还是要从施工工艺上严格把关和改进。根据施工经验和涉及到的一些因素,总结提出了以下几种喷锚支护技术工艺改进方法:①改进光面爆破工艺。要科学合理的选择好爆破参数,以便爆破后的巷道能规整成形,避免超挖或欠挖现象,同时能最大限度的保持围岩的自承能力。②改进湿料喷射工艺。选择合理的喷浆料配合比、运用好喷射混凝土工艺,一能极大的减少物料回弹并增加混凝土强度;二能降低粉尘浓度污染并减少物料对运输管和喷射机械的堵塞磨损现象。③运用好近距喷射工艺。运用好该工艺能避免混凝土喷射时出现散射并减少喷浆料的回弹,同时还能降低空气中粉尘浓度。一般喷射距离0.6m~1.0m最好。④恰当的定厚一次喷射。根据施工场地的岩性、围岩应力、巷道规格尺寸和喷射角度,确定一次混凝土的喷射厚度。以40mm(顶)~7O(帮)mm的厚度为好。喷射厚度控制不好,也会影响混凝土的粘结和凝聚效果。若进行分层喷射时,必须在前一次喷射凝结后再进行第二次喷射。⑤合理的确定复喷至迎头的距离。由于巷道需要一个变形期才能让其应力得以重新分布并达到平衡,此时利用好锚喷支护(主动支护),将“抗”与“让”柔性共同结合起来,也能使围岩应力合理分布,从而达到提高围岩承载力的效果。而复喷到迎头的距离,则由围岩性质、巷道断面、构造、掘进速度和光爆效果等多种因素所决定,若距离选择过远就会加大巷道破坏程度、增加支护成本并降低巷道的安全性;而距离选择过近、围岩应力未有效释放,同样会导致复喷后的巷道因围岩应力释放导致复喷破坏严重,因此合理的选择复喷到迎头的距离就显得尤为重要。⑥改进应用全断面一次掘进。在施工时,全断面的一次性掘进,能使巷道围岩应力分布均匀,防止了喷层因应力集中而出现的损裂现象,对于提高巷道稳定性有很大作用。⑦改进锚杆支护技术工艺。提高锚杆的屈服载荷、破断载荷和强度,并使用高强螺纹钢锚杆配合高强锚索施工,加强巷道周围岩体整体性,减少因锚杆支护强度不足导致的锚固力逐渐降低、锚杆断裂等现象的发生,提高锚杆支护的安全性、可靠性。
        2.改进掘巷施工中的质量技术管理措施
        锚喷支护在质量管理上还存在很多不足之处,严格的质量管理才是工程质量的有效保证。
        2.1做好喷射混凝土的质量管理。混凝土具有粘结度强、收缩变形值小、喷射时回弹率低的性能。

在喷射混凝土时,既要选择合理的配合比,又要考虑支护强度;既要满足混凝土物理性能上的要求,又要满足混凝土施工工艺的要求。因此合理的混凝土配合比才能有足够的强度和刚度,进而达到抗压、抗拉的效果。①混凝土的配制。调配混凝土可按如下方法:水泥:砂子:石子=1:1.2:2.4,水:灰=0.51:1。实践证实,该配合比效果最佳。利用此配合比配制的混凝土既能保证强度,又能有效控制围岩的变形和松弛,并有效降低混凝土回弹率、节约用材。②喷射混凝土的拌和。一是混凝土搅拌时必须用专用搅拌机进行搅拌;二是石子、砂子中含有石粉、泥土,必须先冲洗干净再进行搅拌;三是加强现场施工喷射混凝土厚度的检测;四是加强对喷射混凝土质量的监督检查;五是加强对施工人员的技术和思想教育,以提高质量意识,让其能自觉严格按规程操作。
        2.2做好锚杆安装的质量管理。为发挥锚杆的作用,就要保证锚杆安装角度和初始锚固力能达到要求。现场施工中常发现锚杆安装质量差、锚固力不足等现象。出现此类问题的主要原因是:锚杆孔角度控制不合理、锚杆安装时托盘未紧贴岩面,致使锚固作用降低。因此必须加强对锚杆安装质量的管理,特别是钻孔时需短钎和长钎交替使用、安装螺纹钢锚杆时将螺母上紧并在复喷前及时进行二次紧固等,都是锚杆安装质量管理中的重要一环。施工期间应逐步保证每道工序的质量。锚喷支护的安装还要结合开采地点的具体情况进行合理的参数设置,在确保巷道支护质量的同时降低工程造价。
        3.提高锚喷支护质量的实施建议
        保证锚喷支护的质量,必须要加强技术管理和施工质量的管理。对此,建议如下:①选择合理的锚喷支护参数。根据实际开采情况,因地制宜选取锚喷支护参数,还要结合不同深度开采层围岩的变化进行参数的修整,以保证锚喷支护能做到随巷道围岩的变化而进行调整,进而保证开采的安全。②选择合理的光面爆破参数。比如在炮眼位置、深度、角度、装药量、装药结构、连线方式和起爆顺序等工序上,严格按光面爆破要求进行调整,确保光爆成型。③在巷道围岩岩性较好地段使用深孔光爆技术。深孔光爆技术具有加大循环尺寸、减少辅助时间、提高巷道掘进速度等多种作用,具有更好光爆效果和更低的施工成本。④增强管理与施工人员的质量意识。要不断增强施工和管理人员的质量意识,让其能严格按照质量检查验收制度进行质量检查和控制,以保证锚喷支护施工的质量。一是要加强煤矿内部管理人员和施工人员的技术培训与思想教育,使之能在日常施工中就有执行标准规范、按设计和工艺要求作业的根本意识。二是要强化责任制,使施工责任能层层得到落实,每道施工工序都有具体人负责,并能严格的把好质量关。同时,要将锚喷支护质量与相关人员的业绩和经济利益挂钩,以促进责任人的责任意识。⑤做好施工记录,以便后续工作。像全部光爆、喷锚支护参数、施工班组和日期、具体施工进度和施工过程等数据资料,都要完整的保存下来,要能准确的反应出每天施工的具体情况和质量。如此从多方面记录的详细原始数据,既能为检查验收和考核提供详实的依据,又能为后续施工积累技术经验。
        结束语:总之,锚喷支护的质量不仅影响生产效率,且对生产安全也有影响。为保证锚喷支护的施工质量,必须加强施工人员的责任感。同时,要结合现场的实际,不断对锚喷支护技术进行改进,以提高锚喷支护质量,实现降低锚喷支护成本的目的,最终达到安全和经济双赢的效果。
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