2022年煤矿深部掘进锚杆支护新技术探究 .pdf

煤矿深部掘进锚杆支护新技术探究-企业管理论文煤矿深部掘进锚杆支护新技术探究李广明（冀中能源邯郸矿业集团有限公司云驾岭煤矿）摘要：随着我国社会水平的提升，经济步伐的推进，我国的煤矿事业也在这个过程中得到了较大程度的发展。其中，煤矿深部掘进锚杆支护是我们实际开展煤矿开采工作中非常重要的一项工作，将直接对整个煤矿开采的稳定性产生影响。在本文中，将就煤矿深部掘进锚杆支护新技术进行一定的分析与探讨。关键词：煤矿深部掘进锚杆支护技术探究 1 概述近年来，我国的煤矿工作得到了较大程度的发展，无论是开采的数量还是开采的规模都得到了较大程度的提升。在这个过程中，就使得我国煤炭资源的开发深度得到了不断的增加，目前平均每年以8 至 12m/ 年的速度得到增加，且我国目前国有大中型煤矿的平均开采深度都已经超过了400m ，个别的煤矿开采深度甚至已经达到了1000m 以上。可以预见，我国未来的煤矿开采工作已经整体向着大深度的开采方向发展。在煤矿的深部开采工作中，往往会受到高地温、强扰动以及高低压等因素的影响，且由于深部矿井重力的存在就会使其所具有的垂直应力得到较为明显的提升，不仅地应力高，其所具有的构造应力场情况也非常的复杂。高地温的存在，就会使矿井会存在较为严重的突水现象，而高地应力的存在，不仅会使我们在开采过程中受到非常强烈的扰动影响，还会因为对于围岩所具有的严重破坏而使井下可能出现矿井突水、煤岩突出、挖机保障以及冲击矿压等一系列精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页动力灾害，并对我们工作的开展造成了一定的安全隐患。对此，就需要我们能够通过煤矿深部掘进锚杆支护新技术的研究来保障工程的顺利、稳定运行。 2 深部掘进锚杆支护技术的作用在传统的锚杆支护工作中，其具有着组合梁、加固拱以及悬吊等理论。而在我们在井下实测、数值计算以及工作经验获取的基础上，则可以了解深部巷道锚杆支护具有以下作用： 2.1 对于井下强度在中等以上的岩石，锚杆对于岩石所具有的变形以及强度影响并不是很大；而对于自身强度较低的煤体来说，在对其产生破坏前锚杆则对其具有着较为明显的影响。我们实施锚杆的作用，就是要通过锚杆技术的应用对巷道内部破碎煤岩以及发生变形煤岩的力学形式进行积极的改善，并以此提升其所具有的屈服强度。 2.2 通过锚杆的支护，则会对巷道的围岩产生一种压应力，并以此对岩应力所具有的状态进行积极的改善。而对于受拉区域，锚杆则会在对其中部分拉应力进行抵消的基础上使围岩所具有的抗拉能力也能够得到提升。另外，在受剪区域中，我们也可以通过压应力所产生的摩擦力对巷道围岩所具有的抗剪能力进行提升。 2.3 在较深的巷道中，支护锚杆所具有的作用则主要是对锚固区围岩的滑动、裂隙以及离层的变形情况进行适当的控制，并通过在锚固区形成承载层的方式尽可能的对整个锚固区围岩所具有的完整性进行保持，避免出现围岩变形的情况，并以此帮助我们大幅度的提升围岩所具有的稳定性以及整体强度。 3 巷道锚杆支护的新方式 3.1 动态信息设计法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页近年来，我国以计算机为首的各项科技设备得到了飞速的发展，借助此项优势，我们则可以根据煤矿巷道所具有的实际特点而提出锚杆支护信息设计法。对于该设计方式来说，具有着两大特征，即信息性以及动态性。所谓动态性，就是在我们对锚杆进行设计时，并不是一次性就完成设计工作的，这个设计的任务是一个动态的过程，是实时变化的；而信息性则是指我们在实际设计时，会对其中每一个工作过程中所提供的信息进行充分的利用。而在操作步骤方面，该设计方式则具有着实验点调查、地质力学评估、初始设计、井下监测、信息反馈以及修正设计这几个阶段。其中，在初始设计阶段我们以数值计算法的方式开展，目前，我国具有较好的应用效果的数值计算软件为离散单元软件 UDEC 以及有限差分软件FLAC。而通过煤矿巷道锚杆支护工作的扩容- 稳定理论，我们则可以将支护参数确定为以下原则：第一，是临界支护强度刚度原则。在该项原则中，需要保证锚杆支护所具有的刚度以及强度不能够低于临界值，以此来避免巷道可能出现的不稳定情况。第二，是高预紧力原则。在该原则中，我们在支护锚杆时需要能够将其施加较大程度的预紧力，并使其为杆体屈服载荷的40% 左右。第三，锚杆锚索匹配原则。在该原则中，锚索与锚杆所具有的力学性能需要能够相互匹配，并以此保障锚杆支护的整体效果。第四，三高一低原则。在该原则中，需要我们在锚杆支护所具有高刚度、高可靠性以及高强度的前提下适当的降低支护密度。 3.2 锚杆支护设计软件软件系统已经在我国的很多个行业中得到了较为广泛的应用。而为了能够使我们在锚杆支护工作中在保证设计简单、方便的同时使我们的设计效果具有更好的合理性以及科学性，就需要我们在对现有巷道数值计算设计进行大量实精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页验的基础上对其进行适当的简化与提炼，并在应用计算机技术的基础上编制一套适合巷道支护工作的支护设计软件。在该软件中，其主要具有咨询系统、设计系统、数据库系统以及绘图系统这几大模块，通过这几大模块的应用帮助我们能够根据巷道所具有的原始参数对锚杆支护设计方式进行确定，并通过绘图系统的应用帮助我们对巷道支护布置图进行绘制。可以说，通过该软件的应用，能够在显著提升巷道支护工作效率以及合理性的同时也能够极大程度的减轻支护工作设计人员的人力投入以及设计工作量。 3.3 新材料的应用在锚杆支护工作中，支护材料的选择也是十分重要的，只有通过高质量、高性能材料的应用，才能够帮助我们获得更好的巷道支护效果。目前，较为新型、且在世界范围内应用较为广泛的支护材料有以下几种： 3.3.1 锚杆杆体材料对于我们以往所使用的低刚度、低强度的支护材料来说，其已经不能够满足我国现今深部巷道支护工作开展的要求，必须通过研制更新、更适合深部巷道支护材料的开发才能够使巷道的支护强度能够得到保障。对此，我们专门设计了 3 个级别的螺纹钢筋，并使其能够达到高强度以及超高强度的级别。而在杆体形状方面，我们则应当根据有利于提升锚杆锚固力、合理孔径差以及不同部位强度的原则将其设计为左旋无纵肋螺纹钢筋，并将其直径确定在19 至24m 内。经过测验，该类型钢筋对于直径25mm 的锚杆具有300kN 以上的屈服力、 400kN 以上的破断力，能够很好的满足我们支护工作的杆体强度需求。 3.3.2 树脂锚固剂精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页近年来，我国在树脂锚固剂的生产技术以及配方改进方面已经开展了大量的工作，目前已经形成了规模、系统的产品线，且在性能质量方面也已经能够达到国内外先进国家的要求。且在直径以及长度方面也都具有着非常丰富的规格，能够满足我们不同深度、不同情况下的施工需求。 4 结束语总的来说，在我国目前煤矿开采深度不断增加的情况下，需要我们能够通过良好掘进锚杆支护技术的开发满足支护需求、保障支护效果。在上文中，我们对于煤矿深部掘进锚杆支护新技术进行了一定的分析与研究，而在实际工作开展过程中，也需要我们能够充分的联系技术特点以及实际需求，以技术的针对性应用获得更好的支护效果。参考文献： 1 胡友仓，刘奉奎 .煤巷锚索支护技术在桥二煤矿的应用J.江西煤炭科技，2011(02):61-63. 2 陈季斌，赵金明，陈士海，燕永峰.深部巷道围岩锚杆支护深度研究J.煤，2011(05):4-6. 3 田柯，田取珍 .锚杆支护参数对巷道围岩稳定性影响研究J.山西煤炭，2011(05):44-47. 4 姚善佩 .掘进过程中的矿压控制及其围岩的支护J.中小企业管理与科技(上旬刊 )，2010(04):241-241. 作者简介：李广明 (1980-) ，男，河北武安人，采煤助理工程师，河北工程大学毕业，现任冀中能源邯郸矿业集团有限公司云驾岭煤矿掘进区主管技术员。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页