煤巷锚杆、锚网、锚索联合支护技术的应用

2022-09-11

结合当前煤矿安全生产要求, 提高煤巷锚杆、锚网、锚索联合支护技术利用效率, 扩大其实际的应用范围, 有利于增强煤巷生产安全性, 确保作业人员人身安全的同时减少煤矿企业不必要的经济损失。因此, 需要从多个方面对煤巷锚杆、锚网、锚索联合支护技术应用进行深入探讨。

一、煤巷生产中巷道支护设计要点分析

(一) 确定巷道断面形状

在实施煤巷生产计划的过程中, 应充分考虑生产人员、设备的安全进出的实际需要, 注重煤矿巷道的合理设计, 为后续生产活动顺利进行打下坚实的基础。在确定巷道断面形状的过程中, 应注重计算机网络与信息技术的高效利用, 在三维空间中对巷道断面图设计进行分析, 及时处理其中存在的问题, 促使最终得到的巷道断面形状能够达到煤矿安全生产要求。

巷道断面形状规格及支护形式表

锚索选用直径d=17.8mm时, 锚索最低破断力Pw=353k N

锚索直径取17.8mm, 锚索密度为

实际施工中4.4m宽巷道锚索间距取1.1m (2.1m) , 锚索排距取3.0m, 按“三二”布置, 即锚索密度为0.83根/m﹥0.6根/m, 符合要求。

3、巷道支护设计

设计采用锚、网、索、梯联合支护。根据计算, 顶锚杆长度实际取2.4m, 间距0.8m、排距为1.0m;帮锚杆长度实际取2.0m, 间距0.8m、排距为1.0m。

4200mm矩形锚网巷道顶板锚索按“三、二”布置, 间距1.1m (2.1m) , 排距3.0m, 锚索长度7.3m。

(二) 联合支护技术的相关要求

(1) 锚固力方面的要求:在设置顶板锚杆时, 为了提高其强度, 使用中具有良好的承受力, 应将锚杆锚固力控制在大于120k N的范围内, 且两帮锚杆锚固力保持在大于50k N的范围内。设置锚索时应将其锚固力保持在大于200k N的范围内。

(2) 预紧力方面的要求:在螺母拧紧的过程中, 应充分地考虑顶板及其它构件的设置情况, 将顶板及两帮的预紧力分别控制在100N.m及80N.m左右, 为联合支护技术实际作用发挥提供保障。

(3) 搅拌时间及凝固时间方面的要求。结合联合支护结构可靠性方面的要求, 应在使用快速锚固剂的过程中加强时间控制:16-20s作用。若采用超速锚固剂时, 所需的时间相对较短, 基本维持在10-15s的范围内;在使用快速锚固剂几超速锚固剂的过程中, 所需的时间分别为:大于1.5min及大于25s。

二、煤巷锚杆、锚网、锚索联合支护技术应用分析

(1) 应注重顶板支护。结合施工图纸内容及煤巷的实际情况, 按照合理的顺序分别完成中间锚杆及两侧锚杆安装作业, 最终形成一排锚杆;在设计方案的指导下, 明确巷道断面的具体位置, 并设置性能可靠的锚网;在专业锚杆钻机的支持下, 确定顶板锚杆孔深度, 并在里面加入适量的锚固剂, 并固定好钻机扳手, 缓慢升起对在锚杆螺母上, 并搅拌5s左右, 待钻机落下后应及时拧紧螺母。

(2) 注重两帮的科学支护。在确定两帮支护结构时, 应根据设计方案要求确定断面, 按照合理的方式确定锚杆孔位;在专业风钻设备的支持下, 将锚杆眼钻至设计方案要求的位置, 并装入适量的锚固剂, 用锚杆将锚固剂送到孔底, 用风钻 (或风炮) 边搅拌边推进, 直到锚杆端头至孔底。搅拌时间15~20s, 凝固时间1.5min, 锚设帮网上好托盘。

(3) 注重锚索的有效加固。为了充分发挥联合支护技术的优势, 应注重锚索的有效加固。具体的加固要点包括:结合设计方案要求, 确定锚索孔位;采用钻锚索孔的方式进行操作, 并在孔内加入适量的锚固剂, 在钢绞线的支持下将锚固剂送至孔底;合理使用锚枪, 实现钢绞线与钻机的有效连接, 促使钢绞线端头能够达到孔底, 并选用千斤顶、卡盘的能够专业工具, 完成锚索安装作业, 增强其实际的加固效果。锚索悬吊作用示意图如图1所示。