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本篇露天開采新技術(shù)論文探究煤礦深部掘進錨桿支護新技術(shù),在我國目前煤礦開采深度不斷增加的情況下,需要我們能夠通過良好掘進錨桿支護技術(shù)的開發(fā)滿足支護需求、保障支護效果。在上文中,我們對于煤礦深部掘進錨桿支護新技術(shù)進行了一定的分析與研究,而在實際工作開展過程中,也需要我們能夠充分的聯(lián)系技術(shù)特點以及實際需求,以技術(shù)的針對性應(yīng)用獲得更好的支護效果。
《煤礦現(xiàn)代化》(雙月刊)創(chuàng)刊于1992年,,由國家煤礦安全監(jiān)察局主管,兗礦集團公司主辦,國家級綜合性技術(shù)期刊。是國家承認(rèn)的大、中專畢業(yè)生發(fā)表論文,評定職稱的煤炭行業(yè)刊物之一。主要報道范圍國家有關(guān)國有企業(yè)改革和技術(shù)創(chuàng)新的方針、政策;國內(nèi)外大型煤礦現(xiàn)代化建設(shè)經(jīng)驗;煤礦開采技術(shù);煤礦安全及煤礦自動化技術(shù);資源開發(fā)及煤炭深加工技術(shù);煤炭經(jīng)濟研究與煤炭企業(yè)管理經(jīng)驗;工礦用產(chǎn)品防爆技術(shù);工礦用電氣產(chǎn)品保護技術(shù);計算機在工礦領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù); 工礦電氣節(jié)能技術(shù)。
隨著我國社會水平的提升,經(jīng)濟步伐的推進,我國的煤礦事業(yè)也在這個過程中得到了較大程度的發(fā)展。其中,煤礦深部掘進錨桿支護是我們實際開展煤礦開采工作中非常重要的一項工作,將直接對整個煤礦開采的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在本文中,將就煤礦深部掘進錨桿支護新技術(shù)進行一定的分析與探討。
關(guān)鍵詞:煤礦深部掘進錨桿支護技術(shù)探究
1 概述
近年來,我國的煤礦工作得到了較大程度的發(fā)展,無論是開采的數(shù)量還是開采的規(guī)模都得到了較大程度的提升。在這個過程中,就使得我國煤炭資源的開發(fā)深度得到了不斷的增加,目前平均每年以8 至12m/ 年的速度得到增加,且我國目前國有大中型煤礦的平均開采深度都已經(jīng)超過了400m,個別的煤礦開采深度甚至已經(jīng)達到了1000m 以上。可以預(yù)見,我國未來的煤礦開采工作已經(jīng)整體向著大深度的開采方向發(fā)展。
在煤礦的深部開采工作中,往往會受到高地溫、強擾動以及高低壓等因素的影響,且由于深部礦井重力的存在就會使其所具有的垂直應(yīng)力得到較為明顯的提升,不僅地應(yīng)力高,其所具有的構(gòu)造應(yīng)力場情況也非常的復(fù)雜。高地溫的存在,就會使礦井會存在較為嚴(yán)重的突水現(xiàn)象,而高地應(yīng)力的存在,不僅會使我們在開采過程中受到非常強烈的擾動影響,還會因為對于圍巖所具有的嚴(yán)重破壞而使井下可能出現(xiàn)礦井突水、煤巖突出、挖機保障以及沖擊礦壓等一系列動力災(zāi)害,并對我們工作的開展造成了一定的安全隱患。對此,就需要我們能夠通過煤礦深部掘進錨桿支護新技術(shù)的研究來保障工程的順利、穩(wěn)定運行。
2 深部掘進錨桿支護技術(shù)的作用
在傳統(tǒng)的錨桿支護工作中,其具有著組合梁、加固拱以及懸吊等理論。而在我們在井下實測、數(shù)值計算以及工作經(jīng)驗獲取的基礎(chǔ)上,則可以了解深部巷道錨桿支護具有以下作用:
2.1 對于井下強度在中等以上的巖石,錨桿對于巖石所具有的變形以及強度影響并不是很大;而對于自身強度較低的煤體來說,在對其產(chǎn)生破壞前錨桿則對其具有著較為明顯的影響。我們實施錨桿的作用,就是要通過錨桿技術(shù)的應(yīng)用對巷道內(nèi)部破碎煤巖以及發(fā)生變形煤巖的力學(xué)形式進行積極的改善,并以此提升其所具有的屈服強度。
2.2 通過錨桿的支護,則會對巷道的圍巖產(chǎn)生一種壓應(yīng)力,并以此對巖應(yīng)力所具有的狀態(tài)進行積極的改善。而對于受拉區(qū)域,錨桿則會在對其中部分拉應(yīng)力進行抵消的基礎(chǔ)上使圍巖所具有的抗拉能力也能夠得到提升。另外,在受剪區(qū)域中,我們也可以通過壓應(yīng)力所產(chǎn)生的摩擦力對巷道圍巖所具有的抗剪能力進行提升。
2.3 在較深的巷道中,支護錨桿所具有的作用則主要是對錨固區(qū)圍巖的滑動、裂隙以及離層的變形情況進行適當(dāng)?shù)目刂疲⑼ㄟ^在錨固區(qū)形成承載層的方式盡可能的對整個錨固區(qū)圍巖所具有的完整性進行保持,避免出現(xiàn)圍巖變形的情況,并以此幫助我們大幅度的提升圍巖所具有的穩(wěn)定性以及整體強度。
3 巷道錨桿支護的新方式
3.1 動態(tài)信息設(shè)計法
近年來,我國以計算機為首的各項科技設(shè)備得到了飛速的發(fā)展,借助此項優(yōu)勢,我們則可以根據(jù)煤礦巷道所具有的實際特點而提出錨桿支護信息設(shè)計法。對于該設(shè)計方式來說,具有著兩大特征,即信息性以及動態(tài)性。所謂動態(tài)性,就是在我們對錨桿進行設(shè)計時,并不是一次性就完成設(shè)計工作的,這個設(shè)計的任務(wù)是一個動態(tài)的過程,是實時變化的;而信息性則是指我們在實際設(shè)計時,會對其中每一個工作過程中所提供的信息進行充分的利用。而在操作步驟方面,該設(shè)計方式則具有著試驗點調(diào)查、地質(zhì)力學(xué)評估、初始設(shè)計、井下監(jiān)測、信息反饋以及修正設(shè)計這幾個階段。其中,在初始設(shè)計階段我們以數(shù)值計算法的方式開展,目前,我國具有較好的應(yīng)用效果的數(shù)值計算軟件為離散單元軟件UDEC 以及有限差分軟件FLAC。而通過煤礦巷道錨桿支護工作的擴容- 穩(wěn)定理論,我們則可以將支護參數(shù)確定為以下原則:第一,是臨界支護強度剛度原則。在該項原則中,需要保證錨桿支護所具有的剛度以及強度不能夠低于臨界值,以此來避免巷道可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定情況。第二,是高預(yù)緊力原則。在該原則中,我們在支護錨桿時需要能夠?qū)⑵涫┘虞^大程度的預(yù)緊力,并使其為桿體屈服載荷的 40%左右。第三,錨桿錨索匹配原則。在該原則中,錨索與錨桿所具有的力學(xué)性能需要能夠相互匹配,并以此保障錨桿支護的整體效果。第四,三高一低原則。在該原則中,需要我們在錨桿支護所具有高剛度、高可靠性以及高強度的前提下適當(dāng)?shù)慕档椭ёo密度。
3.2 錨桿支護設(shè)計軟件
軟件系統(tǒng)已經(jīng)在我國的很多個行業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。而為了能夠使我們在錨桿支護工作中在保證設(shè)計簡單、方便的同時使我們的設(shè)計效果具有更好的合理性以及科學(xué)性,就需要我們在對現(xiàn)有巷道數(shù)值計算設(shè)計進行大量試驗的基礎(chǔ)上對其進行適當(dāng)?shù)暮喕c提煉,并在應(yīng)用計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上編制一套適合巷道支護工作的支護設(shè)計軟件。在該軟件中,其主要具有咨詢系統(tǒng)、設(shè)計系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以及繪圖系統(tǒng)這幾大模塊,通過這幾大模塊的應(yīng)用幫助我們能夠根據(jù)巷道所具有的原始參數(shù)對錨桿支護設(shè)計方式進行確定,并通過繪圖系統(tǒng)的應(yīng)用幫助我們對巷道支護布置圖進行繪制。可以說,通過該軟件的應(yīng)用,能夠在顯著提升巷道支護工作效率以及合理性的同時也能夠極大程度的減輕支護工作設(shè)計人員的人力投入以及設(shè)計工作量。
3.3 新材料的應(yīng)用
在錨桿支護工作中,支護材料的選擇也是十分重要的,只有通過高質(zhì)量、高性能材料的應(yīng)用,才能夠幫助我們獲得更好的巷道支護效果。目前,較為新型、且在世界范圍內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的支護材料有以下幾種:
3.3.1 錨桿桿體材料
對于我們以往所使用的低剛度、低強度的支護材料來說,其已經(jīng)不能夠滿足我國現(xiàn)今深部巷道支護工作開展的要求,必須通過研制更新、更適合深部巷道支護材料的開發(fā)才能夠使巷道的支護強度能夠得到保障。對此,我們專門設(shè)計了3 個級別的螺紋鋼筋,并使其能夠達到高強度以及超高強度的級別。而在桿體形狀方面,我們則應(yīng)當(dāng)根據(jù)有利于提升錨桿錨固力、合理孔徑差以及不同部位強度的原則將其設(shè)計為左旋無縱肋螺紋鋼筋,并將其直徑確定在19 至24m 內(nèi)。經(jīng)過測驗,該類型鋼筋對于直徑25mm 的錨桿具有300kN 以上的屈服力、400kN 以上的破斷力,能夠很好的滿足我們支護工作的桿體強度需求。
3.3.2 樹脂錨固劑
近年來,我國在樹脂錨固劑的生產(chǎn)技術(shù)以及配方改進方面已經(jīng)開展了大量的工作,目前已經(jīng)形成了規(guī)模、系統(tǒng)的產(chǎn)品線,且在性能質(zhì)量方面也已經(jīng)能夠達到國內(nèi)外先進國家的要求。且在直徑以及長度方面也都具有著非常豐富的規(guī)格,能夠滿足我們不同深度、不同情況下的施工需求。