工作面搬家倒面支护技术应用

张鹏

摘 要：在综采过程中，工作面的搬家倒面是一项非常重要的部分，施工方案的成功与否与搬家倒面技术的应用情况有着直接的关系，搬家倒面技术的精湛使用可以使得煤矿施工方案的设计更加完善，实施更加顺利，在工程中具有举足轻重的作用。一般常用锚索联合支护技术提高工作面搬家倒面的工作效率和工作环境，可以有效减少架棚支护片帮现象的发生，在工作面搬家倒面的工程中，这是一个成功的创新实践。

关键词：工作面；倒面支护；技术应用

1 工作面搬家倒面中使用的支护技术概述

支护技术是煤矿开采中的一项关键技术。只有支护技术的安全性，稳定性得以保障，工作面倒面工程才可以成功进行，在工作面搬家倒面的过程中这种支护技术有明显的优势效果，确保巷道的安全，减少工人的劳动强度，简化煤矿的维修技术等等，这是非常有利于煤矿工作面的快速推进和建设实现高产、高效的煤矿。目前，锚杆支护技术在国内外应用十分广泛，设计水平的不断提高，也促进了了工作面倒面工程的顺利进行，不仅如此，在锚杆支护技术的基础上，不断进行创新，锚网、锚索联合支护技术也在煤矿工作面倒面的工程中发挥出来了优秀的功能。

对于锚索联合支护技术，主要的工作机理包括悬架理论、复合梁理论，压缩拱理论，楔形固体理论、扩张稳定性理论等等，因为锚杆锚索支护强度和刚度大于吲岩的变形，从而可以加强与两侧岩石的应力，使其更加稳定，提高围岩的抗压和承重能力，由于锚杆、锚索支护具有上述特点，越来越多的煤炭、冶金企业采用这样的支护方式。

锚杆支护技术是将原本疲弱和破碎岩石悬浮稳定岩层或平衡拱上部位置，促进分层岩石形成的复合梁，而围岩与巷道支架形成强的支持拱承载力，在此发挥围岩可以承载 的作用。锚索支护技术是锚索采用预应力锚索将锚索深钻至岩层底部，进行预应力处理。这是一种将主结构的支护应力传递到岩层深度，提高岩层稳定性的方法。锚索可以形成悬吊效果。锚索在巷道的纵向上起着支点的作用，减缓巷道頂部围岩的扩容。

2 支护技术的国内外发展现状

国外，澳大利亚比较早的使用了锚杆支护技术，支护技术相对外国来讲处于领先地位。目前，锚杆支护已成为煤矿巷道的主要支护方式，煤矿的顶板如果不能进行锚杆的支护，那么这个煤矿的开采经济效益会急剧下降。英国过去是欧洲主要煤炭生产国传统钢铁支撑的典型代表。在后来的国际竞争中，这种方法的弊端不断体现出来，在这样的情况下，英国及时从澳大利亚引进新的支护技术，缓解了当地煤炭产业的危机。

我国巷道锚杆支护技术的研究和应用经历了三个阶段：1980 - 1990年是最初的阶段，主要进行了一些基础研究和试验，锚杆支护技术还没有被广泛推广，第二阶段，1991年至1995年，国家开始重视锚杆支护技术，然而，人们真正了解和应用锚杆支护技术仍在第三阶段（1996至今），原煤炭部门的组织，中国技术，介绍了澳大利亚螺栓支持邢台矿务局进行技术示范，极大地促进了中国的发展和完善锚杆支护技术。在各个煤炭研究所和煤炭企业的努力之下，基本形成了一个适合中国的煤矿煤巷锚杆支护技术的条件。在现场应用中，成功地解决了工作面倒面过程中遇到的问题。

3 支护技术在应用过程的问题及解决策略

首先，巷道锚网支护的重点是巷道中部，其次是巷道两侧。布局应该是垂直的，如果不是倒三角形，屋顶的连接会受到负面影响。因此，必须根据实际情况实际处理，适当调整依靠顶部螺栓两侧和两侧方向的角度，尽量做到使其与倒三角形的形式一致，使顶部连接处的连接作用得到有效发挥。其次，锚网的支持通常先给中间，然后再给中间，而被动支护的支护原则是一样的，但实际上不是这样，而是相反，主动支护先给中间，然后再考虑中间。第三，联合支护的情况下，没有考虑到顶板和两侧的重要性，不注意顶板和两侧的联系，没有充分发挥复合梁的作用，并结合屋顶是一体的，导致整体负载的增加很明显，这将导致整体的稳定性不断下降，不仅如此，但也会发生顶板崩落事故。如果顶板不稳定，顶板的锚网支持形成一个重量较大的整体，两侧与顶板的交界处可以形成一个弱面，导致总量的增加，一旦遇到软弱的表面结合强度不足以支持整个顶板的重量，整体冒落的事故就会发生，然后导致大面积顶板事故。重要的是要注意，如果没有认真设计顶板和两侧之间的连接，将导致一个恶性循环，如顶板在不稳定的情况下，需要更大的支护密度来维持，更大的整体的叠加对于巷道两端来讲，导致冒顶的风险增加，同时，巷道掘进遇到的潜在风险增加，上述锚网、锚索支持被忽视的问题，也是国内锚网组合支护巷道锚索钢带经常遇到的典型大面积崩落事故。

所以，在设计工作面倒面的支护结构时，选择一个合适的支护方式是十分重要的，如需要根据巷道情况、围岩发育、移动等方式进行工作。因此，选择合适的巷道支护方式非常重要，但必须事先了解巷道的基本情况，然后根据理论与实践的结合，选择最合适、最有效的支护方式。如提高围岩强度时，采用锚杆支护；稳定系数高的巷道支护选用刚性支护；稳定性差的巷道支护选用伸缩支护。

此外，应该健全支护的监督体制，确保工程完成的效率与质量，一些井下工作人员想要了解围岩发育的准确参数，想要掌握围岩的运动规律，想要了解支护方案的具体效果，需要更准确的探测数据。为了增加强度测试的支持系统，您将首先需要建立和完善支持监控系统，，和检测数据进行科学分析，也突然情况进行进一步的分析和研究，也可以进一步跟踪巷道支架，分析和预测围岩可能发生并改正。如果能够建立和完善相应的监督机制，将促进支助方案的制定，为支护方案的设计提供依据。

并且应该及时对于支护的设备进行维护，随着现代煤矿企业领导对经济效益的追求，巷道开采深度不断加大，加大了矿山工作的难度和危险性。但由于国家和企业的资金投入和技术研究，煤矿巷道技术研究取得了一定的技术成果。但由于实践与理论不能充分结合，所开发的技术方法不能直接应用于煤矿巷道支护工作中。目前，由于老旧的支护设备和新技术，煤矿巷道的工作效率无法提高。因此，如果能够及时对设备进行更新和维护，使新技术能够与井下设备相匹配，更好地应用新技术，从而提高煤矿企业的经济效益。

最后还应该对于工程的现场加强勘察，有必要对巷道施工现场进行调查，了解围岩特征，制定合理有效的支护方案，从而开发出更加合理的支护模式，提高支护效果。因此，在选择支护方式时，要及时考虑一些突发情况，如围岩的小变形会释放出围岩表面岩体破碎时产生的一些应力，能够很好地减少围岩的变形。因此，在制定支护设计方案时，可以考虑多种支护方式相结合的方式，提高工作安全性。因此，在确定支护方式之前，需要对煤矿巷道的采场进行调查，这有利于提高工作效率和安全。

4 支护技术的实施效果

以某工程为例，煤层工作面结构较为复杂，沉积稳定，煤层一般厚度约3.9～4.8m，巷道的平均长度为3.6 m，沿轴向长586m，倾斜时长度为367m。工作面在开采的过程中会有两条断层出现。

由于截面为单侧斜梯，宽度约4.8m，高度约3.6m。上下两侧分别为3.72m和2.27m。尝试进行如下的设计：锚杆为3cm左旋无筋钢筋螺栓，间距0.90m；采用Z2385树脂筒，每个锚杆为3卷。巷道顶板中部布置长度为1.82cm的钢绞线锚索，每排3根，长度5.0m。末端用树脂固定。每根锚索使用6根树脂，锚固长度约1.8m。

将初步设计的支护参数应用于工程中，观察顶板的移动量及两侧移动量。根据观测结果，顶板最大沉降量1.1cm，最大沉降率5.3mm /d，最终沉降率控制在0.11mm /d以内。远低于规定的位移。其次，巷道顶板沉降在11cm以内，两侧相对收敛在10cm以内，巷道的收敛变形在一段时间内趋于稳定，说明支护效果良好，非常稳定。

通过上面的尝试，可以得出：在使用锚杆，锚索支护技术的时候，可以加强顶板与两侧的连接完好程度，对于锚杆和顶板的锚索之间的距离和角度，应该使其高度吻合，顶板支护的强度从两侧到中间逐步加强，要记住顶板两边的设计是关键，要靠两侧结构的支持。其次，记住锚固端应延伸至侧部上部，使其既能锚固到稳定的压环上，又能通过形成三角形的稳定结构，整体充分发挥其支护作用。对于结构不稳定的顶板，通过锚链钢带，当进入向帮时候给一个特定的方向，特别是对锚索端部，确保锚固时候进行的位置是承压圈，此外，通过锚索锚杆形成倒三角的区域，可以防止冒落的突发，对于压环的具体位置，不仅可以与采空区均匀巷道垮落高度和已垮落巷道高度進行比较，还可以根据围岩类别和分选仪数据进行计算。

在煤炭企业当今的发展情况下，及时对于支护技术进行改进和革新有利于煤炭企业经济效益的提升，从而实现在新的经济体制下煤炭经济的复苏，具有极大的现实意义。

参考文献

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