在过去,由于支护失效而引起的煤矿建设工程出现的事故时有发生,煤矿行业已经成为我国交通事故以及建筑行业事故之后的第三大事故高发行业。因此,社会以及政府高度关注煤矿工程的支护问题,随着时代的发展,社会赋予煤矿工程建设更高的要求,人们关注煤矿行业的安全以及质量。人们对于煤矿工程建设的关注导致存在于其中的众多问题逐渐地显露出来,其中最为严重的就是煤矿支护失效的问题,由于煤矿支护失效引发的事故能够造成大量的人员伤亡以及经济损失,对于煤矿支护技术的创新优化势在必行。随着双网支护技术在煤矿支护中的应用,人们逐渐发现双网支护技术的优势,双网支护技术受到了人们的广泛青睐。
一、煤矿支护概要
作为煤矿安全生产的重要保护环节,煤矿支护不仅仅可以保证煤矿行业的生产的安全性,同时还能够起到维护生产环境保障经济效益的作用。对煤矿工程进行支护有很重要的现实意义,当下相关的煤矿支护技术已经相当成熟,种类复杂多样,但是在煤矿工程中经常用到的支护技术有以下几种:
第一,支架支护。大多数情况下, 支架支护都是依赖u型钢支架、矿用工字钢棚、单体加π型梁等进行支护,拥有非常良好的断面现状以及稳定可靠地性能,在很多煤矿工程中都表现出了良好的应用价值。但是这种支护方式需要大量的资金投入,还需要十分漫长的加工时间,相比之下费时费工,运输也是一个问题,对煤矿生产进程产生一定的影响。
第二,锚杆、锚喷支护。利用混凝土对支护部位进行喷射,将支护部位的基本性能进行强化,以实现良好的支护效果就是所谓的锚喷支护。而通过设置锚杆来提升围岩承载能力,强化支护能力的支护方式就是锚杆支护,显然锚杆支护方式是一种采取主动加固的手段。大多数情况下,施工单位会同时进行锚喷以及锚杆,支护效果十分稳定。但是锚喷、锚杆支护方式在实际运用的过程中,需要首先确定煤矿工程的形式以及参数能够起到足够的支护效果。
第三,灌浆加固。灌浆加固支护形式大多数情况下都要对围岩进行钻孔,然后将混凝土浆液压注在孔中,起到重塑围岩内部结构的效果,将围岩自身的支撑力进行加固,进而达到另一个层面进行支护的目的。随着科学技术的不断发展,进行加固的材料也在不断的更新,很多种新型材料开始应用,例如玻璃水等,同样能够起到良好的支护作用。
第四,复合支护。利用锚杆钢带、锚棚支护等方式进行支护进而起到联合支护的作用。复合支护可以有效弥补单一支护方式存在的一些缺陷,大幅的提升支护效果,在煤矿工程中应用复合支护有着重要的现实意义。由于复合支护需要同时应用多种支护方式,因此需要相当高的专业要求,并且需要大量的资金投入。
第五,浇筑混凝土技术。浇筑混凝土技术大致可以分为素混凝土浇筑以及钢筋混凝土浇筑,因此浇筑混凝土支护是一种相较复杂的支护工艺,需要大量的设备以及材料投入使用,同时需要投入大量的施工时间。此外由于在进行浇筑的过程中有很大的控顶距离,因此并没有太高的安全保证,对于施工人员来讲也需要相当高的专业操作水平才能够进行,在一些煤矿井下应用浇筑混凝土支护时有很多的限制。
二、双网支护技术
随着煤矿行业的不断发展,衍生出了双网支护这种新型支护技术,使用两层钢筋网进行支护是双网支护的最大特点,双网支护技术的应用,需要先支护破碎顶板,减少控顶距离能够保证施工安全,很大程度的减少了施工机械设备的投入,同时又保证了施工强度,满足煤矿工程的需要。在进行煤矿工程双网支护的过程中,可以将施工分为两个阶段,第一阶段,对破碎顶板及时进行混凝土初喷进而起到支护作用,随后进行锚杆孔施工,最后将第一层钢筋网挂设在锚杆上,随后进行喷射作业。第二个阶段,以第一层钢筋网为基础,挂设第二层钢筋网并且喷射栓形成一个可靠地保护层。双网支护技术与单层网支护相比,双网支护技术的多方面性能都能够有显著的提升,能够使围岩各个部分均匀受力,整体性得到了强化,有效的保证了煤矿生产的安全性。
由于在很多情况下在煤矿工程中应用双网支护技术的过程中会受到来自于地质条件的影响,需要三个方面的基本工作才能够进行双网支护。首先,要全面的测量整个围岩巷道,对煤矿工程的基本地质条件有充分的了解;其次,将双网支护施工的基本流程明确,其中包括巷道掘进作业、巷道初喷作业、第一层防护网的安装、喷射混凝土作业、第二层防护网的安装以及喷射第二层混凝土这几个施工基本流程;最后,检测。至整个双网支护施工完毕十天之后需要对整个工程进行连续变形检测,保障支护的有效性。
双网支护对煤矿工程起到的支护作用相较与其他支护手段有更加突出的效果,双网支护技术多具备的优点是其他支护手段不曾具备的。首先,双网支护技术的施工效率较高,同时在完成施工之后支护效果明显,避免其他支护方式应用过程中出现岩石松动脱落问题;其次,相较于其他支护方式,双网支护在结构上有很大优势,立体、连续以及轻型化的支护是双网支护的独特的优点;最后,双网支护能够有效的缓解压力,当围岩巷道受到剧烈冲击的时候,双网钢筋能够有效的缓解围岩巷道受到的压力。
三、现代煤矿支护中双网支护的应用策略
本文以山西某煤礦为例来介绍双网支护技术在煤矿支护中的应用,该煤矿施工井下的中央变电所就是采用双网支护技术进行支护。该煤矿变电所所处的位置地形十分复杂,南边是溢出断裂层,北边是集断层,岩层的性质相当差,有较为明显的集中应力。在施工单位在开始对其进行支护之前,对整个煤矿工程进行深入的研究,最后决定采用双网支护技术,控制巷道变形,双网支护不需要使用过多的施工设备,施工工艺相较简化,施工效率较高,同时支护效果好,围岩应力也得到增强。通过施工,双网支护在该煤矿支护中起到了良好的应用效果。 1.施工流程
对于双网支护施工的整个工艺流程上文已经提到,在施工的过程中应当严格按照该施工流程进行施工,但是需要注意加强对一些细节方面的处理。例如,进行喷射混凝土的过程中,第一层混凝土的厚度120毫米,同时要确保混凝土的强度,在喷射的过程中应当保持喷射的压力尽可能的稳定,采用均匀的速度进行喷射,喷射过程中不能出现停顿的现象,只有这样混凝土层的力学性能够才能够得到充足的保障;在进行第二层喷射的过程种应当注意与第一城保持一样的施工要求,但是混凝土的厚度不需要太厚,因为第二层混凝土主要是为了保护钢筋网,第一层混凝土主要作用就是缓解压力和降低冲击力度,第二层钢筋网与第一层钢筋网形成的双层钢筋整体,对围岩巷道进行联合型支护,避免了传统一层钢筋网支护力度不够的问题。
2.施工监测
对双网支护进行检测应当遵循上文所述,在双网支护施工完毕的十天之内进行连续的检测,观察双网支护的变形情况。经过观察我们可以发现,该煤矿工程采用的双网支护相较于其他的支护手段,整体性以及稳定性都更加优良。除此之外,对双网支护进行监测的过程中还应当注重拱角的移近量以及帮底的移近量、顶底的移近量,若这些参数都呈上涨趋势,则说明支护的稳定性有所保障。移近量的变化速度大多数情况下都会由快速到逐渐稳定的势态。
3.双网支护的效益
从该煤矿工程双网支护施工结果来看,双网支护表现出的支护效益十分突出。从支护效果来看,钢筋网的支护效果与u型钢的效果基本相同,但是钢筋网的重量与u型钢同比减少百分之四十,这种重量上的差别在进行双网支护的过程中应当充分利用起来。该煤矿工程中,双网支护使用的钢筋网相较于u型钢,对于材料的使用降低了百分之三十之多,但是钢筋网的抗弯性能却比u型钢突出。因此, 双网支护不仅仅能够起到良好的支护效果,还能够在很大程度上节省材料的使用,节约成本。