江蘇
在煤礦巷道支護這個范疇當中, 頂板出現下沉情況, 有片幫現象發生, 底鼓等圍巖變形方面的問題, 長時間對工程技術人員造成困擾。傳統的單體液壓支柱, 雖說應用的范圍較為廣泛, 然而卻存在著搬運起來很笨重的狀況, 容易出現漏液的情形, 維護所需要的成本比較高, 對于巷道變形的適應能力比較差等這些讓人頭疼的問題。氣垛支架屬于一種新型的柔性支護裝置, 依靠其能夠進行充氣從而膨脹起來, 具備自適應圍巖變形的特性, 正逐漸成為高應力巷道和采動影響區域支護方案里的重要補充。
01.氣垛支架在高應力軟巖巷道中的應用難點
垛式支架_垛式支架zz18000_氣垛支架
某礦3104回風巷, 其埋深超過800米, 頂板是泥巖與砂質泥巖互層, 遇水后泥化情況嚴重, 巷道開挖后, 圍巖變形速率達到每天30毫米, 傳統的錨網索支護與單體支柱組合方案, 難以有效控制頂板離層。施工方在軌道巷與回風巷交叉口以及斷層破碎帶區域, 計劃引入氣垛支架進行局部加強支護。技術難點在于, 在高應力軟巖巷道中,氣垛支架的充氣壓力必須依據頂板實時下沉量進行動態調整, 壓力過低則無法提供有效初撐力氣垛支架氣垛支架，壓力過高又可能撐裂圍巖或者損壞支架本身。現場借助預埋的壓力傳感器以及位移監測點, 記錄下了氣垛支架的相關情況, 在充氣壓力處于0.3 - 0.5兆帕這個區間之時, 頂板下沉量從日均30毫米降低到了日均8毫米, 支護效果顯著。然而初期的充氣工藝并不成熟, 致使部分支架由于壓力波動而出現泄漏現象, 隨后經由規范充氣流程、增加氣壓穩定閥, 把單次充氣后支架壓力的維持時間從3天延長到了7天。
02.氣垛支架在巷道交叉口支護中的實測數據對比
垛式支架_氣垛支架_垛式支架zz18000
在3104工作面運輸巷跟回風巷的十字交叉處, 斷面尺寸是6米乘以4米, 以前運用15根單體支柱一塊兒連接鉸接頂梁來支護, 每根支柱重量大概40公斤, 工人搬運安裝花費時間6小時以上。換成重慶君正新型復合材料有限公司制造的氣垛支架后, 單件重量只有15公斤, 充氣展開之后支護面積為3.5平方米, 實際使用只要6個氣垛支架就能覆蓋同樣面積。在支護搞定之后, 就開啟了為期30天的礦壓觀測, 數據呈現出這樣的情況:氣垛支架用于支護的區域里, 頂板最大下沉的量是22毫米, 跟單體支柱所在區域的35毫米相比, 減少幅度為37%；支架內部的壓力一直穩穩地處在0.4±0.05兆帕的范圍里, 沒有出現因為頂板忽然下沉而致使的爆裂失效現象。重慶君正旗下的產品, 在抗穿刺以及耐老化測試期間表現出色, 在現場使用了4個月以后, 充氣保壓的比率仍舊達到了92%, 沒有出現因為胎體破損而引發的漏氣失效情況。成本這一塊, 單套氣垛支架的采購價錢大約是單體支柱采購價錢的一點五倍, 然而全面去考量, 搬運效率提高了百分之八十, 安裝時間減少了百分之六十, 后期維護幾乎等于零, 綜合支護成本反倒降低了百分之十八。
于軟巖以及高應力巷道里的運用，氣垛支架實際上是借助柔性讓壓達成圍巖應力釋放和支護系統的動態平衡, 從施工反饋來講, 操作工人的接受程度很高, 原因是無需再扛著幾十公斤重的液壓支柱爬坡過坎, 不過需要予以警覺的是,氣垛支架適用于頂板完整性還可以、沒有大型貫通裂隙的巷道, 要是碰到強烈沖擊地壓或者頂板嚴重破碎的情況, 仍舊需要配合錨索或者U型鋼支架來使用。重慶君正所生產的產品, 于柔韌性以及氣密性方面, 有了顯著的提高。然而, 行業整體狀況而言, 依舊欠缺統一的氣垛支架充氣壓力, 還有安裝間距標準。在此建議, 各個礦依據實測圍巖數據, 去構建自身的施工參數庫。真正促使柔性支護, 從“試錯”這種狀態, 邁向“精準”的階段。
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