湖南第一工業(yè)設(shè)計研究院周友良
摘要:本文主要論述了礦山支護技術(shù)和支護設(shè)備的現(xiàn)狀、機理和發(fā)展趨勢，介紹了煤層巷道錨桿支護和回采工作面單體液壓支柱支護的現(xiàn)狀，指出了單體液壓支柱存在的問題，提出了研制新型和環(huán)保型單體液壓支柱的觀點。
關(guān)鍵詞:礦山支護技術(shù);支護設(shè)備;錨桿支護;
1、礦山生產(chǎn)支護的重要意義
隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，礦山支護技術(shù)和支護設(shè)備也相應(yīng)得到了較大的發(fā)展。礦山支護設(shè)備主要是指地下采掘過程中為維護工作面頂板安全而設(shè)計制造的支護用具，它的作用在于為井下開采各道工序如:鑿巖爆破、通風(fēng)、運輸、充填等提供安全的作業(yè)環(huán)境。礦山支護直接涉及到采煤作業(yè)的安全、效率、消耗量(特別是木材、鋼材的大宗消耗)、環(huán)境保護與工業(yè)衛(wèi)生、采掘成本與機械化水平。礦井支護設(shè)備所占地下采掘生產(chǎn)成本比例較大，就我國煤炭工業(yè)而言，直接用于支護方面的木材每年達400萬m左右，鋼材近50萬t，水泥約300萬t，加上各種制成品、專用工具、設(shè)備等，每年的直接費用達20億元人民幣以上，可見煤礦支護的投入及其對安全生產(chǎn)的影響從來都是關(guān)系到礦山企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營的頭等大事。本文希望通過對礦井支護設(shè)備的分析與探討，進一步了解和掌握礦山現(xiàn)行支護工藝的現(xiàn)狀與差距，分析闡述煤礦支護設(shè)備的應(yīng)用、改進和發(fā)展。
2礦山支護設(shè)備的現(xiàn)狀和機理及發(fā)展趨勢
礦山支護在古老的木支柱、千式充填垛方式的基礎(chǔ)上，發(fā)明了用水泥頂制件砌筑的人工礦柱、機械化程度較高的注漿點柱、噴漿支護、以錨桿為主休的系列支護、摩擦式金屬支柱、鉸接頂架、可縮性支架、梯形礦用工字鋼支架、柔性掩護支架、提腿式液壓支柱、單休液壓支柱等。目前回采工作面使用的支護設(shè)備有木支柱、單休金屬摩擦支柱、單休液壓支柱及液壓支架等。由于我國煤層賦存情況復(fù)雜和設(shè)備費用的限制，除少數(shù)煤礦使用液壓支架外，大部分回采工作面的頂板支護均使用單休支護設(shè)備。單休液壓支柱初撐力大而且均勻，能保證支柱的恒增阻降距，因此其使用數(shù)量逐年增加。統(tǒng)計數(shù)字表明，我國單體液壓支柱的年需要量已達100萬根以上，成為世界上使用單體液壓支柱最多的國家�；夭上锏兰绊敯逯ёo，主要有棚式和錨桿兩種支護形式。棚式支護是依靠支架自身的強度和剛度對頂板巖層提供支護抗力起到支護作用，而錨桿支護則主要是利用錨桿將巷道周邊巖體加固，使錨桿與所錨固范圍內(nèi)的巖體共同組成一個支護體系來支護巷道頂板。按支護機理分類:一類是被動支護或以被動為主的支護，主要有注漿點柱、混凝土垛類人工支柱、摩擦式金屬支柱、鉸接頂架、梯形礦用工字鋼;另一類是主動支護或以主動為主的支護，主要有木垛支護、伽立克垛式支架、柔性掩護式支架、提腿式液壓支架、錨桿類支護、單體液壓支柱、水壓支柱�，F(xiàn)在，各國都在制定和實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和綠色設(shè)計政策，因此，在采煤業(yè)發(fā)達的國家已逐步開始淘汰采用乳化油為介質(zhì)的支護設(shè)備，向推廣使用環(huán)保型水壓輕型支架的方向發(fā)展。
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