在礦山生產(chǎn)中,巷道支護是重中之重,其核心是通過合理的支護材料與工藝,抵御圍巖壓力、防止巷道變形,保障井下作業(yè)人員與設(shè)備。近年來,礦用高強聚酯纖維剛性網(wǎng)憑借優(yōu)異的綜合性能,逐步替代傳統(tǒng)支護材料,廣泛應(yīng)用于各類礦山巷道支護工程。本文從技術(shù)原理、規(guī)范應(yīng)用、常見誤區(qū)三個維度,科普這款新型支護材料,助力礦山從業(yè)者科學(xué)使用、發(fā)揮其支護效能。
一、技術(shù)解析:剛性網(wǎng)的“硬核底氣”來自哪里?
礦用高強聚酯纖維剛性網(wǎng)之所以能突破傳統(tǒng)材料的局限,核心在于其獨特的原料選擇與工藝設(shè)計,實現(xiàn)了“材質(zhì)優(yōu)勢+結(jié)構(gòu)優(yōu)勢”的雙重疊加,其技術(shù)原理可從原料、工藝、性能三個層面清晰解讀。
(一)原料:高強高模滌綸長絲,筑牢性能基礎(chǔ)
該剛性網(wǎng)的核心原料為高強高模滌綸工業(yè)長絲,與普通聚酯纖維相比,其斷裂強度更高、彈性模量更大,不易拉伸變形,這是剛性網(wǎng)實現(xiàn)“高剛低延”特性的核心前提。同時,這種滌綸長絲具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、抗老化性,能抵御礦山井下淋水、礦化水、酸堿物質(zhì)的侵蝕,從源頭保障了材料的長期耐用性。
相較于傳統(tǒng)金屬網(wǎng)的鋼材原料,滌綸長絲無需擔心銹蝕問題,且重量更輕,既降低了資源消耗,也適配井下復(fù)雜的運輸與施工環(huán)境。
(二)工藝:多道工序協(xié)同,賦予材料剛性特質(zhì)
僅靠優(yōu)質(zhì)原料無法實現(xiàn)“剛性”效果,需通過特殊工藝加工,將柔性纖維轉(zhuǎn)化為硬挺、穩(wěn)定的網(wǎng)片結(jié)構(gòu),核心工藝主要包括三步:
1. 經(jīng)緯編織:采用高密度經(jīng)緯交織工藝,使纖維絲緊密結(jié)合,形成整體性強、無焊點的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),避免了傳統(tǒng)金屬網(wǎng)焊點易脫落、易斷裂的隱患;
2. 增強涂層:在網(wǎng)片表面涂覆高模量增強涂層,既能提升網(wǎng)片的硬度與剛性,又能增強其阻燃、抗靜電性能,適配井下易燃易爆的要求;
3. 高溫定型:通過控溫的高溫定型工藝,讓網(wǎng)片保持平整硬挺的形態(tài),不易彎折、不易變形,確保鋪設(shè)后能快速與圍巖貼合,發(fā)揮剛性支撐作用。
(三)性能:匹配礦山需求,規(guī)避傳統(tǒng)短板
結(jié)合原料與工藝優(yōu)勢,礦用高強聚酯纖維剛性網(wǎng)的性能適配礦山工況,尤其針對傳統(tǒng)材料的短板實現(xiàn)了突破:相較于金屬網(wǎng),它無銹蝕、無火花隱患、重量輕;相較于普通柔性聚酯網(wǎng),它剛性強、延伸率低、支護穩(wěn)定性好,真正實現(xiàn)了“輕質(zhì)、高強、高剛、、耐用”的綜合優(yōu)勢,成為復(fù)雜工況下的理想支護材料。
二、規(guī)范應(yīng)用:正確使用,才能發(fā)揮支護效能
再好的材料,若使用不規(guī)范,也無法發(fā)揮其應(yīng)有效果,甚至可能引發(fā)隱患。礦用高強聚酯纖維剛性網(wǎng)的規(guī)范應(yīng)用,需重點關(guān)注鋪設(shè)、固定、適配三個關(guān)鍵環(huán)節(jié),嚴格遵循以下要求:
(一)鋪設(shè)規(guī)范:平整貼合,不留縫隙
鋪設(shè)前,需清理巷道圍巖表面的浮矸、雜物,確保圍巖表面平整,避免尖銳物體劃破網(wǎng)片;鋪設(shè)時,網(wǎng)片需與圍巖緊密貼合,不得出現(xiàn)松動、褶皺,相鄰網(wǎng)片的搭接寬度不小于100mm,搭接處需采用專用綁扎帶固定牢固,防止網(wǎng)片移位,確保支護整體性。
同時,網(wǎng)片鋪設(shè)需自上而下進行,先鋪設(shè)頂板,再鋪設(shè)兩幫,確保鋪設(shè)順序合理,避免因鋪設(shè)不當導(dǎo)致圍巖坍塌。
(二)固定規(guī)范:適配錨桿,牢固可靠
剛性網(wǎng)的固定需與錨桿、錨索等支護系統(tǒng)協(xié)同配合,錨桿間距、排距需根據(jù)巷道圍巖壓力合理設(shè)定,一般間距不大于1.2m,排距不大于1.5m;錨桿頭部需穿過網(wǎng)片,采用托盤壓緊網(wǎng)片,確保網(wǎng)片與圍巖、錨桿形成一個整體,共同抵御圍巖壓力。
需注意,固定用的綁扎帶、托盤需與剛性網(wǎng)材質(zhì)適配,避免使用易銹蝕、易斷裂的配件,防止固定點失效。
(三)適配規(guī)范:按需選用,匹配工況
不同工況的巷道,對剛性網(wǎng)的性能要求不同,需按需選用合適規(guī)格的產(chǎn)品:高應(yīng)力、巖爆風險巷道,需選用抗拉強度高、剛性強的規(guī)格(經(jīng)/緯向抗拉強度≥200kN/m);淋水、腐蝕環(huán)境巷道,需選用涂層厚度達標、耐腐蝕性強的產(chǎn)品;大斷面巷道,需選用幅寬較大的網(wǎng)片,減少搭接次數(shù),提升施工效率。
三、常見誤區(qū):避開這些“坑”,保障支護
在實際應(yīng)用中,部分從業(yè)者因?qū)Ω邚娋埘ダw維剛性網(wǎng)的特性了解不足,容易出現(xiàn)使用誤區(qū),不僅影響支護效果,還可能引發(fā)隱患,以下是最常見的3個誤區(qū)及糾正方法:
誤區(qū)一:認為“剛性網(wǎng)無需配合錨桿,單獨鋪設(shè)即可”
糾正:剛性網(wǎng)的核心作用是“約束圍巖位移”,但自身無法提供足夠的支撐力,必須與錨桿、錨索等支護系統(tǒng)配合使用,通過錨桿將網(wǎng)片與圍巖固定為一個整體,才能發(fā)揮剛性支撐作用,單獨鋪設(shè)無法抵御圍巖壓力,易導(dǎo)致網(wǎng)片變形、巷道坍塌。
誤區(qū)二:忽視阻燃抗靜電性能,隨意選用非礦用規(guī)格
糾正:礦山井下存在瓦斯、煤塵等易燃易爆物質(zhì),剛性網(wǎng)必須選用通過礦用產(chǎn)品標志認證的產(chǎn)品,其阻燃、抗靜電性能需符合井下標準(有焰燃燒時間≤3s、無焰燃燒時間≤10s,表面電阻≤1×10?Ω),嚴禁選用非礦用普通聚酯網(wǎng),避免引發(fā)火災(zāi)、瓦斯爆炸等隱患。
誤區(qū)三:認為“網(wǎng)片越厚,支護效果越好”
糾正:剛性網(wǎng)的支護效果核心取決于原料強度、工藝水平,而非厚度。過厚的網(wǎng)片不僅會增加重量、提高成本,還會降低鋪設(shè)靈活性,反而影響施工效率;只要選用符合工況規(guī)格的產(chǎn)品,就能滿足支護需求,無需盲目追求厚度。
四、總結(jié):科技賦能,讓礦山支護更、更
礦用高強聚酯纖維剛性網(wǎng)的出現(xiàn),是礦山支護材料領(lǐng)域的一次技術(shù)革新,它以科學(xué)的原料選擇、精湛的生產(chǎn)工藝、優(yōu)異的綜合性能,破解了傳統(tǒng)支護材料的諸多難題,為礦山生產(chǎn)提供了可靠保障。
對于礦山從業(yè)者而言,只有深入了解其技術(shù)原理、嚴格遵循規(guī)范應(yīng)用要求、避開使用誤區(qū),才能充分發(fā)揮其支護效能,真正實現(xiàn)“科技護安、降本增效”。隨著礦山行業(yè)的不斷升級,相信這款新型支護材料將在更多礦山項目中推廣應(yīng)用,推動礦山支護向更科學(xué)、更、更綠色的方向發(fā)展,為地下資源開采筑牢“生命防線”。