淺談煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)方式的應(yīng)用

張建新ZHANG Jian-xin

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)石槽村煤礦，銀川750000）

0 引言

在煤礦生產(chǎn)的過程中，首先要選擇適合的支護(hù)方式，才能順利實(shí)行接下來的開采工作，若得不到有效的巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的支持，則難以保證煤礦開采的順利實(shí)施，因此，巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)是保證煤礦安全、穩(wěn)定開采的前提。在實(shí)際的煤礦巷道掘進(jìn)中，從實(shí)際的煤礦地質(zhì)情況出發(fā)，選擇最佳的巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)、支護(hù)方法、施工工藝，是煤礦生產(chǎn)首要思考的問題。煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)技術(shù)由最傳統(tǒng)的木支護(hù)到砌碹支護(hù)，再到型鋼支護(hù)，直至發(fā)展為現(xiàn)在的錨桿支護(hù)，與傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)相比，錨桿支護(hù)不僅易于獲得理想的支護(hù)效果，同時(shí)此種支護(hù)方法具有操作方便、快速、安全、造價(jià)經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，為掘進(jìn)人員減輕了不少工作負(fù)擔(dān)，煤礦生產(chǎn)效率與質(zhì)量也能得到保證。錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到大量運(yùn)用，現(xiàn)階段已成為煤礦企業(yè)開采重要的技術(shù)之一。

1 煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)技術(shù)的發(fā)展情況

二十世紀(jì)五十年代以來，我國錨桿支護(hù)技術(shù)逐漸得到發(fā)展與應(yīng)用，據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，我國平均每年大、中型煤礦巷道掘進(jìn)長度超過一億米。隨著時(shí)代與科技的飛速發(fā)展，我國煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)技術(shù)越來越完善，相關(guān)的研究理論也相對豐富，支護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)木支護(hù)、砌碹支護(hù)、型鋼支護(hù)、錨桿支護(hù)，按照支護(hù)形式可分為兩個(gè)階段，其一為單體錨桿群支護(hù)階段，另一階段為組合錨桿支護(hù)階段。在一九五六年錨桿支護(hù)技術(shù)在國內(nèi)得到應(yīng)用，此時(shí)處于單體錨桿群支護(hù)階段，國內(nèi)尚未形成完善的錨桿支護(hù)理論，根據(jù)最早的懸吊理論、楔形剪切理論，錨桿支護(hù)材料包括水泥沙漿、鋼絲繩、木錨桿等，各錨桿間無托板也無桿體聯(lián)系，錨桿只能起到懸吊作用，不能對圍巖產(chǎn)生保護(hù)作用，屬于一種被動(dòng)承載。直到二十世紀(jì)七十年代，錨桿支護(hù)理論逐漸豐富，根據(jù)組合支撐梁理論、組合支撐拱理論，發(fā)展為組合錨桿支護(hù)階段，許多煤礦巷道圍巖巖性較軟，出現(xiàn)許多大斷面巷道，原有的單體錨桿群支護(hù)已不再適用此種復(fù)雜地質(zhì)，因此，在巷道支護(hù)中組合錨桿得到應(yīng)用，組合錨桿包括樹脂藥卷鋼筋錨桿、水泥藥卷鋼筋錨桿、金屬錨桿等，當(dāng)遇到圍巖比較破碎的情況，可加設(shè)金屬網(wǎng)，當(dāng)動(dòng)壓嚴(yán)重的巷道支護(hù)中可加設(shè)鋼帶、鋼架，保證圍巖穩(wěn)定性。錨桿除了懸吊作用以外，還可實(shí)現(xiàn)組合拱、組合梁作用，進(jìn)一步提高其承載力顯著增強(qiáng)，經(jīng)大量的研究證實(shí)，組合錨桿相較于單體錨桿，巷道支護(hù)效果更佳。

我國煤礦掘進(jìn)巷道開采規(guī)模逐漸擴(kuò)大，掘進(jìn)深度也越來越深，對支護(hù)技術(shù)的要求也隨著提高，通過合理的錨桿支護(hù)方式，輔以快速掘進(jìn)機(jī)，有助于提高掘進(jìn)速度與效率，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，與此同時(shí)錨桿支護(hù)技術(shù)也得到大力發(fā)展。錨桿支護(hù)技術(shù)是新形勢下煤礦巷道發(fā)展的必然結(jié)果，錨桿支護(hù)屬于一種新型的支護(hù)工藝，錨桿支護(hù)發(fā)展初期，主要的類型包括端部錨固樹脂類錨桿、機(jī)械類錨固錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿、管縫式錨桿等，但在早期錨桿支護(hù)技術(shù)的支護(hù)效果不太理想，支護(hù)強(qiáng)度較低，一旦在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下使用，則難以發(fā)揮效用，隨著錨桿支護(hù)技術(shù)研究力度的不斷加大，錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣。

2 基于不同的錨桿支護(hù)作用分析

現(xiàn)階段煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)方式大多以組合錨桿支護(hù)為主，根據(jù)實(shí)際的煤礦巷道情況，采取合適的巷道支護(hù)方式，形成不同的組合錨桿支護(hù)方式，基于不同的錨桿支護(hù)方式，對其作用進(jìn)行分析。

2.1 懸吊式錨桿支護(hù) 早期的錨桿支護(hù)主要以懸吊為主，根據(jù)不同的圍巖情況，懸吊式錨桿支護(hù)存在許多不合理的地方，當(dāng)圍巖周邊細(xì)碎巖石較多，本身圍巖就存在一定的問題，在此基礎(chǔ)上懸吊錨桿，不僅難以保證錨桿支護(hù)的穩(wěn)定性，還會(huì)加重巷道圍巖層的跨落，進(jìn)一步破壞圍巖整體結(jié)構(gòu)。

2.2 組合梁錨桿支護(hù) 由于巷道圍巖屬于一種巖性結(jié)構(gòu)，分為多層次的巖石層，巖層表現(xiàn)為多種多樣。采用組合梁錨桿支護(hù)，將多層圍巖錨固起來，用于加強(qiáng)圍巖承載力，當(dāng)巖層過于破碎，可以憑借巖石層間的相互摩擦、擠壓，也可促進(jìn)圍巖穩(wěn)定，難以表現(xiàn)此種支護(hù)方式的效用。

2.3 組合拱錨桿支護(hù) 組合拱錨桿支護(hù)相較于組合梁錨桿支護(hù)，當(dāng)巖層過于破碎，可以憑借間自身獲得圍巖的穩(wěn)定，組合拱錨桿支護(hù)也可發(fā)揮效用，例如一些大斷面巷道、拱型巷道中，采用組合拱錨桿支護(hù)，將多層破碎圍巖錨固起來，減少圍巖的跨落，依靠巖石層相互摩擦、擠壓，提高其拱形結(jié)構(gòu)的承載能力，防止圍巖變形，促進(jìn)圍巖的安全與穩(wěn)定。

3 煤礦掘進(jìn)巷道中錨桿支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工要求

3.1 支護(hù)設(shè)計(jì)是巷道掘進(jìn)的前提 在煤礦開采的準(zhǔn)備前期，首先要對煤礦巷道情況進(jìn)行分析，重點(diǎn)觀測其巷道斷面形狀、穩(wěn)定性等，在掘進(jìn)的過程中考慮到巖石巷道松動(dòng)圈，當(dāng)掘進(jìn)開采時(shí)對巷道產(chǎn)生一定的受采動(dòng)壓力，這時(shí)觀測圍巖松動(dòng)圈的大小、形狀等有無發(fā)生改變，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)受采動(dòng)壓力改變圍巖松動(dòng)圈的大小、形狀等超過原有大小、形狀的兩至三倍，那么在開采前后，巖石巷道松動(dòng)圈必然會(huì)發(fā)生比較大的改變，逐漸擴(kuò)大圍巖松動(dòng)圈，在實(shí)際設(shè)計(jì)圍巖松動(dòng)圈，應(yīng)以大松動(dòng)圈為準(zhǔn)。

3.2 錨桿孔設(shè)計(jì)與施工的注意事項(xiàng) 在設(shè)計(jì)錨桿孔的時(shí)候，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，對錨桿孔的間距進(jìn)行合理調(diào)試，并做好標(biāo)記，一般情況下，錨桿孔的間距不宜超過一百毫米，錨桿孔軸偏差不宜大于五度，錨桿孔深最好控制在錨桿長度以上，但不超過錨桿長度三十毫米，錨桿端部應(yīng)推至孔底，其尾端暴露的長度不宜大于二十毫米。

3.3 錨桿支護(hù)施工應(yīng)按照相關(guān)的施工規(guī)定 在煤礦巷道掘進(jìn)中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的施工規(guī)定與要求，根據(jù)實(shí)際的掘進(jìn)情況出發(fā)，做到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、有序化施工。在施工的過程中，為了提高施工人員的安全生產(chǎn)意識，在巷道內(nèi)設(shè)置安全文明施工警示牌，并將其懸掛在醒目的地方，對施工人員起到提醒與規(guī)范的作用。另外還需加強(qiáng)對施工作業(yè)的監(jiān)管與檢查，保證任一施工階段的規(guī)范化。對一些圍巖支護(hù)情況比較復(fù)雜的巷道，應(yīng)加強(qiáng)錨桿支護(hù)強(qiáng)度，采用加密錨桿、點(diǎn)柱、架棚、錨索錨固、全長錨固等方式，強(qiáng)化支護(hù)技術(shù)與質(zhì)量。在實(shí)際煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)中，不可使用永久支護(hù)的錨桿、鋼帶、錨索、金屬網(wǎng)起吊設(shè)備等，及時(shí)性、定期性對錨桿支護(hù)情況進(jìn)行檢查，還需加強(qiáng)失效錨桿、支護(hù)頂板的檢查與修復(fù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著煤礦行業(yè)的發(fā)展，煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)隨之得到發(fā)展，錨桿支護(hù)屬于巷道掘進(jìn)支護(hù)方式下開創(chuàng)出的新工藝技術(shù)，現(xiàn)階段錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛，不論是支護(hù)方式、設(shè)計(jì)、施工要求等也逐漸成熟，為煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，煤礦生產(chǎn)效率與質(zhì)量均能得到提高。

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