礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)

袁海生

（陽(yáng)煤集團(tuán)開(kāi)元公司， 山西 壽陽(yáng) 045000）

1 錨桿支護(hù)技術(shù)概述

1.1 錨桿支護(hù)技術(shù)原理

錨桿支護(hù)主要起到圍巖加固作用、減跨作用、擠壓加固拱作用、組合梁作用和懸吊作用[1-2]。圍巖加固作用是在巷道較近的巖石受到二向受力，較為深入的巖石受到三向受力；減跨作用是利用錨桿減少對(duì)力拱的高度和跨度；擠壓加固作用是通過(guò)使用錨桿對(duì)巷道周?chē)l(fā)育巖體進(jìn)行連接，在圍巖支架上形成一個(gè)有效的承載結(jié)構(gòu)，承載拱形壓縮帶；組合梁支護(hù)作用是在平頂巷道的層狀頂板下使用錨桿壓緊梁板，提升梁板的抗彎強(qiáng)度；懸吊作用主要是針對(duì)一些快要掉落的圍巖和軟巖，利用錨桿支撐圍巖和軟巖的重量，確保巷道的穩(wěn)定性[3-4]。從錨桿支護(hù)技術(shù)原理來(lái)看，該支護(hù)技術(shù)可有效提升巖層的抗剪強(qiáng)度，從而穩(wěn)定巷道。

1.2 錨桿支護(hù)技術(shù)參數(shù)的選擇

在礦建工程巷道掘進(jìn)工作面實(shí)施錨桿支護(hù)技術(shù)，首先要根據(jù)實(shí)際工程情況，科學(xué)合理地制定錨桿支護(hù)的相關(guān)參數(shù)，確保巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)的質(zhì)量，比如：絞拱機(jī)制、組合梁機(jī)制和懸吊機(jī)制，不同的技術(shù)參數(shù)在不同的圍巖條件下發(fā)揮出的作用不同。圍巖具有松脆性和軟硬程度不一等特征，故在實(shí)際搭建錨桿支護(hù)過(guò)程中會(huì)選擇對(duì)應(yīng)的支護(hù)方式。

1.3 錨桿支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)方法

在信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，礦建工程施工設(shè)計(jì)更加精確，尤其是在錨桿支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)方式，使用全新信息跟蹤設(shè)計(jì)，大大提高了錨桿支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平。使用各種先進(jìn)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道中的各種地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，數(shù)據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)使用最優(yōu)條件和最差條件，在設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，采取工程類(lèi)比的方式，有效提高錨桿支護(hù)參數(shù)的科學(xué)性和合理性[5]。初始參數(shù)確定后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，驗(yàn)證參數(shù)是否合理，提高參數(shù)的可靠性，并評(píng)價(jià)錨桿支護(hù)效果。最后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果使用計(jì)算機(jī)運(yùn)算，優(yōu)化調(diào)整錨桿支護(hù)參數(shù)。

2 礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1）支護(hù)能力強(qiáng)。在礦建工程巷道掘進(jìn)過(guò)程中，錨桿支護(hù)技術(shù)的有效應(yīng)用，可大大提升巷道的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，尤其是巷道的抗震能力和承載能力。在地質(zhì)條件復(fù)雜的巷道中，巷道強(qiáng)度很容易受到外界因素的影響，比如巷道斷面形狀尺寸、采動(dòng)集中應(yīng)力作用、地應(yīng)力作用和巷道圍巖強(qiáng)度等等，都會(huì)影響到巷道的強(qiáng)度。而錨桿支護(hù)技術(shù)可有效提升巷道的強(qiáng)度，提高后期施工和開(kāi)采的安全性。

2）機(jī)械化程度高。在礦建巷道掘進(jìn)工程中，棚式的支護(hù)方式比較常見(jiàn)，也是錨桿支護(hù)中最為主要的一種支護(hù)方式，但是由于大部分巷道掘進(jìn)工程進(jìn)度快，支護(hù)量大，為了確保整個(gè)工程的經(jīng)濟(jì)效益，必須要合理控制時(shí)間和成本，故棚式支護(hù)方式無(wú)法被應(yīng)用到礦建工程施工中。錨桿支護(hù)技術(shù)是在運(yùn)用現(xiàn)代化設(shè)備的基礎(chǔ)上，借助大型機(jī)械實(shí)現(xiàn)支護(hù)的目的，故錨桿支護(hù)技術(shù)機(jī)械化程度高，支護(hù)質(zhì)量高，既減少了施工成本，也大大縮短了施工周期，同時(shí)能夠大幅度提升整個(gè)巷道掘進(jìn)工程的安全性[6]。

3）靈活性較高。在礦建工程巷道掘進(jìn)中，錨桿支護(hù)技術(shù)的參數(shù)都是根據(jù)巷道形式和圍巖性質(zhì)計(jì)算而確定。錨桿支護(hù)技術(shù)憑借著高適應(yīng)性和高靈活性，在各種巷道掘進(jìn)中得到廣泛應(yīng)用。

3 礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的影響因素

3.1 巷道斷面形狀及其尺寸

在巷道掘進(jìn)施工中，巷道周?chē)鷰r應(yīng)力會(huì)因?yàn)槭┕ざ兴淖?，因此巷道周?chē)鷰r應(yīng)力的改變會(huì)引發(fā)巷道斷面尺寸和形狀的變化，為了穩(wěn)定巷道斷面尺寸和形狀，通常使用錨桿支護(hù)體系穩(wěn)定巷道周?chē)鷰r應(yīng)力，確保巷道頂板能夠始終保持一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，提高后續(xù)掘進(jìn)施工的安全性。在礦建巷道掘進(jìn)施工中，首先要對(duì)頂?shù)讕r石強(qiáng)度進(jìn)行分析，然后在選取對(duì)應(yīng)的錨桿支護(hù)技術(shù)，不同的巖石強(qiáng)度對(duì)拉應(yīng)力抵抗程度不同，如果強(qiáng)度較小就會(huì)引發(fā)巷道裂紋，另外巷道寬度和頂板移近率有著正比關(guān)系，所以在礦建工程巷道掘進(jìn)中，必須要全面考慮這些問(wèn)題，充分發(fā)揮錨桿支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

3.2 地應(yīng)力

地應(yīng)力主要為巷道自重應(yīng)力和地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力，地應(yīng)力對(duì)巷道圍巖形狀具有直接的影響，如果巷道地應(yīng)力大，則必須要使用錨桿支護(hù)技術(shù)，確保巷道圍巖結(jié)構(gòu)的完整性，但是地應(yīng)力大小也會(huì)影響到錨桿的支護(hù)技術(shù)。另外地應(yīng)力與巷道圍巖的自重應(yīng)力和埋藏深度具有直接的聯(lián)系，埋藏深度越大，巷道圍巖結(jié)構(gòu)的整體性就越差，同時(shí)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育期也會(huì)影響到巷道圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在應(yīng)用錨桿支護(hù)時(shí)必須要重點(diǎn)考慮這些因素。

3.3 巷道圍巖強(qiáng)度

在礦建工程巷道掘進(jìn)中應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)，隨著圍巖自身強(qiáng)度的增大，對(duì)錨桿支護(hù)的作用力就越大，為了更好承載巷道圍巖強(qiáng)度，防止出現(xiàn)承載超載，在應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)時(shí)，必須要重點(diǎn)關(guān)注、考慮巷道圍巖的強(qiáng)度。

4 提升礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)的措施

4.1 制定配套的錨桿支護(hù)體系

目前，大部分礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)都沒(méi)有形成配套的體系，導(dǎo)致在應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)螺母規(guī)格不達(dá)標(biāo)，影響到錨桿支護(hù)強(qiáng)度。所以當(dāng)下必須要根據(jù)實(shí)際工程情況，提高螺母的整體抗剪力水平，滿(mǎn)足實(shí)際工程的需求。另外，根據(jù)實(shí)際情況，制定出不同的錨桿支護(hù)體系，針對(duì)每個(gè)體系制定明確的水準(zhǔn)，尤其是操作規(guī)范、施行標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用材料。

4.2 加厚錨桿托板

錨桿托板在錨桿支護(hù)技術(shù)中主要發(fā)揮抗壓作用，能夠?yàn)殄^桿提供良好的抗變形能力，促使錨桿體系更加穩(wěn)定、安全。所以在礦建工程巷道掘進(jìn)中，防止出現(xiàn)巷道頂部冒頂事故，必須要加厚處理錨桿托板，提升錨桿托板的抗變形力，滿(mǎn)足巷道掘進(jìn)的實(shí)際需求，提升錨桿支護(hù)的安全性。

4.3 其他改善措施

在礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)中，現(xiàn)階段所使用的車(chē)床車(chē)絲拉脫力較小，在錨桿支護(hù)質(zhì)量上不達(dá)標(biāo)，故只有使用滾絲機(jī)滾絲，才能有效提高錨桿支護(hù)效果。另外，在后續(xù)應(yīng)用中，可使用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，采取對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行處理，提升錨桿支護(hù)質(zhì)量，確保巷道掘進(jìn)工作的安全。

5 結(jié)語(yǔ)

在礦建工程巷道掘進(jìn)施工中應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)，可有效降低施工成本，提高施工質(zhì)量和進(jìn)度。故在應(yīng)用過(guò)程中，必須要遵循錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用原理，科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能使錨桿支護(hù)技術(shù)在礦建工程領(lǐng)域中發(fā)揮出巨大的作用。