煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)方式的應(yīng)用與分析

張紅剛　彭志濤

摘 要：本文圍繞煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的要點(diǎn)、作用以及具體的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能夠?qū)ψx者提供一些借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道;錨桿支護(hù);要點(diǎn);作用;應(yīng)用

1.前言

煤礦的開采作業(yè)具有很大的危險(xiǎn)性，因此，做好煤礦的作業(yè)安全非常重要。常見的巷道支護(hù)方式是錨桿支護(hù)，本文將進(jìn)行分析。

2.煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)

作為煤礦巷道錨桿支護(hù)的技術(shù)要點(diǎn)，以下四方面應(yīng)為錨桿選用中的重要參數(shù)著重進(jìn)行分析考量。主要的測(cè)量參數(shù)包含圍巖的地質(zhì)測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)情況、注漿與錨桿支護(hù)結(jié)合情況、施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)及礦壓監(jiān)測(cè)、錨桿支護(hù)參數(shù)的選擇。

2.1圍巖地質(zhì)測(cè)量

作為煤礦圍巖強(qiáng)度衡量依據(jù)，鉆孔觸深法被廣泛應(yīng)用，基于煤礦圍巖詳細(xì)賦存分布，精準(zhǔn)定位并得到礦井煤及圍巖相應(yīng)的強(qiáng)度，對(duì)于施工所需的煤巖體實(shí)際抗壓強(qiáng)度則可以得出沒有誤差的賦存強(qiáng)度。業(yè)內(nèi)使用率較高的電子鉆孔窺探儀就是對(duì)上面所說很好的驗(yàn)證，這種儀器所得到的煤巖體賦存信息。測(cè)量的操作簡(jiǎn)便、快捷都為所得結(jié)果的準(zhǔn)確起到了保駕護(hù)航的作用，既節(jié)省了工作時(shí)間，又提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.2設(shè)計(jì)分析

受各煤礦現(xiàn)場(chǎng)開采技術(shù)條件的限制，錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)面臨多重因素影響。為保證礦井生產(chǎn)過程中能夠取得較好的支護(hù)效果，因此，在進(jìn)行礦井設(shè)計(jì)之前，深入煤礦實(shí)地考察成為了前提條件，之后應(yīng)進(jìn)行相關(guān)資料的整理及匯總，方可進(jìn)行錨桿支護(hù)的科學(xué)設(shè)計(jì)。材料的優(yōu)選則對(duì)錨桿支護(hù)強(qiáng)度至關(guān)重要，強(qiáng)度較強(qiáng)的支護(hù)材料能夠有效保證后續(xù)支護(hù)效果的保證，但在支護(hù)的過程中也需要注意對(duì)于材料的搭配組合，合理的材料的選擇是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

2.3注漿和錨固聯(lián)合加固技術(shù)

使用多年的錨桿支護(hù)在進(jìn)行單一進(jìn)行支護(hù)時(shí)，強(qiáng)度已達(dá)不到現(xiàn)場(chǎng)要求。如果將注漿結(jié)合錨固，兩種技術(shù)相結(jié)合能夠有效提高整體的支護(hù)強(qiáng)度，避免由于單種支護(hù)技術(shù)下支護(hù)不到位的情況。這兩種技術(shù)聯(lián)合支護(hù)后，受益于合理利用破碎煤巖體實(shí)現(xiàn)了再次錨固，大大提升了穩(wěn)定性，并加速了巷道的成型。

2.4施工質(zhì)量檢測(cè)和礦壓監(jiān)測(cè)

為保證支護(hù)后能夠取得較好的效果，需要對(duì)整體施工技術(shù)進(jìn)行定期的監(jiān)測(cè)及監(jiān)測(cè)。其中，支護(hù)施工之后便需對(duì)錨桿進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。其中有較高精準(zhǔn)性及測(cè)量效果的拉拔計(jì)則應(yīng)用廣泛，這種設(shè)備能夠提供較好的監(jiān)控效果?？梢越档蜋z測(cè)時(shí)間提高速率的聲波檢測(cè)儀也是很好的設(shè)備。軟件方面，智能化礦壓監(jiān)測(cè)已廣受應(yīng)用，其自動(dòng)化及準(zhǔn)確性為支護(hù)提供了堅(jiān)實(shí)依據(jù)。

3.基于不同的錨桿支護(hù)作用分析

3.1懸吊式錨桿支護(hù)

通常，懸掛錨桿支護(hù)是常見的方法。在煤礦的地下開采過程中，周圍的巖石條件通常很復(fù)雜并且會(huì)發(fā)生變化，在這種情況下，使用懸掛錨桿支護(hù)會(huì)在開發(fā)過程中產(chǎn)生問題。例如，在圍巖周圍有許多小的碎石，這在一定程度上反映了圍巖本身的問題。如果此時(shí)繼續(xù)選擇懸懸掛錨桿支護(hù)將無法再保證錨支撐的整體有效性和穩(wěn)定性，在重型道路周圍的巖層會(huì)分層，破壞周圍巖石的整體結(jié)構(gòu)，從而給煤礦的開發(fā)帶來了一定的安全隱患。

3.2組合梁錨桿支護(hù)

煤礦巷道中遇到的圍巖通常是復(fù)雜的，并且在多個(gè)層面上是多種多樣的。因此，組合梁錨桿支護(hù)方法可以用來保護(hù)道路，采用這種方法，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)多層圍巖的固定，并可以增強(qiáng)整個(gè)圍巖的承載能力。另外，如果巖石地層太破碎，則復(fù)合梁錨桿支護(hù)方法可以有效利用巖層之間的摩擦和壓縮作用，促進(jìn)圍巖的穩(wěn)定性，從而充分發(fā)揮支護(hù)作用。

3.3組合拱錨桿支護(hù)

與復(fù)合梁錨固支護(hù)相比，復(fù)合拱錨固支座具有以下特點(diǎn)：由于其獨(dú)特的特性，如果周圍的巖石層太破裂，復(fù)合拱錨可以保持周圍巖石的穩(wěn)定性。組合的拱錨桿支護(hù)不僅可以保護(hù)周圍的巖石，還可以有效地加固拱形道路和大斷面道路。在地下采礦過程中，借助組合錨桿技術(shù)，可以在一定程度上減少圍巖塌方的發(fā)生，并且各層之間的相互摩擦和壓縮可以增加整個(gè)拱結(jié)構(gòu)的承載力。這樣，可以有效地避免圍巖的變形，并且可以提高整個(gè)圍巖的安全性和穩(wěn)定性。因此，連續(xù)使用組合拱錨桿支護(hù)技術(shù)可確保采礦的安全性，穩(wěn)定性和高效率。

4.煤礦巷道錨桿支護(hù)應(yīng)用研究

4.1技術(shù)概況

某煤礦一號(hào)井主采2煤層，賦存角度小于8°，最大煤厚3.8m，最大煤厚為6.7m。走向長(zhǎng)350m，開掘順槽6000m，一次采全高作業(yè)。本文所研究的112201工作面作為首采工作面，實(shí)體煤壁分布其兩側(cè)，巷道則連接2-2煤層回風(fēng)大巷。

4.2煤礦巷道錨桿支護(hù)質(zhì)量控制要點(diǎn)

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)錨桿支護(hù)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，從三方面進(jìn)行把控：

（1）斷面大小。尺寸是支護(hù)質(zhì)量的保障。隨著巷道寬度及高度的相應(yīng)增加，錨桿所受剪力增大，結(jié)構(gòu)破壞最終導(dǎo)致破壞;受限于形狀，矩形斷面往往會(huì)因?yàn)殄^桿支護(hù)效果不盡人意，帶來巷道的支護(hù)效果嚴(yán)重降低;

（2）材料因素。對(duì)于支護(hù)材料的選取則會(huì)直接影響到支護(hù)的效果，其中常見材料如鋼材、螺絲、樹脂等質(zhì)量的好壞，都將直接影響到錨桿機(jī)錨索的質(zhì)量。另外一個(gè)重要的材料錨固劑，也將直接影響錨桿與煤巖層之間所形成的黏結(jié)作用，若選用不當(dāng)，將直接降低支護(hù)力，甚至支護(hù)無效，造成嚴(yán)重后果;

（3）錨桿安裝質(zhì)量。錨桿安裝質(zhì)量指標(biāo)內(nèi)，包含多重因素，首先，對(duì)于錨桿安裝角度的要求較為復(fù)雜，如若角度選擇不恰當(dāng)，則會(huì)導(dǎo)致錨桿的固定作用大打折扣，難以到達(dá)預(yù)期錨固設(shè)定，進(jìn)而造成錨桿懸吊效果不良。其次，對(duì)于錨桿眼的深度要求也是小于其設(shè)計(jì)深度的，錨桿眼直接影響錨桿巷道的鎖緊能力，如若實(shí)際深度未達(dá)設(shè)計(jì)深度，則鎖緊力降低，造成錨桿眼內(nèi)進(jìn)入雜物，降低錨固劑的錨固性能，影響支護(hù)強(qiáng)度，最終效率低下。

4.3煤礦工作面錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

基于112201工作面生產(chǎn)技術(shù)概況，綜合考慮礦區(qū)多種影響因素，對(duì)于錨桿支護(hù)進(jìn)行合理選材，實(shí)際選取錨桿為長(zhǎng)2.4m的編號(hào)為20的螺紋鋼筋，對(duì)于錨桿的螺紋加工，其尾部需以22mm的螺紋作為加工，長(zhǎng)度則需設(shè)計(jì)150mm，則需配合高強(qiáng)度螺母實(shí)現(xiàn)緊固作用。就錨固方式的選擇而言，以長(zhǎng)度為1300mm作為錨固的長(zhǎng)度，合理的鉆孔直徑選取28mm。配套選取的托盤則應(yīng)滿足力學(xué)抗壓變形力與上述錨桿匹配，最終選用鋼號(hào)大于選擇樹脂加長(zhǎng)錨固方式，鉆孔直徑選取28mm，錨固長(zhǎng)度設(shè)置為1300mm。同時(shí)，托盤應(yīng)與錨桿相匹配，保證高強(qiáng)度抗壓，尺寸則為長(zhǎng)寬均為150mm，厚度為10mm的鋼號(hào)大于Q235的托盤。錨索選取應(yīng)滿足以下要求，首先，托板高于60mm，厚度大于40mm，承載力大于400kN

5.支護(hù)效果監(jiān)測(cè)與分析

通過所安測(cè)站設(shè)立綜合測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)并得到以下各方面數(shù)據(jù)：巷道表面位移、頂板離層、錨桿、錨索受力及巷道破壞統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)，并進(jìn)項(xiàng)了相關(guān)評(píng)價(jià)。十字布點(diǎn)法是對(duì)巷道表面位移監(jiān)測(cè)常用的方法。第一步需鉆進(jìn)孔之后將木樁鉆入孔洞，所打孔徑為30mm，深為380mm，選用木樁則為直徑和長(zhǎng)度分別為320mm和400mm。還需將彎形測(cè)釘與平頭測(cè)釘分別布置于頂板、上部木樁端部及底板、下部木樁端部。其間距沿軸線應(yīng)介于0.6m～1.0m。

6.結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行煤礦巷道錨桿支護(hù)的作業(yè)中，要根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整施工作業(yè)，控制施工技術(shù)，保證施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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