煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)探討

耿新龍

摘 ?要：錨桿支護(hù)是煤礦掘進(jìn)巷道中應(yīng)用較為廣泛的支護(hù)技術(shù)，為煤礦掘進(jìn)作業(yè)創(chuàng)造安全環(huán)境。錨桿支護(hù)技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)，涉及的細(xì)節(jié)較多，為保證各施工內(nèi)容認(rèn)真落實(shí)到位，煤礦開采單位應(yīng)做好錨桿支護(hù)技術(shù)研究，明確施工的重點(diǎn)與難點(diǎn)，做好施工各環(huán)節(jié)監(jiān)督。本文簡單闡述錨桿支護(hù)作用原理，以及在煤礦掘進(jìn)巷道應(yīng)用中應(yīng)遵守的原則，提出相關(guān)的應(yīng)用策略和應(yīng)用案例，以供參考。

關(guān)鍵詞：錨桿支護(hù)技術(shù);煤礦;巷道;應(yīng)用

1錨桿支護(hù)技術(shù)的作用原理

首先，懸吊作用。借助錨桿將直接頂板吊掛在老頂之上，或?qū)⑺蓜?dòng)的圍巖和松動(dòng)區(qū)外堅(jiān)固、完整的巖體相連，避免巖塊冒落。其次，組合梁作用。應(yīng)用錨桿連接并緊固層狀巖體的各層，將巖層組合為和鉚釘類似的加固組合梁，使得巖層的整體抗彎能力明顯增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，荷載相同時(shí)，組合后的組合梁與未組合的板梁相比，其內(nèi)應(yīng)力與撓度均明顯降低。最后，擠壓加固拱作用。沿著巷道周邊將錨桿按照一定間距徑向排列，在預(yù)應(yīng)力作用下，各錨桿周邊構(gòu)成錐形體壓縮區(qū)，相互重疊聯(lián)接在一起，圍巖中便形成均勻厚度的連續(xù)壓縮帶，不僅能承受地壓，而且可避免上部圍巖的變形和松動(dòng)。另外，錨桿還具有楔固作用，即，錨桿穿過圍巖中不連續(xù)的斷面，可有效防止斷面發(fā)生位移。

2錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦巷道中的應(yīng)用原則

首先，綜合評(píng)估原則。為保證錨桿支護(hù)的安全性，設(shè)計(jì)錨桿時(shí)，應(yīng)做好煤礦地質(zhì)力學(xué)評(píng)估，包括進(jìn)行短錨拉拔試驗(yàn)、測定圍巖力學(xué)性質(zhì)、現(xiàn)場地質(zhì)條件勘察等，掌握可錨性以及支護(hù)工作難以程度。其次，明確步驟原則。為保證錨固設(shè)計(jì)工作順利完成，應(yīng)遵守一定的設(shè)計(jì)原則，先進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，而后做好錨固效果監(jiān)測，確定相關(guān)的錨固參數(shù)，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)準(zhǔn)確分類圍巖，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。最后，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)方案時(shí)，應(yīng)具體情況具體分析，即便是同一礦井，同一煤層，因區(qū)域、地段不同，應(yīng)采取不用的支護(hù)參數(shù)。另外，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意：其一，使用借助數(shù)值模擬、理論計(jì)算法、工程類比法等進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)用工程類比法設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析相似參考巷道的區(qū)別，做相應(yīng)的更改。其二，應(yīng)用技術(shù)含量高、性能穩(wěn)定的錨桿產(chǎn)品。如條件較為復(fù)雜時(shí)，應(yīng)體現(xiàn)高支護(hù)強(qiáng)度和支護(hù)等級(jí)思想，如圍巖較軟弱且不穩(wěn)定、跨度大時(shí)，應(yīng)使用全長錨固或加長錨固等方式。

3煤礦掘進(jìn)巷道中錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1錨桿支護(hù)施工設(shè)計(jì)與要求

（1）做好巷道觀測工作。了解巷道的基本情況，觀測巷道橫截面的穩(wěn)定性，對(duì)巷道圍巖情況先進(jìn)調(diào)查，結(jié)合巷道基本情況設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)的施工方案。（2）制定錨桿支護(hù)施工標(biāo)準(zhǔn)。施工警示牌需要放置醒目的位置，確定施工安全管理標(biāo)準(zhǔn)，制定錨桿施工人員管理制度、監(jiān)督制度等，為錨桿支護(hù)施工順利開展奠定基礎(chǔ)。（3）確定錨桿支護(hù)施工方案。針對(duì)巷道內(nèi)部情況，若是巷道結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為了強(qiáng)化錨桿支護(hù)質(zhì)量，可以選擇架棚、點(diǎn)柱等方式進(jìn)行支護(hù)，進(jìn)而滿足巷道支護(hù)需求。（4）制定檢查維修標(biāo)準(zhǔn)。定期對(duì)巷道進(jìn)行檢查，實(shí)時(shí)了解巷道的支護(hù)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題快速解決問題，加強(qiáng)對(duì)巷道的保護(hù)。做好錨桿支護(hù)施工前準(zhǔn)備工作，可以為錨桿支護(hù)施工提供基礎(chǔ)保障。

3.2錨桿支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

（1）巷道修復(fù)。假設(shè)巷道支護(hù)主要是以混凝土作為支架，而混凝土承受的壓力過大部分位置已經(jīng)發(fā)生斷裂，此種情況下采用錨桿支護(hù)可以有效的修復(fù)混凝土支架。例如，巷道部分圍巖出現(xiàn)浮石，可以通過鋼筋混凝土錨桿進(jìn)行加固，進(jìn)而解決浮石問題。（2）巷道底鼓。針對(duì)巷道底鼓問題，可以將錨梁與巷道橫交的位置向底板方向拉，具體選擇金屬錨桿還是混凝土錨桿，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行選擇。例如，利用金屬錨桿施工時(shí)，在鉆孔的底部可以設(shè)置一些大孔，將截面位置的鋼絲結(jié)合成繩套，再將繩套放入到大孔的位置。利用繩套布設(shè)窩槽，可以解決巷道底鼓問題。水平煤柱加固。遇到厚煤層，需要對(duì)水平間煤柱進(jìn)行強(qiáng)化，提高其穩(wěn)固性。準(zhǔn)確測量煤層的厚度，采用桁架式支護(hù)，在此基礎(chǔ)上在開展錨桿支護(hù)，進(jìn)而確保巷道的穩(wěn)定性。

3.3錨桿支護(hù)施工注意事項(xiàng)

（1）錨桿孔的施工需要結(jié)合施工標(biāo)準(zhǔn)，錨桿空完成后需要進(jìn)行檢查，結(jié)合施工設(shè)計(jì)圖紙驗(yàn)證錨桿孔的實(shí)際應(yīng)用效用，若是出現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。一般情況下，錨桿孔直徑不超過30mm，錨桿的長度需要大于錨桿孔的深度，但是超出的范圍要小于31mm。此外，做好錨桿孔施工前準(zhǔn)備工作，清理巖石表面使其保持清潔，安裝好臨時(shí)支護(hù)，為錨桿支護(hù)施工做好安全準(zhǔn)備。

（2）對(duì)于錨桿施工，需要確保托盤與巷道緊密連接，確保托盤的穩(wěn)定性，做好托盤的清潔工作。對(duì)于錨桿的緊固，需要采用緊固器具與設(shè)備，提高錨桿的穩(wěn)固性。此外，做好設(shè)備準(zhǔn)備，例如，扳手與測力計(jì)，結(jié)合巷道進(jìn)行安裝，進(jìn)而確保拉力測試的準(zhǔn)確性。做好巷道觀測工作，及時(shí)了解巷道的受力情況，為煤礦開采安全提供基礎(chǔ)保障。

4煤礦巷道錨桿支護(hù)應(yīng)用實(shí)例分析

4.1采空區(qū)內(nèi)留巷支護(hù)應(yīng)用

由于采空區(qū)留巷而造成的地質(zhì)變形破壞，極大的影響了煤礦回采工作面，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)提高對(duì)采空區(qū)的錨桿支護(hù)工作的重視程度，某礦1422工作面的2號(hào)煤層，其工作面穿越四采區(qū)，其錨固支護(hù)方式采用了以鋼筋托梁，并且結(jié)合了錨索增加強(qiáng)度的錨桿錨固方式，能夠有效對(duì)支護(hù)進(jìn)行加固。

4.2千米深井大巷支護(hù)應(yīng)用

千米深井大巷支護(hù)作為一種對(duì)于特殊地質(zhì)的巷道支護(hù)，某礦區(qū)存在的高地應(yīng)力巷道，對(duì)其支護(hù)的選擇一直阻礙著工程的順利開展，即使采用二次加固，也不能完全保證采礦工程安全、順利的開展。為了解決這一問題，我國開展了高預(yù)應(yīng)力支護(hù)的技術(shù)研究。高預(yù)應(yīng)力支護(hù)設(shè)計(jì)采用錨桿、錨索結(jié)合混凝土噴射加固方式，錨桿材質(zhì)為屈服強(qiáng)度600MPa的熱軋帶肋鋼筋，且保證其直徑在25mm，延伸率19%，同時(shí)還需要保證其無縱向螺紋，且桿長2.5m，錨桿之間的距離為800mm。需要注意的是，在進(jìn)行千米深井大巷支護(hù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)在挖掘后立即噴灑混凝土，以此來防止碎石落下，并且在挖到40m后，應(yīng)待錨桿施工完成后，進(jìn)行二次噴射混凝土施工，保證噴厚在120mm，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4.3松軟煤層支護(hù)應(yīng)用

某礦井的煤層及頂?shù)装鍘r層膠結(jié)差，且煤巖體具有強(qiáng)度低、松散破碎、易風(fēng)化、易崩解、遇水膨脹等特性，這在一定程度上增加了礦井巷道支護(hù)施工的難度，不僅如此，由于在服務(wù)期內(nèi)的巷道不得不多次翻修，這對(duì)煤礦開采工程的施工進(jìn)度也造成了嚴(yán)重的阻礙，不僅影響了回采工作的正常推進(jìn)，還極大地增加了支護(hù)費(fèi)用，造成了施工成本的增加。因此，對(duì)于該礦井應(yīng)采用樹脂錨固膠和錨桿結(jié)合支護(hù)，對(duì)于某礦4號(hào)礦井來說，錨桿應(yīng)為左旋無縱筋螺紋鋼，且保證其長度為2.7m，直徑為21mm，錨桿間距760mm。同時(shí)，還需采用數(shù)值模擬進(jìn)行多方案比較，并結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)確定巷道采用樹脂全長預(yù)應(yīng)力錨固組合支護(hù)。

5結(jié)束語

錨桿支護(hù)的關(guān)鍵因素作為理論的參考，在實(shí)踐的應(yīng)用中還必須根據(jù)其工程的不同進(jìn)行具體的分析，以此保證其設(shè)計(jì)的科學(xué)性，更好的發(fā)揮錨桿支護(hù)在煤礦建設(shè)的作用，減少事故發(fā)生，提高巷道支護(hù)的安全性。

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