探究礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)

＊宇考蔚午

（山西宏廈一建 山西 045000）

引言

在礦建工程中，錨桿支護(hù)技術(shù)就是一種快速的支護(hù)施工工藝，在我國(guó)進(jìn)行了幾十年的運(yùn)用。在巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，對(duì)錨桿式支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用，不僅是提高了巷道支護(hù)的效果，還有效地提升掘進(jìn)的效率。與此同時(shí)，在對(duì)巷道圍巖掘進(jìn)過(guò)程中運(yùn)用錨桿式支護(hù)的技術(shù)也能夠強(qiáng)化巷道圍巖的穩(wěn)定性，從而達(dá)到對(duì)圍巖穩(wěn)定性的最大化。除此之外，這一技術(shù)還因其具有特別好的經(jīng)濟(jì)性，成巷的速度也特別快，不但可以改善礦井的作業(yè)環(huán)境還提高了礦井掘進(jìn)作業(yè)的安全，極大地提升了礦井的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，在巷道掘進(jìn)中占據(jù)著十分重要的地位。

1.錨桿支護(hù)技術(shù)的作用

(1)懸吊作用

懸吊的作用主要是通過(guò)使用錨桿，將快要冒落的軟弱巖層，以及周邊的圍巖懸吊在了巖體上面。之后，再次利用錨桿對(duì)圍巖中的重物進(jìn)行一些支撐以及其他的承載。

(2)減跨作用

減跨的作用主要是利用錨桿來(lái)降低動(dòng)力拱的標(biāo)準(zhǔn)高度和跨度。假如在每一個(gè)巷道的橫向跨中都要設(shè)置一個(gè)錨桿，這樣一個(gè)錨桿本身就是一個(gè)支柱，可以把一個(gè)拱變?yōu)閮蓚€(gè)支撐。同樣，如果在拱上設(shè)置三個(gè)錨桿，相當(dāng)于把拱分成四個(gè)。

(3)對(duì)圍巖的加固作用

一般來(lái)說(shuō)，距離巷道比較深的巖石將受到三向的受力，而距離巷道比較遠(yuǎn)的巖石，也將受到一個(gè)二向的受力。距離巷道較近的地方巖石會(huì)輕微地出現(xiàn)不穩(wěn)定的局面。而如果是安裝了錨桿，則可能會(huì)使圍巖的一部分轉(zhuǎn)化成三向受力。這樣做不僅能夠提高圍巖周邊的強(qiáng)度，還能夠保證圍巖周邊環(huán)境的穩(wěn)定。

2.礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)的特征

(1)機(jī)械化程度高

伴隨著當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展，相關(guān)的工作人員在對(duì)煤炭進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，所選用的開(kāi)采方式也發(fā)生了改變，更加順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。早期在對(duì)煤炭進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，通常都會(huì)使用棚式支護(hù)，雖然這種支護(hù)技術(shù)易于人們理解，可是已經(jīng)順應(yīng)不了當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。而只有在這種方式的基礎(chǔ)上，對(duì)支護(hù)的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，才會(huì)更有效的開(kāi)采煤礦。這也就要求著相關(guān)的技術(shù)人員，一定要重視機(jī)械化的水平，并將其運(yùn)用到煤炭的開(kāi)采過(guò)程中，錨桿支護(hù)技術(shù)就是一個(gè)特別好的例子。運(yùn)用這種技術(shù)就可以讓工作人員變得更加安全，而且機(jī)械作業(yè)的效率也會(huì)比人工更高，從而減輕投入的成本。

(2)支護(hù)強(qiáng)度更高

錨桿支護(hù)巷道是維護(hù)安全最主要的一種形式之一，在巷道中，就是可以通過(guò)加固巷道內(nèi)壁上的巖石，防止事故發(fā)生，減少塌方。與其他傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行比較，錨桿式支護(hù)技術(shù)的安全性和支護(hù)的強(qiáng)度將會(huì)有所提升，而且還會(huì)變得更加安全。在實(shí)際進(jìn)行施工的過(guò)程中，巷道將會(huì)變得比以前更為堅(jiān)固，在實(shí)際進(jìn)行巷道施工時(shí)也將變得更為便利。相關(guān)專業(yè)人員在對(duì)巷道進(jìn)行錨桿作業(yè)的過(guò)程中，一定要嚴(yán)格地檢查，如果發(fā)現(xiàn)巷道上的巖石不堅(jiān)固，就一定要用有效的方法加固[1]。

3.礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)的探究

在礦建的過(guò)程中，巷道挖掘作業(yè)對(duì)于錨桿支護(hù)的技術(shù)所進(jìn)行的應(yīng)用主要會(huì)被劃分為兩個(gè)方面，也就是巷內(nèi)錨桿支護(hù)和巷旁錨桿支護(hù)。而巷內(nèi)的支護(hù)也會(huì)被劃分成兩個(gè)組成部分，即基礎(chǔ)性的支護(hù)和加強(qiáng)性的支護(hù)。

(1)巷內(nèi)支護(hù)

①基本支護(hù)

基本支護(hù)措施主要通過(guò)三個(gè)方面體現(xiàn)出來(lái)。首先，支護(hù)形式。在巷道中基本支護(hù)進(jìn)行開(kāi)挖掘進(jìn)等工藝過(guò)程中，巷道中基本支護(hù)一般都會(huì)選擇采用較高的預(yù)應(yīng)力、錨桿等基本支護(hù)體系以及大型的強(qiáng)力錨桿。因此，只要我們通過(guò)在巷道中增加一定的強(qiáng)力錨桿以及較高的預(yù)應(yīng)力，并在巷道周邊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行了分離和擴(kuò)散，就已經(jīng)能夠有效地減少和控制了巷道圍巖施工中的裂紋以及分離層圍巖表面的水平滑動(dòng)情況，從而有效地確保了在巷道挖掘的整個(gè)過(guò)程中，圍巖的周邊區(qū)域可以變得更加的平穩(wěn)；其次就是支護(hù)所用的材料。通常情況下，巷道內(nèi)部的圍巖極易發(fā)生破壞，這也就要求著工作人員在實(shí)際進(jìn)行挖掘和開(kāi)拓工程中的作業(yè)時(shí)，一定是要盡量使用自身?yè)碛械难诱剐员容^高以及柔韌性比較強(qiáng)的支撐材料，這樣才能起到錨索和主體錨桿之間的輔助作用。最后，是支護(hù)的各個(gè)參數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)利用數(shù)值模擬技術(shù)方法與實(shí)際情況進(jìn)行分析對(duì)比，并針對(duì)性地分析礦建施工過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而有效地分析了錨索和其他支護(hù)設(shè)備的具體參數(shù)和價(jià)格。例如，錨桿的直徑一般都是22cm，長(zhǎng)度大約也就是2.5m，就已經(jīng)完全可以有效地通過(guò)利用這種樹(shù)脂作為材料的形狀來(lái)對(duì)其進(jìn)行一次性的加長(zhǎng)或者錨固。而且，設(shè)定預(yù)緊力的距離一般為500n·m，一定要對(duì)鋼帶上的金屬保護(hù)頂部以及鋼帶等部件進(jìn)行一次性的加固。另外，錨桿間、排距也需要依照頂板上的錨桿間、排距設(shè)定值做出相應(yīng)的調(diào)整。當(dāng)一個(gè)頂板上兩根錨索的直徑分別是φ22mm時(shí)，長(zhǎng)度分別應(yīng)該達(dá)到6.3cm，每一排都必須按照要求在其中分別設(shè)置兩根錨索，并且保證其中所設(shè)定的錨索間距應(yīng)該是1.8m，排距設(shè)定為2m，預(yù)緊力設(shè)定為300kN。

②加強(qiáng)支護(hù)

如果想實(shí)現(xiàn)巷道周邊圍巖區(qū)域的穩(wěn)定性提高，保證巷道挖掘和作業(yè)能夠安全地進(jìn)行，就需要及時(shí)地加強(qiáng)對(duì)其的維修和支護(hù)。在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)其設(shè)計(jì)和進(jìn)行增強(qiáng)支護(hù)時(shí)，會(huì)采用兩種主要的工作模式。首先，單體支柱搭接與頂梁相連。補(bǔ)救措施也就是，在對(duì)巷道兩邊部分進(jìn)行挖掘和開(kāi)拓等工作過(guò)程中，巷道不但會(huì)直接受到其所在工作區(qū)域范圍內(nèi)所占地積上的撐持和壓力影響，還有可能直接造成煤幫在巷道兩邊的填充物沒(méi)有得到相應(yīng)的強(qiáng)度。因此，要想有效地解決這一困難，就需要了解和掌握如何有效運(yùn)用各種加強(qiáng)防護(hù)措施的技術(shù)和方法，也就是通過(guò)設(shè)置在土壤中高阻力來(lái)對(duì)其進(jìn)行各種土壤加強(qiáng)防護(hù)。這種通過(guò)對(duì)屋面頂板加強(qiáng)支護(hù)措施，能夠有效地防止屋面產(chǎn)生沉降。并對(duì)各個(gè)巷道頂板中巖層分離的情況實(shí)施了有效地管理和控制，在一定的程度上保證了各個(gè)巷道頂板的施工完整性，并為各個(gè)巷道的掘進(jìn)和作業(yè)開(kāi)展提供了廣闊的施工場(chǎng)地和空間，從而有效地保證了各個(gè)巷道的掘進(jìn)和作業(yè)的順利進(jìn)行。其次，專門(mén)針對(duì)用戶而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的一種能夠?qū)ζ溥M(jìn)行強(qiáng)化支撐的液壓式支架，其主要功能就是充分利用了頂梁、立桿、底座、以及四連桿等重要零部件。因此，這種伸縮式支撐在前后都會(huì)使用伸縮梁以及千斤頂向上推移來(lái)與其進(jìn)行相互連接，從而能夠保證其在推拉時(shí)自由地移走[2]。

(2)巷旁支護(hù)

在礦建工程巷道挖掘和采用錨桿支護(hù)的技術(shù)中，巷旁支護(hù)是比較常見(jiàn)的一種形式，而目前應(yīng)用比較廣泛的就是充填式巷旁支護(hù)。這樣一種支護(hù)裝置可以針對(duì)其充填物在各個(gè)方面的變形及其性質(zhì)和穩(wěn)定性提出一些特殊的要求。通常情況下，只有當(dāng)它們都已經(jīng)具備了特別好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的變形強(qiáng)度，才可以很好地滿足和適應(yīng)由于基礎(chǔ)屋蓋和巖層的旋轉(zhuǎn)下沉而導(dǎo)致的變形，并且還確保在巷道內(nèi)部必須具備一個(gè)寬度足夠大的橫向截面。充填式巷旁錨索支護(hù)主要是指一種通過(guò)錨索以及對(duì)于泵送等特殊性能物料進(jìn)行輸送和支護(hù)的一種方式，依據(jù)對(duì)充填式巷道支護(hù)技術(shù)的要求，使用優(yōu)質(zhì)的錨索來(lái)輸送特殊性能的填充物料，而且在充填體上方的頂板也必須按照規(guī)定提前準(zhǔn)備好錨索以及對(duì)錨桿的支護(hù)等。與此同時(shí)，煤壁的所在位置也必須要求是一定要沿著巷道長(zhǎng)度5cm，向下3cm的范圍內(nèi)來(lái)對(duì)其進(jìn)行巷道挖掘和拓寬等工作以及對(duì)錨桿進(jìn)行支護(hù)。在對(duì)螺紋鋼錨桿進(jìn)行橫向支護(hù)操作時(shí)，要把左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿的橫向排距直徑和長(zhǎng)度分別確定好，通常的間隔式排距應(yīng)該是1000mm×900mm。并且要在各個(gè)排的位置分別安裝4根防止錨桿，一般會(huì)使用金屬網(wǎng)和鋼帶等措施來(lái)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

圖1 巷道支護(hù)的可拆卸錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法

4.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在礦建工程的建設(shè)中，巷道掘進(jìn)的錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用?？墒?，現(xiàn)階段的礦建工程的巷道掘進(jìn)工作依舊會(huì)受到多重因素的影響，從而對(duì)巷道掘進(jìn)的速度以及安全帶來(lái)一定的影響。因此，只有不斷對(duì)巷道掘進(jìn)的錨桿支護(hù)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，運(yùn)用科學(xué)合理的方法來(lái)對(duì)錨桿進(jìn)行安裝，才可以將錨桿支護(hù)技術(shù)的價(jià)值發(fā)揮到最大，從而確保整個(gè)掘進(jìn)工作的順利實(shí)施，提高錨桿支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用效果。