分析煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)方式的應(yīng)用研究

張衛(wèi)

山東東山新驛煤礦有限公司 山東濟(jì)寧 272100

1 錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)巷道中的作用

1.1 懸吊作用

錨桿支護(hù)技術(shù)主要發(fā)揮的作用就是懸吊作用，為使掘進(jìn)巷道更具有穩(wěn)定性，施工人員可利用錨桿將層狀圍巖中穩(wěn)定性較差的巖層懸吊起來(lái)，并起到明顯的支護(hù)作用。但這一支護(hù)方式也存在一定的局限性，若圍巖巖層自身的穩(wěn)定性未達(dá)到支護(hù)的要求，則這種支護(hù)方式反而容易對(duì)巷道的穩(wěn)定性起到不良影響[1]。

1.2 組合梁作用

如果煤礦掘進(jìn)巷道的圍巖巖石層屬于多層次的巖石結(jié)構(gòu)，則施工人員可采用組合梁錨桿支護(hù)的方式，利用錨桿錨固搭建成巖石的板梁，使多層圍巖的穩(wěn)固性得以提升。因?yàn)殄^桿的支撐性能較好，不易受剪力而損壞，故這一支護(hù)方式可以有效地避免圍巖巖石層出現(xiàn)松動(dòng)或錯(cuò)動(dòng)。除此之外，這一錨桿支護(hù)方式可有效地提升頂板抗彎性能，使支護(hù)頂板地承載能力得到大幅的提升。況且，我國(guó)煤礦資源中，多數(shù)的煤系圍巖都屬于出層狀，錨桿支護(hù)的形式對(duì)于出層狀的煤系圍巖具有較強(qiáng)的支護(hù)作用，故該項(xiàng)技術(shù)得到了廣泛地應(yīng)用。

2 巷道錨桿支護(hù)技術(shù)分析

2.1 懸臂掘進(jìn)機(jī)巷道

例如，我國(guó)某一地區(qū)煤礦的懸臂掘進(jìn)機(jī)巷道。該巷道高度為3至3．5 米、巷道寬度為4．2m，巷道頂板十分破碎主要是由矸石組成，主要為200mm 左右且成塊狀，0．9 至2．4m 是空頂距的允許距離。具有較大的側(cè)幫壓力，在和掘進(jìn)工作面相距10m 之后出現(xiàn)變形嚴(yán)重。該巷道頂板形式如下圖所示。出于確保錨固強(qiáng)度，應(yīng)讓巷道正幫與副幫采取相同的錨固形式，主要為“螺紋鋼錨桿+鋼筋骨架網(wǎng)+雙鋼筋”，還應(yīng)采取回采正幫而且在真實(shí)回采前拆除錨桿。在進(jìn)行錨固作業(yè)時(shí)應(yīng)停止懸臂掘進(jìn)機(jī)，采取掘進(jìn)與錨固相替代的作業(yè)模式，該巷道的月平均進(jìn)尺為300m 左右。

2.2 掘錨機(jī)

現(xiàn)階段，我國(guó)大部分煤礦企業(yè)已經(jīng)提高了應(yīng)用錨桿技術(shù)的認(rèn)知程度，而且累積了一定的支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，因此掘錨機(jī)支護(hù)與巷道掘進(jìn)工作相整合，也是煤礦開采行業(yè)未來(lái)發(fā)展的選擇趨勢(shì)。掘進(jìn)機(jī)構(gòu)成的主要核心為錨桿鉆車，將其應(yīng)用在具體的煤礦開采作業(yè)過程中，一方面能夠提高開采工作效率，另一方面還能為開采質(zhì)量提供保障。所以，將錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于煤礦，應(yīng)進(jìn)一步引用預(yù)應(yīng)力錨具然后與后張法相結(jié)合。現(xiàn)階段，主要有以下兩種錨具擁有較大的應(yīng)用范圍，分別是摩組錨具和機(jī)械錨具。對(duì)于機(jī)械錨具而言，其主要指的是機(jī)械和預(yù)應(yīng)力鋼材相結(jié)合進(jìn)行加工，為錨碇工作提供必要的工作平臺(tái)，這樣在進(jìn)行錨固作業(yè)之后發(fā)揮錨旋作用。通常情況下，該用具的應(yīng)用環(huán)境有很多種，而且具備操作簡(jiǎn)便與噸位大等多種優(yōu)勢(shì)；至于摩組錨具則應(yīng)用楔形錨具擰緊形成錨旋作用。在實(shí)際應(yīng)用中該錨具的優(yōu)勢(shì)有很多，例如應(yīng)力損失低、連接簡(jiǎn)便，而且在灌漿前以多次張扣與放松為依據(jù)，對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行科學(xué)調(diào)整?？偠灾褂镁蝈^機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)巷道支護(hù)，有利于提高巷道掘進(jìn)工作水與效率[2]。

2.3 錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)在巷道掘進(jìn)中應(yīng)用十分常見，可最大限度的利用煤礦巷道原巖應(yīng)力，使原巖應(yīng)力與支護(hù)強(qiáng)度共同作用，減少支護(hù)成本的投入，從整體上提高煤礦單位的綜合效益。借助于支護(hù)構(gòu)件錨桿托板，通過使用錨固劑可以有效發(fā)揮錨桿支護(hù)技術(shù)的作用，可在錨桿中將螺母適當(dāng)扭緊，使巷道表面能得到托板的緊壓，實(shí)現(xiàn)圍巖應(yīng)力狀態(tài)的調(diào)整，能夠使圍巖節(jié)理裂隙情況得到有效緩解。

3 巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)具體應(yīng)用分析

3.1 設(shè)計(jì)要求與施工要求

支護(hù)方面的設(shè)計(jì)屬于準(zhǔn)備階段的工作任務(wù)，設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與否直接影響著錨桿支護(hù)的效果。在具體的設(shè)計(jì)中，工作人員應(yīng)預(yù)先對(duì)煤礦掘進(jìn)巷道的實(shí)際情況進(jìn)行勘察，并根據(jù)其斷面的形狀分析其穩(wěn)定性，同時(shí)要對(duì)巷道掘進(jìn)期間巖石的松動(dòng)情況予以調(diào)查，據(jù)此設(shè)計(jì)出合理的支護(hù)方案。如圍巖松動(dòng)圈的大小比原來(lái)的尺寸高出2-3倍，則說明該巷道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的松動(dòng)，這時(shí)工作人員所采取的支護(hù)措施就要以大松動(dòng)圈為支護(hù)的參考標(biāo)準(zhǔn)。施工人員要具備安全意識(shí)，在巷道內(nèi)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)警示牌，規(guī)范工作人員的施工行為，現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)理人員應(yīng)積極落實(shí)監(jiān)督管理工作，確保錨桿支護(hù)的合理運(yùn)用，可利用架棚等方法加固錨桿的支護(hù)，并定期對(duì)錨桿與頂板進(jìn)行檢修，防止其他問題的出現(xiàn)[3]。

3.2 修復(fù)巷道

煤礦掘進(jìn)巷道的支護(hù)工程中，若采用混凝土支架，那么巷道的采動(dòng)壓力就會(huì)增大，隨之而來(lái)的裂縫問題就無(wú)可避免，施工人員應(yīng)及時(shí)有效的修復(fù)裂縫，才能避免對(duì)后續(xù)的施工造成影響。如煤礦巷道的圍巖巖層出現(xiàn)浮石的問題時(shí)，施工人員就可使用槽鋼錨梁進(jìn)行支護(hù)，防止巖石下落，或是改變錨桿的規(guī)格，以提升支護(hù)工程的效果。如X 煤礦企業(yè)在煤層支護(hù)工作中，為提升錨桿的強(qiáng)度，將原有的20×2400mm 錨桿換為22×2400mm 的錨桿，錨桿的拖板規(guī)格也相應(yīng)加大，起到了良好的巷道修復(fù)作用。

3.3 防治巷道底鼓

錨桿支護(hù)的方法也可以對(duì)巷道底鼓起到有效的防治作用，施工者可在錨梁與巷道交叉處使用錨桿拉近掘進(jìn)巷道地板，或是將沿底板掘進(jìn)的方式更換為沿煤層頂板掘進(jìn)的方式。以X 煤礦企業(yè)所遇到的煤層為例，若按沿煤層地板掘進(jìn)的方式開采，則巷道上部會(huì)遺留約為1．5m 的頂煤，那么頂板的控制作用就會(huì)減弱，巷道中容易發(fā)生墜包的問題，企業(yè)將掘進(jìn)方式改為沿煤層頂板掘進(jìn)，巷道底部預(yù)留約為1．5m 的底煤，則鼓包問題得到了妥善地解決。

4 結(jié)語(yǔ)

基于現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展，煤礦工程的巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)得到一定程度上的優(yōu)化。相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合煤礦工程的實(shí)際情況，積極接受先進(jìn)技術(shù)的使用，全面對(duì)先進(jìn)巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)加以把控，建立在支護(hù)監(jiān)測(cè)制度的指導(dǎo)下，從整體上提高煤礦巷道掘進(jìn)的安全性，確保煤礦工程的可持續(xù)發(fā)展。