張希中　鄭建朝　李猛

摘要：近年來錨桿支護(hù)技術(shù)快速發(fā)展，尤其是在澳、美、英等錨桿支護(hù)技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家。文章對(duì)錨桿支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的探討，具體對(duì)錨桿支護(hù)技術(shù)實(shí)施地點(diǎn)、條件、巷道圍巖以及根據(jù)不同地質(zhì)的特點(diǎn)，研究出地質(zhì)錨桿的各種支護(hù)技術(shù)，希望能為實(shí)際當(dāng)中的工程地質(zhì)錨桿工作提供有利的參考資料。

關(guān)鍵詞：巷道圍巖；錨桿支護(hù)；地應(yīng)力；復(fù)合頂板

中圖分類號(hào)：TD311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）12-0051-02

錨桿支護(hù)技術(shù)是指對(duì)圍巖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行錨桿，從而使圍巖原來的受力狀況發(fā)生變化，進(jìn)而在巷道四周構(gòu)成具有整體性的巖石帶，通過這個(gè)巖石帶來保護(hù)圍巖，以防出現(xiàn)圍巖變形、位移和裂縫等現(xiàn)象的一種技術(shù)。通過采用這種技術(shù)，能有效提升圍巖的承載負(fù)荷，為礦井提供足夠的支撐力，并且此項(xiàng)技術(shù)實(shí)施起來較方便，高效率、低成本，已得到廣泛的應(yīng)用，此文就將詳盡研究不同地質(zhì)條件下的錨桿支護(hù)技術(shù)。

1 錨桿支護(hù)技術(shù)實(shí)施地點(diǎn)的條件

錨桿支護(hù)技術(shù)實(shí)施地要滿足三個(gè)條件，方可采用此類技術(shù)：（1）使用此技術(shù)要求頂板巖層要很完整，并且需要最頂端的巖巷主要由砂巖構(gòu)成。如果頂板有缺陷，孔隙很多，這樣就導(dǎo)致錨桿對(duì)頂板的保護(hù)作用大大降低，根本起不到支護(hù)作用；如果巖層很厚，巖巷又不是有砂巖組成，即使是使用了技術(shù)，到最后這層支護(hù)也會(huì)與巖層脫離，毫無任何保護(hù)效果。（2）巷道即在礦層中挖掘出的通道，此通道和地面不接通，此技術(shù)的使用要對(duì)巷道兩邊的軟硬度有要求，如果過于松軟，支護(hù)的效果就會(huì)不明顯，反而會(huì)對(duì)巷道產(chǎn)生負(fù)面影響。（3）巷道的使用年限要在10年以內(nèi)的，方可采用支護(hù)技術(shù)，才能起到預(yù)期的支護(hù)效果。

2 影響錨桿支護(hù)完整性和穩(wěn)定性的主要因素

2.1 巷道圍巖強(qiáng)度

巷道圍巖的硬度決定著支護(hù)作用的發(fā)揮，如果圍巖較軟，就會(huì)出現(xiàn)變形的狀況，從而就使巷道的維護(hù)較困難；如果圍巖硬度很強(qiáng)，自然圍巖的負(fù)荷能力就強(qiáng)，巷道的穩(wěn)定性就相對(duì)高，這樣的巷道就好維護(hù)。巷道圍巖的硬度其實(shí)就決定著圍巖的負(fù)荷能力，負(fù)荷能力強(qiáng)硬度就足夠，因此維護(hù)的效果就較好。

2.2 地應(yīng)力

地應(yīng)力包含自重應(yīng)力、地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力、采動(dòng)集中應(yīng)力。自重應(yīng)力是指巖土本身重量引起的應(yīng)力，這種應(yīng)力的強(qiáng)弱由巖石的重量和埋藏深度決定。如果巷道與地表的距離較大，圍巖就會(huì)更容易變形，相對(duì)的圍巖的穩(wěn)定性就降低，所以巷道的埋藏深度對(duì)圍巖的穩(wěn)定性極具影響。地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力是指地質(zhì)形成某種構(gòu)造體系所需要的應(yīng)力，如果構(gòu)造應(yīng)力大，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育就越快，從而圍巖發(fā)展程度就越低，進(jìn)而巷道圍巖的穩(wěn)定性就越差。采動(dòng)集中應(yīng)力是指采煤時(shí)所受到的應(yīng)力，當(dāng)巷道和采煤地段距離很近時(shí)，受到的采動(dòng)應(yīng)力就會(huì)很大，這個(gè)采動(dòng)應(yīng)力是與煤層巷道、采煤厚度直接相關(guān)的。巷道圍巖在受到所在煤層壓力的作用下，還會(huì)受到來自采煤時(shí)應(yīng)力的影響，就會(huì)同時(shí)受到兩種力的擠壓，從而就會(huì)對(duì)巷道穩(wěn)定性造成影響。

2.3 巷道斷面形狀與巷道斷面尺寸

由于斷面的應(yīng)力分布會(huì)隨形狀的改變而發(fā)生變化，所以要想改善圍巖應(yīng)力分布狀況，就可以通過改變斷面的形狀來達(dá)到效果，例如圓形、橢圓形的斷面，其應(yīng)力分布較均勻，梯形、矩形的相比較就會(huì)差些。并且，除了會(huì)受到形狀的影響，還會(huì)因巷道的寬度和高度而有所變化，因此還要充分考慮以上所有因素。

3 不同地質(zhì)條件下錨桿支護(hù)技術(shù)分析

3.1 松軟圍巷道錨注加固

對(duì)于松軟圍巖巷道的維護(hù)工作，一直以來就是工程建設(shè)中的最難攻克的環(huán)節(jié)。由于松軟圍巖容易變形，可靠性能差，所以維護(hù)不容易，耗資大，因此對(duì)礦井的安全工作運(yùn)行，會(huì)造成很大的影響，普通的錨桿支護(hù)已經(jīng)不能解決松軟圍巖的保護(hù)問題了。而對(duì)于松軟圍巖的支護(hù)需要一種更高科技的維護(hù)方式——錨注加固。錨注加固就是指，使用空心的錨桿將漿液注入到其中，輸通到圍巖中，從而對(duì)易松動(dòng)或有裂縫的圍巖進(jìn)行加固，因而圍巖的強(qiáng)度得到改善，巷道受到的向應(yīng)力也減弱，從而就能使圍巖保持穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.2 復(fù)合頂煤巷錨帶網(wǎng)加錨索聯(lián)合支護(hù)

復(fù)合頂板支護(hù)工作相對(duì)也比較復(fù)雜，由于其軟基層的存在，致使巖層面間的結(jié)合力很低，一般性的錨桿措施的錨固能力有限，如果采用就會(huì)容易誘發(fā)頂板崩塌。所以要想解決此類問題，就需采用錨帶網(wǎng)加錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，這種技術(shù)是利用錨桿、鋼帶、金屬網(wǎng)共同施力，從而加固頂層，維護(hù)頂板的整體性防止出現(xiàn)塌陷的情況，并且由于錨索能承擔(dān)巖層的某些負(fù)荷，進(jìn)而更加穩(wěn)固了頂板。

3.3 綜放順槽采用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)

綜放工作面的兩個(gè)順槽的圍巖的頂板抗壓強(qiáng)度低，并且一旦受到壓力，就容易出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。比如，頂煤受到幾種地應(yīng)力的共同作用下，就更容易造成離層的后果，這幾種地應(yīng)力分別是頂上巖層的自重壓力、地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力和采動(dòng)集中應(yīng)力。因此，為了避免其脫落，就需采用錨桿支護(hù)的措施，還需加上錨索，使整個(gè)煤層至頂板的巖石層更加穩(wěn)固。一般情況下，在巖層上加入錨索的長(zhǎng)度為1～1.3m，與巖層間的距離為4～4.8m。

3.4 綜放面末采錨網(wǎng)支護(hù)

由于綜放工作設(shè)備的幾何體積較大，噸位較重，所以想要進(jìn)行撤除工藝的工作時(shí)較困難，需要涉及的空間很廣，對(duì)撤除的維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)較高，所以應(yīng)用錨網(wǎng)支護(hù)工藝來解決此問題。通過利用此技術(shù)，不僅效果明顯，技術(shù)先進(jìn)，且施工方便還經(jīng)濟(jì)合理。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，不同的工程地質(zhì)條件下，就應(yīng)采用不同的錨桿支護(hù)技術(shù)，方可達(dá)到預(yù)期的維護(hù)效果。具體而言，對(duì)待不同的地質(zhì)條件，要合理采用錨注加固法、錨帶網(wǎng)錨索聯(lián)合支護(hù)法、錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)法以及綜放面末采錨網(wǎng)支護(hù)法等多種措施，而且采用多種形式的錨桿聯(lián)合支護(hù)是巷道支護(hù)較理想的方法。希望在實(shí)際工程實(shí)施中能因地制宜，合理選擇錨桿支護(hù)技術(shù)，進(jìn)而保證施工達(dá)到高安全、高技術(shù)、高收益的效果。

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作者簡(jiǎn)介：張希中（1958—），男（回族），河北定州人，河北省保定地質(zhì)工程勘查院工程師，研究方向：水文工程地質(zhì)；鄭建朝（1974—），男，河北阜平人，河北省保定地質(zhì)工程勘查院工程師，研究方向：水文工程地質(zhì)；李猛（1980—），男，河北博野人，河北省保定地質(zhì)工程勘查院工程師，研究方向：水文工程地質(zhì)。

（責(zé)任編輯：劉 晶）