郭建瑞,黃福順,李　超（山西壺化集團(tuán)爆破有限公司,山西　長治　047300）

掘進(jìn)工作面錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)綜述

郭建瑞,黃福順,李超
（山西壺化集團(tuán)爆破有限公司,山西長治047300）

摘要：掘進(jìn)工作面的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)于巷道安全掘進(jìn)施工意義重大，支護(hù)質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)礦井的生產(chǎn)安全。本文主要對(duì)掘進(jìn)工作面錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)及支護(hù)質(zhì)量的控制措施等進(jìn)行了闡述，對(duì)實(shí)際工作中的掘進(jìn)工作面支護(hù)工作具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)工作面；錨桿支護(hù)；支護(hù)設(shè)計(jì)

1　巷道支護(hù)

巷道開挖以后具有一定的自穩(wěn)能力，但是自穩(wěn)時(shí)間較短，強(qiáng)度較弱，形變較大不足以保證我們對(duì)其服務(wù)年限的要求，以及礦井安全生產(chǎn)，必須加以支護(hù)穩(wěn)固。巷道支護(hù)是采用能滿足安全生產(chǎn)的支護(hù)方法，提升開挖巷道的安全性、穩(wěn)定性，保證礦井巷道的通暢，通過科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，簡易施工操作，減少施工支護(hù)成本，達(dá)到支護(hù)的目的。近些年，伴隨著科學(xué)新思想新材料的發(fā)展，不斷推動(dòng)井工礦井巷道支護(hù)工藝創(chuàng)新，針對(duì)我國煤礦巷道支護(hù)工藝，大致經(jīng)歷了架棚支護(hù)、支設(shè)金屬梁支護(hù)、以及目前廣為應(yīng)用的錨桿支護(hù)三個(gè)階段。而架棚支護(hù)和支設(shè)金屬梁支護(hù)在我國目前礦井已不足以保證礦井安全生產(chǎn)需要，基本更新淘汰。實(shí)際掘進(jìn)施工作業(yè)中，一些巷道多位于應(yīng)力集中、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等復(fù)雜環(huán)境區(qū)域，對(duì)支護(hù)要求高，相對(duì)支護(hù)作業(yè)難度大，巷道極易發(fā)生形變，嚴(yán)重威脅礦井正常生產(chǎn)，合理選用錨桿組合支護(hù)，對(duì)于掘進(jìn)安全施工及降低巷道維護(hù)工作量有重大意義。

1.1錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)是一種加固圍巖支護(hù)方式，在材料消耗方面多使用聚合材料、木件以及金屬制物，制作成堅(jiān)固的桿柱，然后牢牢地打進(jìn)相應(yīng)的鉆孔里面，利用桿體的支撐或者托盤螺母整固與黏結(jié)作用，產(chǎn)生補(bǔ)強(qiáng)效果或者懸吊效果，達(dá)到支護(hù)的目的，當(dāng)前在我國，錨桿支護(hù)多用于煤礦、水利、地鐵、隧道等大型工程中，經(jīng)過多年的摸索實(shí)踐，錨桿支護(hù)理論已基本成熟，從單一的錨桿支護(hù)到錨桿組合支護(hù)，到后來的錨網(wǎng)支護(hù)、錨網(wǎng)噴支護(hù)以及與錨索的相結(jié)合，滿足了我國地下工程開挖的需要。

1.2錨桿支護(hù)原理

巷道開掘以后，巷道圍巖收到開挖影響，應(yīng)力場再次分布，在礦山壓力作用下，頂板及兩幫會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)微小的下沉及鼓起等礦山壓力顯現(xiàn)。及時(shí)采取錨桿支護(hù)，可有效控制頂板上覆巖層的彎曲、變形、離層、滑移等破壞。而單根錨桿支護(hù)作用效果是有限的，作用范圍小，錨固區(qū)圍巖礦山壓力顯現(xiàn)控制力弱，必須通過托盤、鋼帶和金屬網(wǎng)等組合構(gòu)件將錨桿支護(hù)形成錨桿支護(hù)系統(tǒng)。同時(shí)為了保證在錨桿支護(hù)系統(tǒng)作用下錨固區(qū)形成剛度較大的再生承載結(jié)構(gòu)，有效阻止錨固區(qū)圍巖以外巖層的離層變形，改善受擾動(dòng)的巖體應(yīng)力分布狀態(tài)，組合錨桿支護(hù)系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度應(yīng)具有特殊要求，特別是錨桿預(yù)應(yīng)力具有決定性意義。及時(shí)的安設(shè)錨桿，并施加較大的錨桿預(yù)應(yīng)力，錨固區(qū)范圍內(nèi)產(chǎn)生較大的巖體剛度，從而巖層間離層和彎曲變形等有害形變較小，最終巖層的完整性和整體性得到穩(wěn)固。為了保證錨桿支護(hù)施工的及時(shí)高效，應(yīng)盡可能采取一次支護(hù)就可以控制圍巖變形和破壞的支護(hù)目的，避免耗資、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的二次支護(hù)，同時(shí)減小了巷道維護(hù)工作。

2　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)于礦井巷道安全掘進(jìn)施工具有重大意義，巷道錨桿支護(hù)施工質(zhì)量決定著巷道開挖的成敗，支護(hù)質(zhì)量的直接影響到礦井生產(chǎn)安全，支護(hù)設(shè)計(jì)是否經(jīng)濟(jì)合理涉及到礦井基建預(yù)算等問題。特別在高應(yīng)力條件下，巷道圍巖承受較大的壓力，積聚較大的能量，支護(hù)相對(duì)難度較大，普通支護(hù)設(shè)計(jì)，錨桿強(qiáng)行進(jìn)行支護(hù)不足以解決問題達(dá)到支護(hù)目的。進(jìn)行支護(hù)施工作業(yè)，就要把復(fù)雜的系統(tǒng)型問題轉(zhuǎn)型為單一型問題，即在原有的支護(hù)技術(shù)上針對(duì)高應(yīng)力大變形采取對(duì)應(yīng)措施，開放和發(fā)散研究觀念，改善施工工藝，應(yīng)用最頂尖的支護(hù)技術(shù)及最新的支護(hù)材料，加強(qiáng)對(duì)巷道的穩(wěn)固，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

支護(hù)設(shè)計(jì)通長采用現(xiàn)場實(shí)測法，巷道在開掘工作完成以后，一定要根據(jù)頂板及兩幫的巖石性質(zhì)，手?jǐn)_動(dòng)情況，確定松動(dòng)圈范圍，合理選擇錨桿和錨索，錨桿與錨索的間排距必須根據(jù)情況隨時(shí)調(diào)整，支護(hù)設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)測情況做相應(yīng)改善，以保證安全生產(chǎn)。針對(duì)于一些服務(wù)年限較短的巷道硐室，以及所處位置地質(zhì)條件較為簡單，可在安全前提下采用臨時(shí)支護(hù)。

3　支護(hù)施工

掘進(jìn)施工過程中巷道開挖以后，鉆取錨桿孔時(shí)要注意敲幫問頂，及時(shí)清理活動(dòng)矸石，保證相對(duì)安全的前提下方可進(jìn)行錨桿鉆眼，活動(dòng)矸石清理工作要認(rèn)真仔細(xì)負(fù)責(zé)，期間若存有潛在不安全因素，必須制定采取安全支護(hù)措施，保證支護(hù)施工安全。

選用錨桿時(shí)，型號(hào)規(guī)格與安裝角度要嚴(yán)格執(zhí)行支護(hù)設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)，所用錨桿只可采用已做過拉力試驗(yàn)的錨桿，保證錨桿本身的強(qiáng)度。施工中在錨桿錨固以后噴射混凝土，要做好混凝土強(qiáng)度、厚度的檢測工作，保證混凝土抗壓強(qiáng)度與抗震性能滿足支護(hù)設(shè)計(jì)要求。采用水泥砂漿作為錨固劑的錨桿，支護(hù)施工成本低廉，其錨固力也較小，選用時(shí)要特殊注意，支護(hù)施工要確保孔眼清潔以及砂漿灌入質(zhì)量。

錨噴支護(hù)巷道以及錨網(wǎng)噴支護(hù)，施工過程及以后應(yīng)定時(shí)巡回檢修，嚴(yán)把質(zhì)量工作，不符合設(shè)計(jì)要求必須重新施工。

綜上所述，巷道是一個(gè)煤礦的經(jīng)脈，巷道掘進(jìn)工作決定著煤礦的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，科學(xué)的支護(hù)，既可以滿足國家對(duì)能源的需求，又可以通過支護(hù)設(shè)計(jì)使得巷道安全穩(wěn)定，達(dá)到支護(hù)目的，使得地下資源得到順利開發(fā)和挖掘?，F(xiàn)場施工人員在實(shí)際操作中，要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采用更優(yōu)的支護(hù)方法，提升工作效率，消除危險(xiǎn)因素，節(jié)約支護(hù)成本，杜絕事故的發(fā)生為安全生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，使勞動(dòng)生產(chǎn)在國家及人民生命財(cái)產(chǎn)安全的前提下順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]康紅普,王金華,高富強(qiáng).掘進(jìn)工作面圍巖應(yīng)力分布特征及其與支護(hù)的關(guān)系[J].煤炭學(xué)報(bào),2009(12).

[2]高翔.巖巷錨桿支護(hù)的力學(xué)分析及改進(jìn)措施[J].西山科技,2002.

[3]劉衍杰,王延彬.煤巷錨桿支護(hù)工藝推廣問題與建議[J].中國煤炭工業(yè),2007(03).