趙洪元

【摘要】錨桿支護技術(shù)是現(xiàn)階段煤礦掘進巷道中應用最普遍的支護技術(shù)。錨桿支護技術(shù)在煤礦掘進巷道中的運用有效提高了施工的安全性。本文對煤礦掘進巷道支護技術(shù)的發(fā)展情況以及錨桿支護的作用理論作了介紹。對錨桿支護技術(shù)的設計以及具體施工要求做了詳細闡述。通過這些可以對錨桿支護技術(shù)的作用以及不足之處有清楚的認識和了解。

【關鍵字】煤礦掘進巷道；錨桿支護技術(shù)；應用

煤礦生產(chǎn)過程中選用科學合理的支護方式是煤礦操作的一個安全保障，是保證煤礦安全、穩(wěn)定開采的一個前提。目前，煤礦掘進巷道支護技術(shù)也經(jīng)過了一個長期的發(fā)展過程，最傳統(tǒng)的支護方式是木支護、砌碹支護，之后采用型鋼支護，現(xiàn)在掘進巷道中采用較多的是錨桿支護。錨桿支護與其他類型的支護相比具有更理想的支護效果，具有安全、快速、經(jīng)濟的優(yōu)點，在巷道掘進的過程中能夠有效減少工作人員工作負擔，煤礦生產(chǎn)效率也可以得到有效提高。下面是對煤礦掘進巷道中錨桿支護技術(shù)的分析。

1.煤礦掘進巷道支護技術(shù)發(fā)展概述

煤礦掘進巷道支護技術(shù)有一個長期的發(fā)展過程，主要經(jīng)歷了木支護、砌碹支護、型鋼支護、錨桿支護。錨桿支護與其他支護類型相比具有一系列優(yōu)勢，在煤礦掘進巷道中得到了越來越廣泛的應用。錨桿支護技術(shù)從上個世紀50年代從國外引進，在我國實際應用中大致經(jīng)歷了兩個階段。一個是單體錨桿群支護階段，在這個階段，錨桿支護主要以水泥砂漿、鋼絲繩、木錨桿為主[1]。這個階段的錨桿主要起懸吊作用，沒有與周圍巖石共同起作用。這個階段的錨桿無托板，錨桿之間缺乏一定的聯(lián)系。另一個階段就是組合錨桿支護階段，組合錨桿支護的運用跟煤炭開采實際情況息息相關。煤炭開采過稱號出現(xiàn)了煤礦軟巖問題，該問題的存在使單體錨桿群支護難以適應復雜的地質(zhì)條件。針對這種現(xiàn)實情況， 在組合支撐拱理論和組合支撐梁理論的指導下，組合錨桿支護在得到了發(fā)展和應用。新型的組合錨桿在巷道支護中得到應用和發(fā)展，比如水泥藥卷鋼筋錨桿，樹脂藥卷鋼筋錨桿等，均得到了良好應用。新型組合錨桿支護不僅可以起到懸吊的作用，同時還具有組合梁嗯哼組合拱的作用，支護的承載能力顯著增強，煤礦掘進巷道安全性也得到了更充分的保障。

2.錨桿支護的作用理論分析

錨桿支護具有懸吊的作用，通過錨桿支護巷道表層的圍巖用錨桿懸吊起來，錨主要固定在深層的圍巖上。錨桿支護的懸吊作用具有一定的局限性，如果巷道周圍的巖石是破碎圍巖體，這種巖體在沒有支護的條件下也會脫落，這種情況下錨桿支護的懸吊作用就發(fā)揮不出來。另外是組合梁理論，一般情況下煤系地層的圍巖大多是層狀的，像泥巖、頁巖等都是典型的層狀巖石。這種地質(zhì)環(huán)境下運用錨桿將這些圍巖錨固成一個整體，可以有效增強錨桿承載力[2]。有的煤系地層較為破碎，圍巖體通過自身的摩擦和相互擠壓能夠使自身達到一個穩(wěn)定狀態(tài)，在這種情況下，組合梁理論具有一定的缺陷，不能對該情況作出合理解釋。另外是組合拱理論，組合拱理論能夠有效解釋組合梁理論不能解釋的問題。比如圍巖體破碎但依然呈穩(wěn)定狀態(tài)的情況用組合拱理論可以做出合理解釋。在一些大斷面巷道中，運用組合拱理論非常貼切，也更加實用。通過錨桿支護把相對破碎的圍巖進行組合，防止其進一步垮落，同時圍巖體也可以通過自身的摩擦以及相互擠壓形成承載力較強的拱形結(jié)構(gòu)，這樣可以防止圍巖進一步變形，最終達到安全目的。這幾種理論從不同方面比較全面的解釋了錨桿支護的機理，隨著煤炭開采過程中新情況的出現(xiàn)，錨桿支護也在進一步完善中，通過進一步完善，其可以在煤礦掘進巷道支護中發(fā)揮更重要的作用。

3.錨桿支護設計及施工要求

3.1錨桿支護設計依據(jù)

桿支護設計中應當充分考慮巷道斷面形狀和其穩(wěn)定性的問題，設計中也要和巖石巷道松動圈做比較。因為巷道松動圈的大小及形狀容易受采動壓力的影響。如果對巖石松動圈不加以認真考量，采動前后巷道圍巖的類型容易發(fā)生一系列變動，巖石松動圈可能會由小松動圈變?yōu)榇笏蓜尤?，給實際施工的安全性帶來嚴重影響。對巷道巖體情況進行分析時需要對圍巖的巖石強度、巖石性質(zhì)以及巖體的沉積變化和構(gòu)造影響等有清楚的了解，為錨桿支護設計提供依據(jù)。在巖體調(diào)查、采動構(gòu)造條件、試驗資料等基礎上進行初步設計，初步設計過程中可以借助于工程類比來來確定支護結(jié)構(gòu)，對支護參數(shù)進行預設計，在實施過程中根據(jù)工程反饋信息對初步設計做出及時修改和調(diào)整。

3.2錨桿支護施工要求

錨桿支護施工中首先需要確定好錨桿孔，錨桿孔的間距誤差應該控制在100mm之內(nèi)，錨桿孔軸向偏差不能超過5°錨桿孔的孔深不能小于錨桿體的有效長度，但同時也不能長于桿體30mm的長度。錨桿安裝時其端部必須推至錨桿孔底，錨桿的尾端露出外面的長度不應超過20mm。錨桿施工過程中整個掘進工作面區(qū)域內(nèi)應當按照標準化施工懸掛作業(yè)牌板，牌板懸掛的地點需要具有良好的通風和照明條件。這樣便于在施工中進行監(jiān)督和檢查。施工中在一些特殊點應當采用特殊支護，比如在較為復雜的區(qū)域，應當采取加密錨桿、錨索錨固等，這樣可以起到強化支護的作用。煤巷任何一個作業(yè)地點，都要嚴禁使用作為永久支護的錨索、錨桿、金屬網(wǎng)起吊設備等。對于支護巷道以及頂板等處的錨桿應當進行定期檢查合和檢修，如果發(fā)現(xiàn)有問題則應當及時進行補打，及時緊固。錨桿支護施工中[3]，如果巷道出現(xiàn)有浮石，則應當對巷道進行修復，進行修復時需要破壞掉原有的鉆孔，同時安裝鋼筋混凝土錨桿，運用槽鋼、型鋼等做錨梁。如果巷道發(fā)生事故，巷道的錨桿應當支護好，在錨桿的保護下，及時清理掉冒落的巖石，巖石清理完之后，用錨桿把巷道的下部錨固好。

3.3錨桿支護技術(shù)中存在的問題

現(xiàn)階段，錨桿支護是煤礦掘進巷道的主要支護形式，但是其在應用過程中還存在一些問題，這些問題的存在使錨桿支護的作用受到影響。首先是錨桿支護裝備的機械化程度有待提高。錨桿支護的機械化程度會受到地質(zhì)條件和掘進裝備的限制?，F(xiàn)在在一些礦區(qū)錨固工作多由礦工在空頂?shù)臓顟B(tài)下攜帶手持式鉆機、扳手等完成。這種作業(yè)方式效率較低，且對操作人員來講具有較大的安全隱患。因此錨桿支護技術(shù)在未來的發(fā)展中應該著重提高機械化程度，提高效率。另外錨桿支護中的配套技術(shù)也有待完善。錨桿支護過程中有諸多配套技術(shù)，配套技術(shù)能保證錨桿支護過程順利完成。比如鉆眼工作，鉆眼是打錨桿之前一個必須完成的工作，鉆眼過程中需要用大量的水流和氣流把鉆孔內(nèi)的巖屑沖出，這會使巖屑伴隨氣流彌漫在巷道中，增加了施工難度，對施工人員的身體健康也有重大危害。因此需要進一步完善相應配套技術(shù)，使錨桿支護工作更好開展。錨桿支護施工中常見的問題還有掘進作業(yè)效率與錨固作業(yè)匹配程度較低，這不僅造成了時間的浪費，同時對巷道的底板也會造成一定的損壞，因此需要將兩者的匹配度進一步提高，提升整體作業(yè)效率。

結(jié)束語

錨桿支護技術(shù)在諸多領域有廣泛的運用，在煤礦掘進巷道中其是目前應用最廣的支護技術(shù)。錨桿支護技術(shù)跟以往的支護技術(shù)相比有很大進步，有效保證了了煤礦掘進巷道施工的安全性。錨桿支護技術(shù)在未來的應用中還應當不斷加以完善，在各方面加以改進，使其更能符合現(xiàn)實要求，在更多領域發(fā)揮出更重要的作用。

參考文獻：

[1]劉曉恒；王鍇；江帥；李光朋.煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用與分析[J].煤礦機電， 2013，（02）：71-73.

[2]劉建忠.錨桿支護技術(shù)在煤礦掘進巷道中的應用[J].科學之友， 2013，（12）：31-32.

[3]張建新.淺談煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用[J].價值工程， 2014，（23）：132-133.