（廣東省有色地質(zhì)勘查院 廣東廣州510080）

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對當(dāng)前巷道支護(hù)方式進(jìn)行了分析，考慮到錨桿支護(hù)為地質(zhì)坑探巷道掘進(jìn)的安全生產(chǎn)帶來的巨大經(jīng)濟(jì)效益，對錨桿支護(hù)原理、支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了闡述，并結(jié)合我國錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，對新型錨桿支護(hù)監(jiān)測技術(shù)及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行介紹，籍此希望在提高坑探巷道掘進(jìn)速度和降低能耗方面進(jìn)行有益的探討。

巷道錨桿支護(hù)技術(shù)

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為廣東省樂昌市慶云鎮(zhèn)富云鉛多金屬礦詳查地質(zhì)坑探工程設(shè)計(jì)，礦區(qū)位于廣東省樂昌市區(qū)北偏西25°，直距32km處，礦區(qū)隸屬于樂昌市慶云鎮(zhèn)管轄，礦區(qū)面積約16.01平方公里，地理坐標(biāo)113°11′28″--113°14′58″，25°22′00″--25°25′00″，省道248橫穿礦區(qū)，經(jīng)22公里可到達(dá)樂昌市坪石鎮(zhèn)，與國道107相通，交通十分便利（見圖1）。

礦區(qū)地處中低山區(qū)，海拔標(biāo)高一般在268m～1105m.總體地形西北低，東部、東南部高，最低在下坦溪一帶，海拔268m，最高為東南部白家山，海拔1105m，相對高差837m。礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，未見規(guī)模較大的斷裂。構(gòu)成礦石的巖石，主要是石英脈、黑云母花崗巖、砂巖。礦體頂?shù)装鍑鷰r為黑云母花崗巖、砂巖，風(fēng)化帶深度1.8～3.5m。新鮮巖石致密堅(jiān)硬，巖芯多為完整的長柱狀，巖石力學(xué)強(qiáng)度較大。工程地質(zhì)條件較好。巖石中的節(jié)理裂隙局部有石英脈充填，巖石較完整，其物理力學(xué)性質(zhì)較好。根據(jù)項(xiàng)目巖體總體穩(wěn)固的特性，需要對項(xiàng)目巷道進(jìn)行錨桿支護(hù)。

2 地質(zhì)坑探巷道主要的支護(hù)方式

圖1 交通位置圖

支護(hù)的作用在于改善圍巖穩(wěn)定狀況和控制圍巖運(yùn)動的發(fā)展速度，以維護(hù)安全的工作空間。新奧法強(qiáng)調(diào)圍巖是承受地壓的主要結(jié)構(gòu)，設(shè)置人工支護(hù)只是為了改善和提高圍巖自身支持能力。圍巖不僅是施載物體，又是承載結(jié)構(gòu)體，圍巖承載圈和支護(hù)體是組成巷道的統(tǒng)一體，是一個力學(xué)體系，是同時承受鉛垂與水平作用力的厚壁圓筒，坑探巷道的開掘與支護(hù)都是為保持與改善圍巖的自持能力服務(wù)。巷道支護(hù)根據(jù)使用的支護(hù)材料來分，有金屬、木棚支架、或料石砌碹、混凝土錨噴等方式。用木材支護(hù)是巷道采礦工業(yè)中采用最早，應(yīng)用廣泛的一種支護(hù)方式。但是因?yàn)槠鋸?qiáng)度低、易腐朽、易燃等缺點(diǎn)，所以被其他支護(hù)方式逐漸的取代。目前，在礦井中使用的是金屬支架、裝配式鋼筋混凝土支架、錨噴支護(hù)及錨桿支護(hù)。這些支護(hù)方式當(dāng)中，以錨桿支護(hù)最為有效、便捷和經(jīng)濟(jì)，支護(hù)后頂板的穩(wěn)固性效果明顯，適合于圍巖穩(wěn)固或較穩(wěn)固，節(jié)理裂隙較發(fā)育但不破碎的巷道中，這對于坑探巷道斷面較小，勘查工程投入較大急需有效降低投入成本的巷道掘進(jìn)工程來說，尤為適合。錨桿支護(hù)已經(jīng)取代其他支護(hù)方式成為礦井巷道的主要支護(hù)方式。廣東省樂昌市慶云鎮(zhèn)富云鉛多金屬礦詳查地質(zhì)坑探工程布置于穩(wěn)固花崗巖中，深部新鮮巖石致密堅(jiān)硬，巖石較完整，其物理力學(xué)性質(zhì)較好，節(jié)理裂隙一般發(fā)育，巷道掘進(jìn)支護(hù)特別適合采用錨桿方式支護(hù)。

3 錨桿支護(hù)原理

為使巷道穩(wěn)定，避免巷道的圍巖產(chǎn)生變形或塌垮，一般在巷道掘進(jìn)后需采用支護(hù)措施。錨桿支護(hù)在煤礦巷道一定范圍內(nèi)得到了應(yīng)用，原理是錨桿作用于圍巖并產(chǎn)生支護(hù)作用，分為擠壓加固拱和組合梁兩種支護(hù)作用。巷道中錨桿的支護(hù)多采用樹脂端頭的錨桿，用樹脂進(jìn)行粘結(jié)，在加速、固化的雙重作用下將巷道巖石與錨桿端頭粘合，等到粘合基本成型時，在另一端擰緊螺帽，在擰螺帽的時厚要加墊板，錨桿這種方式作用于圍巖，產(chǎn)生壓應(yīng)力進(jìn)而提高了圍巖受力程度使其穩(wěn)固且不易發(fā)生移動。

4 錨桿支護(hù)技術(shù)

坑探工程在進(jìn)行坑道掘進(jìn)設(shè)計(jì)時，必須要有支護(hù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，對錨桿等間排距、支護(hù)形式、錨桿錨索的規(guī)格，安裝的角度、有效的支護(hù)長度、混泥土的標(biāo)號、錨固力、噴體的厚度、予緊力、錨桿的錨固材料、聯(lián)合支護(hù)的其它材料等都須在設(shè)計(jì)中進(jìn)行明確的規(guī)定。錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)要按照地質(zhì)部門所提供的可靠的地質(zhì)資料，按照頂板巖石周圍的巖層狀況與地質(zhì)構(gòu)造，并參考礦壓所觀察到的數(shù)據(jù)去確定各項(xiàng)支護(hù)參數(shù)。在進(jìn)行新巷道施工當(dāng)中，地質(zhì)部門要及時的搜集相關(guān)地質(zhì)資料，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有重大的變化時，及時的給設(shè)計(jì)部門提供資料。錨桿的桿體應(yīng)選擇高強(qiáng)度的螺紋鋼，巷道掘進(jìn)工作面靠工作面一側(cè)也可以用高強(qiáng)度的塑鋼桿體。錨桿的桿體需要根據(jù)巷道圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)設(shè)計(jì)的要求來選定。在堅(jiān)硬的巖層和礦體中用樹脂錨固劑作為端錨時，錨固長度要求不小于桿體的1/3長度。在松軟的巖層與礦體中使用錨桿支護(hù)時，須用全長來進(jìn)行錨固。永久的硐室、主巷需采用錨噴與錨網(wǎng)來聯(lián)合進(jìn)行支護(hù)。其它的巷道可采用錨網(wǎng)加鋼帶聯(lián)合支護(hù)。頂板為礦層、巖層、層節(jié)理及其發(fā)育的巖巷、礦巷，要用錨桿錨索來進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，錨索要錨固在堅(jiān)硬的頂板巖層之中。錨桿的承載力要不小于100KN，初錨力要求不小于70KN。錨索承載力要不小于250KN，張拉預(yù)緊力不小于100KN，托梁、托板的強(qiáng)度要與錨索、錨桿的承載力相適應(yīng)。

4.1 錨桿施工管理

打錨桿眼前和安裝錨桿前必須堅(jiān)持首先敲幫問頂，檢驗(yàn)錨桿然后作業(yè)。錨桿、錨索原則上和巖面垂直，托板、托梁必須緊貼巖面。凡錨桿初錨力、預(yù)緊力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，托板、托梁經(jīng)采取措施仍無法緊貼巖面時，必須在附近打錨桿。打錨桿眼和安裝錨桿時必須在有可靠的臨時支護(hù)下進(jìn)行。錨桿間排距、錨桿（索）的有效支護(hù)長度、錨固長度、錨桿（索）距工作面距離必須按作業(yè)規(guī)程規(guī)定作業(yè)。

5 我國錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展

5.1 進(jìn)一步完善錨桿支護(hù)理論和技術(shù)

有諸多錨桿支護(hù)理論，但這些理論與實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展適應(yīng)性不好。所以有必要進(jìn)一步深入的研究巷道圍巖礦壓規(guī)律的基礎(chǔ)上，深入探索錨桿支護(hù)理論。完善巷道錨桿的支護(hù)理論，提高選擇巷道錨桿形式和參數(shù)的科學(xué)性、實(shí)用性是促進(jìn)巷道錨桿技術(shù)發(fā)展的一個重要因素。所以，我們要借鑒先進(jìn)國家錨桿支護(hù)的工程監(jiān)控設(shè)計(jì)方法，吸收國外先進(jìn)的錨桿支護(hù)理論與設(shè)計(jì)，并結(jié)合我國工程實(shí)際情況，建立起適合我國的設(shè)計(jì)方法，從而提高錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法的實(shí)用性、科學(xué)性。

5.2 發(fā)展掘錨新機(jī)具

就目前巷道掘進(jìn)的施工工藝來說，對快速掘進(jìn)產(chǎn)生影響的主要因素有兩方面:一是掘進(jìn)鑿巖機(jī)鑿巖速度；二是圍巖穩(wěn)固程度及支護(hù)單進(jìn)速度的必要手段。它將會成為我國礦巷快速掘進(jìn)的又一新的發(fā)展方向。

5.3 錨桿支護(hù)監(jiān)測技術(shù)及設(shè)計(jì)方法的研究

錨桿支護(hù)實(shí)施于井下之后，要進(jìn)行綜合的監(jiān)測，以驗(yàn)證初始設(shè)計(jì)的可靠性和合理性，并為修正初始設(shè)計(jì)提供依據(jù)。目前，錨桿支護(hù)的綜合監(jiān)測內(nèi)容有：采用十字布點(diǎn)法監(jiān)測表面位移、錨桿測力計(jì)測量錨桿(索)錨固端部全長的工作阻力和采用頂板離層指示儀測試頂板巖層錨固范圍內(nèi)外位移值。日常監(jiān)測的內(nèi)容有：頂板離層、錨桿錨固力抽檢、錨桿預(yù)緊力矩檢測。

6 結(jié)論

總之，用錨桿支架代替棚式支架為地質(zhì)坑探巷道掘進(jìn)生產(chǎn)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。按掘進(jìn)巷道的生產(chǎn)費(fèi)用評價使用錨桿支架的技術(shù)優(yōu)越性：它比棚式支架花錢少，重量輕75%~89%，由于支護(hù)的工作量和材料運(yùn)輸勞動量的減少，提高了巷道掘進(jìn)速度，降低了單位電耗和折舊率，為地質(zhì)坑探巷道掘進(jìn)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此說運(yùn)用先進(jìn)的掘進(jìn)和支護(hù)以及巷道維護(hù)技術(shù)，對于地質(zhì)坑探找礦事業(yè)的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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地質(zhì)坑探巷道支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用與發(fā)展

■陳琪彬

P621[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-429-2