蔡國彬

摘要：支護參數(shù)設(shè)計是實現(xiàn)巷道穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在，當支護形式確定后，參數(shù)設(shè)計正確與否將直接影響支護效果和經(jīng)濟效益。為支護參數(shù)設(shè)計所提供的支護強度不夠，即使支護形式是合理的，也不能控制巷道圍巖的變形和破壞，最終導致巷道不得不翻修，影響正常生產(chǎn)和經(jīng)濟效益；錨桿支護巷道圍巖礦壓顯現(xiàn)規(guī)律也有差異；筆者以某礦現(xiàn)場觀測的數(shù)據(jù)表明，典型的礦壓顯現(xiàn)現(xiàn)有三種情況；巷道水平變形大（兩幫相對移近量達）；巷道底鼓變形大；巷道垂直變形大。

關(guān)鍵詞：煤巷；錨桿支護；圍巖分析

錨桿支護具有同傳統(tǒng)的被動支護完全不同的支護特性，它具有主動支護和加固圍巖，以及保持圍巖完整性，減少圍巖位移，同時還具有支護費用低廉的特點，但是，錨桿支護只有在一定的生產(chǎn)和地質(zhì)條件下才能取得理想的支護效果。即將圍巖暴露后沒有產(chǎn)生大面積的松動破壞和片幫冒頂現(xiàn)象，在某種程度上仍保持為一個整體。在此前提條件下進行安裝錨桿，使圍巖體得以加固。現(xiàn)場實踐表明，盲目使用錨桿支護導致圍巖破壞，造成損失，影響生產(chǎn)。因此，必須進一步改革錨桿支護形式，使之提高使用效果，充分發(fā)揮錨桿支護的優(yōu)越性。

一、錨桿支護在煤層中的應(yīng)用

雖然是同一煤層，采取同一種支護方式，但地質(zhì)條件有所不同，支護效果卻不同。一般情況下，直接頂為深灰色細砂巖，厚4～5 米，成分石英及暗色巖屑，呈條帶狀；沖涮帶內(nèi)為砂礫巖；偽頂為深灰色砂質(zhì)泥巖，厚度為0～1.5米，硅質(zhì)成分，含植物根化石，底板為深灰色砂質(zhì)泥巖，厚度為1～1.5米，硅質(zhì)成分，含植物葉化石。成巷期間巷道圍巖很穩(wěn)定；由此可知，圍巖暴露出來后，通過支護，基本保證了巖體的完整性，較適應(yīng)錨桿支護，但是水平變形較大，這主要是由于兩側(cè)煤體比頂、底板弱，穩(wěn)定性差造成的，應(yīng)當加強幫錨桿支護，如增加幫錨桿長度，增加幫錨桿密度等，改變上下兩排幫錨桿角度，使這兩排幫錨桿盡量錨固在頂、底板里。

還有一種情況，直接頂為灰色粉砂巖—砂質(zhì)泥巖，厚為1.8米，硅質(zhì)膠結(jié)，砂泥質(zhì)成分，含大量植物化石，上部有一層厚0.2～0.8米的煤線；偽頂為深灰色砂質(zhì)泥巖，厚0.1～0.5米，泥質(zhì)成分，含植物根化石。在此條件下，同樣采取了常規(guī)錨桿支護方法，可效果卻完全不同，成巷期間很不穩(wěn)定。表2是巷道掘進期間的礦壓觀測數(shù)據(jù)。不難看出，圍巖暴露后，自穩(wěn)時間短，未能通過錨桿支護將圍巖加固成一個整體，松散范圍逐漸擴大，從而造成破壞區(qū)巖體的殘余強度也逐漸喪失，直至產(chǎn)生冒落。T1451風道掘進期間，其礦壓顯現(xiàn)待掘時，長10米的巷道突然垮落下來，從上頂觀察來看，錨桿上段來看未能錨在堅固的巖體中，而是錨在了軟弱的煤線上，所以在此條件下不適應(yīng)常規(guī)錨桿支護，應(yīng)該在設(shè)計上根據(jù)具體情況，采取全錨，加密錨索等。

二、巷道礦壓顯現(xiàn)的特點

（一）暴露圍巖的自穩(wěn)時間短

松軟破碎圍巖在掘進過程中，工作面前方就開始形成破壞區(qū)，圍巖暴露出來后，未能及時支護，從而造成破壞區(qū)巖體的殘余強度逐漸喪失，直至產(chǎn)生冒落。片幫等現(xiàn)象。五煤層水平變形大，就是反映了兩幫錨桿支護滯后，忽視了護頂先護幫的原理；八、九合區(qū)煤層以底鼓變形大，同樣反映了由于弱面的存在，支護也未能跟上。因此，自穩(wěn)時間的長短是決定掘進巷道錨桿支護的主要因素。

（二）圍巖從四周向巷道內(nèi)移動

巷道一旦被挖掘后，就會失去原巖應(yīng)力狀態(tài)，支護就是抵抗圍巖失去平衡的支護結(jié)構(gòu)體，因為破壞區(qū)是環(huán)繞巷道四周的，故圍巖暴露后，頂、底板和兩幫向巷道內(nèi)移動。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)說明，支護后，錨桿與圍巖的接觸條件和支護的結(jié)構(gòu)特點決定著圍巖與錨桿支護的變形和破壞特征。對圍巖來說，哪一部分圍巖強度較弱，該部分的移動變形量就越大，成巷后的圍巖變形首先要在弱的一面發(fā)生。另外，哪一部分沒有支護或支護較弱，該部分的移動量就較大，甚至發(fā)生破壞。所以對軟巖巷道來說，那種認為哪一方向變形破壞嚴重，哪一方面圍巖壓力較大的看法是不全面的。

（三）圍巖流變形顯著，趨于穩(wěn)定的時間長，圍巖的移動量范圍較大

由統(tǒng)計數(shù)字表明，錨桿支護引起巷道周圍的應(yīng)力重新分布，拱型支護 巷道一般影響范圍為80米，穩(wěn)定時間為11天左右；從支護與圍巖作用分析來看，拱型支護只是等勁，帶破壞區(qū)向巷道四周移動過程中逐漸作用在支架上，然后支架才起作用，是一種被動支護；在巷道周邊處環(huán)向集中應(yīng)力最大，向著圍巖深處逐漸降低，而圍巖強度高低情況則相反，實際上，任何一點的應(yīng)力一旦達到或超過巖體強度，巖體就會發(fā)生破壞，同時最大集中就移向巖體深處，趨于穩(wěn)定的時間越長；錨桿支護巷道影響范圍小，一般40米穩(wěn)定時間在3天左右，由此可知，錨桿支護可以將巖體加固成一個完整的巖體，這是筑成增加抵抗能力的主動支護，所以使用圍巖內(nèi)的應(yīng)力處處都不超過巖體的登時強度，致使圍巖達穩(wěn)定狀態(tài)。

三、五點建議

（一）綜上所述，對煤巷錨桿支護巷道根據(jù)圍巖的工程性質(zhì)和礦壓顯現(xiàn)特點，通過對圍巖變形的監(jiān)測，按具體情況采取各種支護措施控制和提高包括破壞區(qū)以內(nèi)的巷道圍巖強度和穩(wěn)定性，使巷道在服務(wù)區(qū)內(nèi)不需要進行維修。

（二）提高圍巖的自穩(wěn)能力，如對松軟的頂板或煤體采用拱頂形式支護。

（三）及時支護，防止破化區(qū)域面積增大。如兩幫錨桿支護應(yīng)與頂錨桿支護同步進行，才能保證圍巖的穩(wěn)定，滯后必須有專人緊固螺絲。

（四）采用閉和式錨桿支護關(guān)鍵是控制底鼓，并使錨桿有足夠的承載能力。如采用帶低拱的錨桿支護，或改變錨桿設(shè)計，控制底板變形或變形范圍，以達到有利于幫、頂錨桿支護的穩(wěn)定。

（五）錨桿支護必須保證圍巖均勻受力。endprint