制約煤礦錨桿支護(hù)發(fā)展的主要因素及發(fā)展建議

摘要：近年來，錨桿支護(hù)技術(shù)在張集煤礦得到了廣泛應(yīng)用，但受各種因素的影響，其安全可靠性問題日益凸顯，嚴(yán)重制約錨桿支護(hù)發(fā)展。因此，我們必須要采取有效措施提高錨桿支護(hù)的安全性。本文通過分析制約煤礦錨桿支護(hù)發(fā)展的主觀與客觀因素，分別從技術(shù)與管理角度提出發(fā)展建議。

關(guān)鍵字：煤礦；錨桿支護(hù)；施工；管理

1 制約煤礦錨桿支護(hù)發(fā)展的主要因素

淮南礦業(yè)集團(tuán)公司張集煤礦位于淮南市岳張集鎮(zhèn)，煤層的賦存狀況較為復(fù)雜，自然條件差。隨著自然條件相對(duì)較好的13煤已快回采完畢，張集礦的主采煤層現(xiàn)已轉(zhuǎn)入6、8煤層。張集礦6、8煤屬典型的“三軟”煤層，煤層的頂軟、底軟，巷道受采動(dòng)影響的問題較為突出。隨著開采深度的不斷加大，巷道壓力的顯現(xiàn)也日益明顯。以上這些因素都給巷道的支護(hù)與維護(hù)帶來了很大的困難，同時(shí)也對(duì)安全生產(chǎn)造成威脅。其次還存在一些主觀因素，主要表現(xiàn)在：

現(xiàn)有錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法不完善、欠規(guī)范，一定程度上影響著錨桿支護(hù)的安全性。目前的錨桿支護(hù)理論較多。較成熟的有懸吊理論、組合巖梁作用理論、擠壓加固作用理論、圍巖松動(dòng)圈支護(hù)理論及自穩(wěn)隱形拱理論等。這些理論都具有一定的適用性和偏頗性。不能從根本上解決所有地質(zhì)條件下的巷道支護(hù)難題。而錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)則通常根據(jù)其中一個(gè)理論進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算后再輔以工程經(jīng)驗(yàn)類比法進(jìn)行。考慮的因素不全面，存在一定的片面性、盲目性，難以保證錨桿支護(hù)效果及其安全性?；趯?duì)客觀地質(zhì)條件認(rèn)識(shí)的程度不同。而依據(jù)不同的錨桿支護(hù)理論，進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，其支護(hù)的效果、支護(hù)的安全性有很大的差別。因此科學(xué)合理地進(jìn)行煤層和頂板分類，規(guī)范煤錨支護(hù)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)煤錨支護(hù)安全性亟待解決的問題，也是煤錨支護(hù)能否在更大的范圍和不同條件下推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

錨桿施工機(jī)具性能差，不僅導(dǎo)致“三徑匹配”不合理，也在一定程度上限制了錨桿預(yù)緊力。對(duì)錨桿支護(hù)安全性構(gòu)成負(fù)面影響?！叭龔狡ヅ洹辈缓侠碇苯訉?dǎo)致錨固劑與圍巖、錨桿體與錨固劑間粘接強(qiáng)度的降低，使錨固力降低，而高預(yù)拉力則可以大大提高錨桿錨固效果和頂板穩(wěn)定性。防止頂板離層。

錨桿支護(hù)施工管理水平低對(duì)錨桿支護(hù)的安全性產(chǎn)生不利影響。錨桿支護(hù)質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)煤錨支護(hù)巷道安全性的前提，只有保證施工質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有理論設(shè)計(jì)下錨支巷道的安全性。但是目前各施工隊(duì)伍生產(chǎn)管理及施工水平參次不齊，或多或少存在著求效益而不注重支護(hù)過程管理的現(xiàn)象，使錨桿支護(hù)質(zhì)量難以得到保證。

監(jiān)測(cè)手段落后，效果不好，可靠性不高，在一定程度上影響到錨桿支護(hù)的安全性。錨桿支護(hù)巷道頂板離層與錨桿受力情況的監(jiān)測(cè)是影響煤錨支護(hù)巷道安全性的又一個(gè)重要原因，而我們目前沒有可靠的頂板離層監(jiān)測(cè)辦法，錨桿受力情況無法了解，極難發(fā)現(xiàn)錨桿支護(hù)的隱患。因此，難以發(fā)現(xiàn)巷道存在隱患的空間位置。包括順巷道長(zhǎng)度方向的地點(diǎn)和圍巖內(nèi)部位置(錨固范圍內(nèi)還是錨固范圍之外)以及產(chǎn)生隱患的原因，也就無法采取有效措施避免冒頂事故的發(fā)生。

2 發(fā)展建議

2.1 技術(shù)措施

圍巖是壓力顯現(xiàn)和傳遞的介質(zhì)，是由載體轉(zhuǎn)變?yōu)橹С畜w的加固主體。特別是對(duì)6，8煤巷道這樣的直接頂均為層理、節(jié)理發(fā)育，強(qiáng)度較低的泥巖的“三軟”煤層巷道，用什么方式對(duì)其進(jìn)行加固，加固體能否承受住外載的作用，這些都必須對(duì)巖體作全面的分析才能了解。因此，先進(jìn)行工程地質(zhì)調(diào)查，弄清圍巖的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、沉積變化及其完整性是進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的第一步。

外部荷載的大小決定了加固承載體的加固方式和強(qiáng)度。影響外部載荷大小的因素主要有巷道的埋深、有無煤柱及尺寸、巷道斷面的大小及尺寸、是否受采動(dòng)影響以及是否處于構(gòu)造應(yīng)力區(qū)等，這些都是煤錨設(shè)計(jì)時(shí)所必須重點(diǎn)考慮的因素。對(duì)于具體的巷道還應(yīng)對(duì)巖體節(jié)理發(fā)育程度、沉積變化和構(gòu)造影響以及受幾次采動(dòng)影響、是采后掘還是采時(shí)掘等等作評(píng)價(jià)或更細(xì)致的調(diào)查分析。

錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法主要有工程類比法、理論計(jì)算法、數(shù)值模擬分析法。目前對(duì)錨桿支護(hù)機(jī)理的認(rèn)識(shí)還不夠完善，支護(hù)計(jì)算存在一定的局限性、片面性，尚無科學(xué)實(shí)用的設(shè)計(jì)依據(jù)來確定錨桿支護(hù)參數(shù)；因此對(duì)不同的地質(zhì)條件、不同的煤層賦存狀況、不同的巷道性質(zhì)選擇不同的支護(hù)形式和不同的支護(hù)參數(shù)。徹底改變了過去那種不論巷道條件如何變化，使用要求如何變化，而支護(hù)形式千篇一律的狀況。但這只是設(shè)計(jì)工作的開始，還需要在具體實(shí)施過程中，利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等手段，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)巷道頂板的變化情況，及時(shí)匯總，分析各方面的信息，作出修改。

動(dòng)態(tài)信息采集的過程就是巷道施工后進(jìn)行的礦壓監(jiān)測(cè)和支護(hù)變形監(jiān)測(cè)的過程。收集的信息主要包括頂板離層值，頂板下沉速度、頂?shù)装逡平考白冃嗡俾?、兩幫移近量及變形速率、液壓枕?shù)值以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用效果、破壞的部位、數(shù)量、結(jié)構(gòu)缺陷等等。通過對(duì)礦壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和支護(hù)變形情況的分析，來評(píng)判支護(hù)設(shè)計(jì)的適應(yīng)性、合理性及存在的問題，并提出修改意見，使其不斷地完善。特別需要說明的是，巷道服務(wù)期間的調(diào)查結(jié)果是對(duì)支護(hù)設(shè)計(jì)是否合理和巷道能否適應(yīng)系統(tǒng)安全生產(chǎn)需要的最終評(píng)判。而所謂的優(yōu)化設(shè)計(jì)無非是充分利用動(dòng)態(tài)的過程信息，多次修正設(shè)計(jì)，最終盡量實(shí)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)、形式和參數(shù)與支護(hù)強(qiáng)度要求的最佳匹配。

2.2 管理措施

規(guī)范錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)。針對(duì)現(xiàn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的不足，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，對(duì)巷道圍巖根據(jù)不同區(qū)域、同一區(qū)域不同地點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)、合理的地質(zhì)評(píng)估，結(jié)合地壓(巷道埋深)情況(垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力)制定出符合張集煤礦實(shí)際的具有切實(shí)性和科學(xué)性的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方案，堅(jiān)持引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化設(shè)計(jì)組合，舍得資金投入。

加強(qiáng)施工管理。首先，完善施工工藝，規(guī)范操作在不斷探索、試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，完善煤錨支護(hù)施工工藝，規(guī)范施工操作程序，保證錨桿安裝質(zhì)量，使錨桿支護(hù)及時(shí)、主動(dòng)的優(yōu)越性得以充分體現(xiàn)，是提高煤錨安全性的一個(gè)基本措施。

其次，制定技術(shù)措施，強(qiáng)化落實(shí)制定切實(shí)、科學(xué)的煤錨支護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范，完善煤錨支護(hù)工藝的基礎(chǔ)上，編制出具有針對(duì)性的施工技術(shù)措施，強(qiáng)化措施落實(shí)，是保證錨桿支護(hù)質(zhì)量，提高煤錨支護(hù)安全性的一個(gè)重要措施。

最后，完善錨桿支護(hù)質(zhì)量檢查制度，嚴(yán)格施工過程的檢查監(jiān)督完善區(qū)隊(duì)施工過程中的錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)制度，做好日常的錨桿初錨力、錨固力等檢測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量問題及時(shí)整改，是保證錨桿施工質(zhì)量，提高煤錨支護(hù)安全性又一必要的基礎(chǔ)性措施。

做好錨桿受力與頂板離層監(jiān)測(cè)。要加大資金投入購(gòu)置精度較高、實(shí)用的監(jiān)測(cè)和測(cè)試儀器，從日常觀測(cè)中隨時(shí)掌握錨桿支護(hù)受力變化情況及頂板異常情況，以便于及時(shí)處理，采取支護(hù)對(duì)策確保支護(hù)的安全性。

對(duì)觀測(cè)資料及時(shí)整理、分析、匯總，及時(shí)反饋，以便于及時(shí)進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化調(diào)整，這是提高煤巷錨桿支護(hù)安全性不可缺少的重要一環(huán)。

結(jié)束語

錨桿支護(hù)技術(shù)是一項(xiàng)貌似簡(jiǎn)單，實(shí)則復(fù)雜的系統(tǒng)工程，影響支護(hù)效果與成敗的因素很多。隨著科技進(jìn)步，錨桿產(chǎn)品的規(guī)范化、精細(xì)化的生產(chǎn)以及錨桿支護(hù)檢測(cè)技術(shù)的完善，人們對(duì)錨桿支護(hù)作用機(jī)理認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深化，錨桿支護(hù)必將成為煤礦支護(hù)最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。只要我們認(rèn)真對(duì)待，注重研究，錨桿支護(hù)將會(huì)迎來更加迅速發(fā)展的時(shí)期。

參考文獻(xiàn)

[1]陳炎光，陸士良．中國(guó)煤礦巷道圍巖控制[M]．徐州．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社．1994．

[2]侯朝炯，郭勵(lì)生，勾攀峰，等．煤礦巷道錨桿支護(hù)[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社．1999．