煤礦錨桿支護技術及工藝研究分析

【摘要】錨桿支護技術是確保煤礦巷道安全的重要保護措施之一。實際生產(chǎn)中要立足于錨桿支護技術原理，嚴格遵守設計工藝，為煤礦巷道工作面的安全提供確切保障。

【關鍵詞】錨桿支護；巷道安全；原理；工藝

錨桿支護是煤礦開采中應用于巷道支護的重要技術，在我國許多煤礦開采區(qū)都有應用，平均使用率高達70%以上，對于煤礦開采工作而言有重要意義，在應用中取得了很好的經(jīng)濟效益和技術效益。目前國內(nèi)煤礦的錨桿支護技術有著較大進步，各種材料的錨桿層出不窮，這些錨桿構造與機理各自不同，大量的實踐已經(jīng)證明了其在煤礦巷道支護中效果較好，應有極高的應用價值。下面我們對煤礦錨桿支護技術與工藝進行研究分析。

一.錨桿支護技術原理

錨桿支護技術目前是以擴容-穩(wěn)定理論為基礎，這種理論的融合與運用代表了錨桿支護的實質(zhì)，也使其在實踐中擁有更廣闊的發(fā)展空間，尤其是在煤礦巷道支護中。

煤礦巷道內(nèi)巖層變形和破壞規(guī)律隨著時間進展會出現(xiàn)不同變化，面對這種持續(xù)變化的情形，錨桿支護在不同受力階段展現(xiàn)出的受力特點能夠完美解決這個問題。錨桿支護早期，其主要作用在于阻止巖石破碎掉落和抑制圍巖擴容及離層，降低其受到擠壓出現(xiàn)彎曲和壓曲的可能性，從理論上來說，錨桿安裝的時機越合適，支護效果越好，預緊力越大。

隨著開采工作的持續(xù)進行，開采工作和時間都會使巷道內(nèi)圍巖情況破壞加重，面對這種情況，錨桿在巖層中能夠通過深入穩(wěn)定巖層來確保受破壞區(qū)域和穩(wěn)定層緊密相鄰，阻止巖層碎落，提供徑向和切向約束力，提高巷道內(nèi)巖層承載力，更好的支援開采工作。有些錨桿在不深入穩(wěn)定巖層時，會在被破壞區(qū)域內(nèi)形成次生承載曾，阻止進一步的破壞、擴容和離層，使圍巖承受的應用均勻分布和內(nèi)移[1]。

在煤礦開采巷道內(nèi)，次生承載層的存在有重要意義，其厚度是不斷變化的，一旦小于巷道本身尺寸，便會出現(xiàn)壓曲和彎曲失穩(wěn)現(xiàn)象，錨桿支護對次生承載層的保護作用此時體現(xiàn)得淋漓盡致。它與鋼筋托梁互相組合形成一個有效的支護系統(tǒng)，避免區(qū)域內(nèi)巷道地質(zhì)發(fā)生較大變動。

二.錨桿支護設計工藝

錨桿支護設計的工藝與煤礦巷道地質(zhì)情況關系密切，因此，設計之前首先要做好地質(zhì)力學的評估工作，在現(xiàn)場地質(zhì)條件調(diào)查的基礎上，對巷道圍巖進行力學測定（如短錨拉撥實驗等）判斷能否進行錨桿支護及其難易程度，以便提供全面的地質(zhì)學資料對巷道支護方案進行分析探究。煤礦錨桿支護設計程序為巷道圍巖分類→初步設計→監(jiān)測分析→優(yōu)化設計，只有在初期準確分類圍巖，才能夠進行后續(xù)工作。錨桿支護是一項涉及多種動態(tài)變化因素的技術設計工作，因此，要嚴格遵循動態(tài)設計思想，根據(jù)具體地質(zhì)條件進行設計，即使是同一礦井的同一煤層也要具體設計支護形式和參數(shù)。錨桿支護工藝如圖1所示。

錨桿的初期設計要嚴格遵循三原則，比如應盡量采用矩形斷面，在滿足通風、運輸、行人的前提下，巷道的設計高度和寬度還應預留適當?shù)淖冃瘟?；選擇性能穩(wěn)定、技術含量高、符合企業(yè)標準的錨桿和支護產(chǎn)品；設計方法有工程類比法、理論計算法或借助數(shù)值模擬等及設計的時候要充分考慮相似巷道的條件差異，做好因地設計。對難維護復雜條件的支護設計，要以提高支護強度和支護等級思想為主，比如對大跨度、交岔點、軟弱破碎不穩(wěn)定圍巖，應采用加長或全長錨固、錨帶索、桁架等聯(lián)合支護方式，在實踐中積極解決問題，提供支護效果。煤礦巷道錨桿支護技術施工中要嚴格遵循“五不準”操作制度，比如對有隱患巷道斷面堅決不施工，錨固劑、錨桿桿體及其附件質(zhì)量不過關不使用。以鉆爆法施工為例，施工時現(xiàn)場必須有完善的爆破控制措施，且煤礦巷道留足足夠的手工刷部分，根據(jù)硬度決定預留情況，一般不小于500米，最大限度減少爆破破壞力，保護巷道成型。安裝前所有錨桿眼都要用壓風掃孔，清除積水、巖渣。并對使用的錨桿和錨固劑等材料進行檢查，不合格的材料或過期變質(zhì)的錨固劑嚴禁使用確保工程質(zhì)量[2]。安裝時嚴格遵守“初錨力第一”理念，使用錨桿鉆機或其它專用錨桿安裝機具，用快速安裝工藝確保一次性完成，禁止使用風錘攪拌方法或者錘擊安裝。在安裝完畢之后，要加強監(jiān)測，通過日常監(jiān)測和綜合監(jiān)測修正、驗證錨桿支護設計與效果，規(guī)避不良影響因素，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取必要措施，以保護巷道的安全?？傊?，在煤礦錨桿的設計與安裝中要綜合考慮各方因素，確保巷道支護能夠順利實現(xiàn)，為煤礦開采和生產(chǎn)提供安全的作業(yè)環(huán)境。

煤礦錨桿支護技術的應用能夠為確保巷道安全提供充分的保障，實際生產(chǎn)中要嚴格遵守設計規(guī)范，提升安裝工藝，積極降低生產(chǎn)安全隱患，為煤礦生產(chǎn)提供一個有保障的安全環(huán)境。

參考文獻

[1]李世海.錨桿支護在巷道加固中的應用[J].硅谷，2011（16）.

[2]朱偉，王進龍，宗鳳龍.錨帶網(wǎng)索支護技術在大斷面切眼施工中的應用[J].煤礦現(xiàn)代化，2011（04）.