煤巷錨桿支護(hù)在實際工作中的安全可靠性分析及對策

李振 陳亞

摘要：目前煤巷圍巖的錨桿支護(hù)率從全國來講還比較低，通過不同條件下煤巷錨桿支護(hù)效應(yīng)觀察及對錨桿作用的分析，認(rèn)為不同圍巖條件下錨桿支護(hù)作用顯現(xiàn)異性，同時闡述煤巷錨桿支護(hù)形式選擇的可行性和可靠性，并且在煤礦巷道錨桿支護(hù)中對其進(jìn)行應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤巷 支護(hù)參數(shù) 錨桿支護(hù)形式

1 概述

煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的理論和實踐日趨成熟，是井巷支護(hù)技術(shù)改革的結(jié)果。在創(chuàng)建安全高效礦井的過程中，煤巷錨桿支護(hù)是一項必要的支撐技術(shù)。當(dāng)前隨著科技的發(fā)展，煤炭開采深度不斷增加，巷道斷面也在逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致巷道壓力不斷加大，在這種情況下，時常發(fā)生冒頂事故，其原因主要是錨桿支護(hù)存在問題。

2 影響煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性的因素

2.1 設(shè)計方法

根據(jù)圍巖的巖性，以及巖體結(jié)構(gòu)等，對支護(hù)形式進(jìn)行確定，這是設(shè)計錨桿的基礎(chǔ)所在。對于巖體的巖性和頂板的結(jié)構(gòu)，有時一種支護(hù)形式作用明顯，有時另一支護(hù)方式起關(guān)鍵作用。在支護(hù)原理、錨桿支護(hù)參數(shù)等方面，目前，還沒有統(tǒng)一的計算方法。例如，設(shè)計支護(hù)是按照采動影響時的支護(hù)難度，還是按照采動影響前的使用要求。由于設(shè)計思想不同，那么設(shè)計結(jié)果就會產(chǎn)生差異性。

2.2 預(yù)測地質(zhì)條件

對于巷道圍巖來說，由于該地質(zhì)體比較復(fù)雜，因此在巷道布置，以及支護(hù)設(shè)計的過程中，需要充分的了解各類圍巖的地質(zhì)條件。如果圍巖由于壓力大，而不能進(jìn)行自穩(wěn)時，在這種情況下，需借助支護(hù)、加固的方式對圍巖進(jìn)行控制，進(jìn)一步確保巖體的穩(wěn)定性，為生產(chǎn)的安全性奠定基礎(chǔ)。在實際生產(chǎn)過程中，對于支護(hù)很少進(jìn)行測試，設(shè)計支護(hù)的過程中都是理想化。一旦地質(zhì)條件發(fā)生變化，不能及時發(fā)現(xiàn)各種弱面，在這種情況下，容易發(fā)生頂板事故。

2.3 錨桿施工質(zhì)量

目前在錨桿支護(hù)過程中，樹脂錨固劑應(yīng)用范圍比較廣泛，為了提高錨桿的預(yù)拉力，通常情況下需要確保錨桿的施工質(zhì)量。對于高預(yù)拉力錨桿來說，在施工過程中，受施工設(shè)備、施工工藝、人員素質(zhì)等因素的影響和制約往往難以實現(xiàn)。進(jìn)行施工時，因鉆孔深度不夠，造成錨桿外露長度過長，同時托板與巖面不能貼緊，進(jìn)而在一定程度上降低了預(yù)拉力；反之，在孔底積聚錨固劑，減少了錨桿的實際錨固長度，達(dá)不到設(shè)計要求。

2.4 工程監(jiān)測

目前，頂板離層指示儀在煤礦中得到廣泛使用，該設(shè)備可以通過不同的顏色段連續(xù)、直觀地顯示頂板錨固范圍內(nèi)、外離層的情況，進(jìn)而便于井下作業(yè)人員對頂板變化情況進(jìn)行隨時的觀測，采取必要的加固措施，對發(fā)現(xiàn)的頂板失穩(wěn)進(jìn)行處理。如何確定頂板離層的界限問題在實踐中比較普遍，由于巷道施工條件存在差異，對于同一條巷道來說，受圍巖強度、結(jié)構(gòu)、位移變化等因素的影響和制約，使得頂板離層界限值的大小很難確定。

3 煤巷錨桿支護(hù)面臨的問題

3.1 科學(xué)合理的動態(tài)設(shè)計方法

實際工作過程中，理論計算為支護(hù)設(shè)計提高參考依據(jù)，同時輔以工程類比、巷道動態(tài)監(jiān)測等，對頂板的變化情況、兩幫的位移量等進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測。進(jìn)行工程設(shè)計之前，支護(hù)設(shè)計需要依據(jù)理論計算，同時調(diào)查分析圍巖的地質(zhì)條件、巖體強度、松動圈、采動影響程度、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律等因素，必要的情況下，需要測試原巖的應(yīng)力大小和方向，并且對信息進(jìn)行匯總、分析和反饋，進(jìn)而便于對支護(hù)參數(shù)進(jìn)行及時的調(diào)整。

3.2 做好地質(zhì)預(yù)測預(yù)報工作

對圍巖強度、結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力大小及方向、圍巖位移及破壞范圍等，通過采用先進(jìn)的設(shè)備、技術(shù)等進(jìn)行測試，進(jìn)一步熟悉煤層圍巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，同時對井下生產(chǎn)地質(zhì)資料進(jìn)行認(rèn)真分析。一是合理利用和充分發(fā)揮巖體強度。避免巖石強度的損壞，充分發(fā)揮巖體本身的承載能力，對巖體質(zhì)量較差時，可以采用錨固、注漿等方法來加固巖體。二是改善圍巖應(yīng)力條件。選擇合理的巷道斷面形狀、尺寸、位置及方向，對一些應(yīng)力集中的區(qū)域，通過鉆孔或爆破甚至專門開挖卸壓硐室。三是合理支護(hù)。通常情況下，合理的支護(hù)主要包括：支護(hù)的形式、剛度、時間、受力等，確保支護(hù)的合理性和經(jīng)濟(jì)性。四是強調(diào)監(jiān)測和信息反饋。通過圍巖在施工中的反響來判斷施工所引起的巖體效應(yīng)和推測以后可能出現(xiàn)的變化規(guī)律。

3.3 高錨桿預(yù)拉力

廣泛應(yīng)用高性能錨桿，一方面錨桿安裝方便，降低摩擦力，提高預(yù)拉力，另一方面將安裝的施工質(zhì)量進(jìn)行直觀的顯示。在對錨桿進(jìn)行支護(hù)的過程中，使用大扭矩的錨桿施工設(shè)備，進(jìn)而確保錨桿的安裝質(zhì)量。

3.4 加強煤巷錨桿支護(hù)工程監(jiān)測

在實際生產(chǎn)中，多種因素影響錨桿支護(hù)巷道頂板離層，按照要求安裝監(jiān)測儀器，發(fā)揮監(jiān)測設(shè)備的作用。綜合考慮錨桿的受力情況、巷道表面位移等因素，為巷道安全性、可靠性提供判斷的依據(jù)。

4 結(jié)論

實踐表明，提高認(rèn)識，講究科學(xué)，從本礦區(qū)的實際出發(fā)，探索合理科學(xué)的錨固技術(shù)形式和技術(shù)參數(shù)，加強錨固支護(hù)的技術(shù)管理，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，直接關(guān)系到安全生產(chǎn)和錨桿支護(hù)的成敗。

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