淺談高強(qiáng)錨桿在深部煤礦巷道支護(hù)中的應(yīng)用

李勇強(qiáng)++臺(tái)洪斌

摘 要：隨著煤礦開采業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦開采的技術(shù)不斷得到提高，開采的深度也越來越深，開采難度的增大在很大程度上就對(duì)現(xiàn)有的煤礦開采手段提出了更高的要求。為了適應(yīng)當(dāng)前深部煤礦開采的需要，保證深部煤礦巷道的穩(wěn)定性，我們必須尋求新的開采措施和手段，提高煤礦開采水平及進(jìn)度。

關(guān)鍵詞：煤礦 高強(qiáng)錨桿 巷道支護(hù) 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（b）-0085-01

煤礦開采進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及煤礦開采難度的不斷增加使得原有的煤礦開采技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)無法適應(yīng)目前的行業(yè)形勢(shì)，勉強(qiáng)通過原有手段進(jìn)行深部煤礦開采可能會(huì)造成深部巷道的穩(wěn)定性受到影響[1]?？v然將錨桿的長度再延長也無法保證取得良好的支護(hù)效果。經(jīng)過深入分析和研究，我們發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)錨桿在支護(hù)過程中能通過其強(qiáng)大的約束力取得較好的支護(hù)效果，提高深部煤礦巷道的支護(hù)質(zhì)量。本文通過對(duì)高強(qiáng)錨桿的應(yīng)用原理進(jìn)行分析，將其與普通錨桿做對(duì)比，總結(jié)了高強(qiáng)錨桿的特點(diǎn)和施工程序，并對(duì)整個(gè)高強(qiáng)錨桿支護(hù)過程的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了評(píng)估，供大家研究探討。

1 高強(qiáng)錨桿支護(hù)作用原理探析

高強(qiáng)錨桿通過增加預(yù)應(yīng)力，把深部煤礦巷道中的被動(dòng)支護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)，大大增加了錨桿的承載力，在深部巷道開挖完畢后圍巖未發(fā)生或很少發(fā)生變形的狀態(tài)下，通過鉆、裝、錨一系列施工技術(shù)，對(duì)高強(qiáng)錨桿進(jìn)行大扭矩預(yù)應(yīng)力安裝，在短時(shí)間內(nèi)提供支護(hù)，把載荷體迅速轉(zhuǎn)換為承載體，有效加固深部巷道的頂板，促使深部煤礦巷道四周的幾根錨桿相互間的巖體產(chǎn)生擠壓作用從而構(gòu)造出一個(gè)高強(qiáng)度的支護(hù)加固組合結(jié)構(gòu)。高強(qiáng)錨桿的使用在加強(qiáng)錨固體自身強(qiáng)度的同時(shí)有效改變其力學(xué)參數(shù)和應(yīng)力狀態(tài)，在一定程度上可以防止錨固體發(fā)生嚴(yán)重變形，加強(qiáng)錨固周圍區(qū)域巖體的穩(wěn)定性。此外，錨固工作進(jìn)行之前要盡量減少巖體的位移，保證圍巖的穩(wěn)定。在普通狀況下，巖體發(fā)生的位移的減小可以增加其承受應(yīng)力，而高強(qiáng)錨桿通過增加錨桿對(duì)圍巖的約束力能夠有效防止或減輕位移程度。

2 高強(qiáng)錨桿與一般錨桿的比較分析

隨著煤礦開采技術(shù)的不斷進(jìn)步，高強(qiáng)錨桿和一般錨桿支護(hù)的安裝質(zhì)量都得到了一定程度提高，但是與普通錨桿相比，高強(qiáng)錨桿支護(hù)的安裝手段及技術(shù)有很多新的特點(diǎn)。首先，高強(qiáng)錨桿支護(hù)具有較好的牢固性和穩(wěn)定性，在進(jìn)行支護(hù)時(shí)比較少出現(xiàn)松動(dòng)的情況，普通錨桿在使用時(shí)很容易受到放炮震動(dòng)的影響，而高強(qiáng)錨桿在支護(hù)過程中受其震動(dòng)的影響則大大減弱[2]。其次，由于高強(qiáng)錨桿具有預(yù)應(yīng)力強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，這就有效地提高了錨桿對(duì)巖體的約束力度，在一定程度上防止圍巖發(fā)生嚴(yán)重變形。另外，跟其他類型的錨桿相比，高強(qiáng)錨桿以其高預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)了明顯降低支護(hù)密度的目的。再次，由于高強(qiáng)錨桿的安裝在技術(shù)上的要求較高，必須要通過相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備才能完成安裝，這就有效避免了人工安裝可能會(huì)帶來的不準(zhǔn)確性和隨意性，在一定程度上保證了支護(hù)安裝的質(zhì)量，為錨桿預(yù)應(yīng)力的充足提供保障。最后，高強(qiáng)錨桿的桿體螺紋具有一定的特殊性，普通全螺紋鋼錨桿上的螺紋方向是往右邊方向旋的，而高強(qiáng)錨桿則與之相反，高強(qiáng)錨桿的左旋特點(diǎn)有利于實(shí)現(xiàn)錨桿的右旋安裝，這就為錨固劑的攪拌工作提供了便利，有效提高了錨固段的密實(shí)性，保證顯著的錨固效果。

3 高強(qiáng)錨桿在深部煤礦巷道的施工工藝研究

首先，在深部煤礦巷道的頂板處選擇一個(gè)明確的單軌吊方向，確定錨桿的具體位置，打一個(gè)D30 mm，深度為（2200±30） mm的鉆孔，在錨桿鉆孔工作完成后，把3支錨固劑放置到孔中，以達(dá)到更好的錨固作用，3只錨固劑中兩支為Z2360，剩下1只為K2335，錨固長度為1500 mm；對(duì)錨固劑進(jìn)行攪拌工作，等待錨固劑徹底凝固；在錨桿打設(shè)完成后，把工字鋼小梁套于兩支錨桿上，注意其與頂板要保持70 mm的間距，接著上上墊板和螺母，預(yù)緊至設(shè)定好的位置；對(duì)工字鋼小梁的間距進(jìn)行控制，把誤差限制在±50 mm范圍內(nèi)；如果巷道頂板出現(xiàn)明顯不平衡現(xiàn)象，則應(yīng)合理調(diào)整兩根錨桿的位置，盡可能地保證兩根錨桿露在外面的長度一致，從而為工字鋼的安裝提供便利；假如實(shí)在找不到良好的錨桿位置，則采取打錨索的手段開展錨桿懸吊工作；在錨桿安裝過程中要盡量保證施工質(zhì)量，如出現(xiàn)不合格錨桿，尤其是在攪拌工作中發(fā)現(xiàn)錨桿不符合標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)馬上實(shí)行補(bǔ)打，不可以將補(bǔ)打工作推到下一班進(jìn)行。

4 高強(qiáng)錨桿在深部煤礦巷道應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)分析

首先，高強(qiáng)錨桿的應(yīng)用可以大大提高巷道安全性。由于高強(qiáng)錨桿的支護(hù)形式是以全長錨固和及時(shí)支護(hù)為重點(diǎn)，這就有利于保持頂板巖層的完整，增加巖層的剛度，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)頂板早期離層現(xiàn)象實(shí)施控制，有效保障了巷道巖體的穩(wěn)定性，減少巷道在服務(wù)時(shí)間內(nèi)的維修頻率。其次，高強(qiáng)錨桿的應(yīng)用可以大幅度加快巷道挖掘進(jìn)程。高強(qiáng)錨桿通過新型施工技術(shù)工藝有效解決了一般錨桿支護(hù)的工序繁多的問題，將頂板錨桿鉆孔、樹脂藥卷的攪拌和錨桿的安裝有效一體化，切實(shí)避免了過去采用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行煤礦切割帶來的不良影響，同時(shí)減少了錨桿鉆孔安裝的不平衡情況。而且，高強(qiáng)錨桿支護(hù)還可以減少錨桿密度，進(jìn)而減輕施工任務(wù)量，在先進(jìn)的施工機(jī)械的協(xié)助下，促進(jìn)了成卷速度的快速提高。最后，高強(qiáng)錨桿支護(hù)工藝可以顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。顯而易見的，通過高強(qiáng)錨桿支護(hù)可能會(huì)使施工材料消耗量有所增長，但是高強(qiáng)錨桿的應(yīng)用可以大大加速巷道挖掘進(jìn)程，同時(shí)顯著降低巷道維修的頻率，而且還能大大增加深部煤礦巷道的安全程度，保證煤礦開采工作順利開展，達(dá)到減少人力物力投入的目的，進(jìn)而增加單位面積采煤面的產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段，高強(qiáng)錨桿在深部煤礦巷道中的應(yīng)用開始慢慢推廣，高強(qiáng)錨桿支護(hù)在深部煤礦巷道煤礦開采中具有有效防止巷道圍巖發(fā)生嚴(yán)重變形的作用，而且還可以加強(qiáng)錨固周圍區(qū)域巖體的穩(wěn)定性。在深部煤礦巷道中采用高強(qiáng)錨桿支護(hù)可以大大提高巷道在服務(wù)期間的安全程度，保證煤礦開采工作人員的人身安全和工作安全。高強(qiáng)錨桿安裝和應(yīng)用中采用的新技術(shù)和新工具在很大程度上促進(jìn)了巷道挖掘的高速度，改變了過去錨桿安裝工序繁復(fù)的弊端，有效減少施工工作量，進(jìn)而給企業(yè)和單位節(jié)省了大量的人力物力，切實(shí)提高其經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 李金朋，何善義.經(jīng)錨桿在煤礦巷道支護(hù)中的應(yīng)用[J].硅谷，2012，10（5）：111-112.

[2] 康紅普，王金華，林健，等.煤礦巷道錨桿支護(hù)應(yīng)用實(shí)例分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，20（4）：345-346.endprint