煤巷錨桿支護(hù)的關(guān)鍵理論與技術(shù)

魏澎灝

【摘 要】 對(duì)于煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，在煤礦開(kāi)采工作中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用；錨桿安裝之后，能夠?yàn)閲鷰r提供所需的支護(hù)阻力，進(jìn)一步使圍巖的穩(wěn)定性得到有效保障。本課題筆者重點(diǎn)對(duì)煤巷錨桿支護(hù)的關(guān)鍵理論與技術(shù)進(jìn)行了分析，希望以此為圍巖支護(hù)效果的完善提供一些具有價(jià)值性的參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 煤巷錨桿支護(hù) 關(guān)鍵理論 技術(shù)

基于煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，支護(hù)是非常重要的一部分，主要在冒頂片幫方面有著輔助作用。通常情況下產(chǎn)生冒頂片幫存在兩大方面的原因。一方面對(duì)于支護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，會(huì)對(duì)頂板支護(hù)充分重視，在頂板支護(hù)效果優(yōu)良的情況下，一般不會(huì)對(duì)巷幫支護(hù)多加考慮[1]。另一方面，基于生產(chǎn)管理上，在技術(shù)及質(zhì)量方面管理通常會(huì)存在缺失的情況，如果頂板巖石性質(zhì)產(chǎn)生變化，而工作人員不能夠第一時(shí)間將信息向技術(shù)部門(mén)反饋，則便會(huì)引發(fā)頂板事故。鑒于此，本課題對(duì)“煤巷錨桿支護(hù)的關(guān)鍵理論與技術(shù)”進(jìn)行分析與探究具有較為深遠(yuǎn)的重要意義。

1 煤巷錨桿支護(hù)的關(guān)鍵理論分析

對(duì)一些傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)理論來(lái)說(shuō)，比如懸吊、組合梁及組合拱等，通常是以具有彈性特點(diǎn)的完整巖體為依據(jù)，進(jìn)一步對(duì)理論進(jìn)行提出。并且，所提出的理論在特殊的條件下業(yè)非常適用。但是，如果圍巖屬于峰后或殘余強(qiáng)度的破裂巖體，那么對(duì)于錨桿支護(hù)的作用機(jī)理利用以上理論是無(wú)法進(jìn)行解釋的。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有部分學(xué)者對(duì)錨桿支護(hù)對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)的改變進(jìn)行了探究，但只是對(duì)巖石在峰前彈性情況下一些方面的作用進(jìn)行了研究，比如內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力等，對(duì)于巖石在峰后的狀況卻沒(méi)有做過(guò)多研究。

以巷道圍巖中等穩(wěn)定條件為參考依據(jù)，并結(jié)合理論研究及相關(guān)計(jì)算，可以得到下述結(jié)論：

（1）對(duì)于錨固體來(lái)說(shuō)，在破壞前后許多參數(shù)會(huì)隨著錨桿支護(hù)的強(qiáng)度增加而升高，這些參數(shù)包括內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力、錨固體極限強(qiáng)度及殘余強(qiáng)度[2]。與此同時(shí)，對(duì)于內(nèi)聚力及錨固體殘余強(qiáng)度，破壞后與破壞前比較，有著明顯的提升趨勢(shì)。

（2）基于破裂巖體當(dāng)中的布置錨桿，使巖體當(dāng)中的錨固體極限強(qiáng)度及殘余強(qiáng)度得到了有效強(qiáng)化，其中殘余強(qiáng)度強(qiáng)化效果高于極限強(qiáng)度，極限強(qiáng)度與殘余強(qiáng)度之間的比值在1.06至1.13之間，顯然這能夠使破裂巖體更具穩(wěn)定性。

（3）基于破裂巖體當(dāng)中的錨固體極限強(qiáng)度及殘余強(qiáng)度會(huì)隨著錨桿支護(hù)強(qiáng)度的增多而逐漸增強(qiáng)，在增強(qiáng)到一定程度使，便能夠?yàn)閲鷰r的穩(wěn)定提供依據(jù)。

2 煤巷錨桿支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 巷道圍巖力學(xué)測(cè)試技術(shù)

對(duì)于巷道圍巖力學(xué)測(cè)試來(lái)說(shuō)，主要涵蓋了三方面的內(nèi)容：其一為原巖應(yīng)力；其二為結(jié)構(gòu)測(cè)量；其三為煤巖體強(qiáng)度。在地應(yīng)力測(cè)量方面，井下通常使用兩種方法，一種為應(yīng)力解除法，還有一種為水壓致裂法。在煤巖體結(jié)構(gòu)測(cè)量方面，通常會(huì)利用到礦用電子鉆孔窺視儀，它最主要的作用便是能夠快捷且精準(zhǔn)地對(duì)煤巖體當(dāng)中的層理及裂隙進(jìn)行觀測(cè)。在煤巖體強(qiáng)度測(cè)試方面，所利用到的是鉆孔觸探法，使用該方法能夠?qū)γ簬r體的抗壓強(qiáng)度快捷及精準(zhǔn)地測(cè)量出來(lái)。

2.2 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方案

對(duì)于煤礦巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，通常使用動(dòng)態(tài)信息設(shè)計(jì)方法。該方法屬于一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，能夠?qū)μ峁┑男畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)收集，并及時(shí)反饋，然后進(jìn)行整體分析。在錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)錨桿和錨索支護(hù)各構(gòu)件間的匹配關(guān)系充分處理，以此使礦井的支護(hù)效果更具優(yōu)良性。對(duì)于錨桿托板、螺母來(lái)說(shuō)，需要和桿體的強(qiáng)度相匹配，同時(shí)桿體需要和錨固劑擁有的力學(xué)性能相匹配。對(duì)于預(yù)應(yīng)力錨索來(lái)說(shuō)，基于煤巷當(dāng)中，需要與錨桿支護(hù)相匹配，同時(shí)可適當(dāng)將支護(hù)強(qiáng)度增加，以此使錨桿支護(hù)的可靠性得到有效提升。對(duì)于錨桿，其長(zhǎng)度、數(shù)量均需要與實(shí)際工程要求相符合。并且，在錨桿自由段的選擇方面，需要以不同礦井頂板的巖性及直接頂為依據(jù)，進(jìn)而選擇合理的老頂厚度，同時(shí)錨桿自由段還需要與終孔條件相符合，具體表現(xiàn)為：選擇合理的入微風(fēng)化巖長(zhǎng)度，在錨桿桿體材料的選擇上，主要選取4×7φ5鋼絞線(xiàn)，其型號(hào)為低松弛型；另外，還需要滿(mǎn)足其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。對(duì)于剛度及護(hù)表面積較大的W型鋼需和組合構(gòu)建相配套。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，最好使用強(qiáng)度及剛度均為優(yōu)質(zhì)的鋼筋網(wǎng)作為金屬網(wǎng)。除此之外，對(duì)于錨桿支護(hù)來(lái)說(shuō)，要想提高它的可靠性，可以利用多種方法。主要涵蓋了：其一，保證支護(hù)的及時(shí)性，同時(shí)對(duì)于支護(hù)設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)管理工作，需要充分落實(shí)到位。其二，定期做好拉拔試驗(yàn)，對(duì)班組質(zhì)量檢查工作進(jìn)行強(qiáng)化。其三，對(duì)錨固質(zhì)量進(jìn)行充分掌握，做好預(yù)緊力質(zhì)量的控制工作。

2.3 錨固及注漿聯(lián)合加固技術(shù)

對(duì)于巷道來(lái)說(shuō)，倘若是掘進(jìn)在較為松散的煤巖體當(dāng)中，并且只能夠單獨(dú)地使用錨桿支護(hù)，則錨固效果可能不甚理想，進(jìn)一步導(dǎo)致錨固的性能及作用不能有效地發(fā)揮。除此之外，如果巷道已經(jīng)受到破壞，在對(duì)其采取維修或翻修措施的同時(shí)，只通過(guò)簡(jiǎn)單的錨桿支護(hù)，則支護(hù)效果也不會(huì)很好。因此，倘若錨固技術(shù)與注漿加固技術(shù)能夠充分融合在儀器，則能夠使破碎圍巖巷道支護(hù)得到有效解決。主要方法是以現(xiàn)代煤礦巷道的主要特點(diǎn)為依據(jù)，進(jìn)一步對(duì)形式各異的注漿錨桿進(jìn)行開(kāi)發(fā)。在單獨(dú)使用錨桿支護(hù)，無(wú)法使巷道圍巖的穩(wěn)定性得到有效維持的情況下，可以通過(guò)兩種加固支護(hù)進(jìn)行有效解決。一種是小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索，孔徑小，只有28毫米，且具備多方面的優(yōu)勢(shì)，比如價(jià)格便宜、施工簡(jiǎn)單及安全性良好等[5]。另一種是巷道圍巖注漿加固，該方法主要應(yīng)用在巷道圍巖破碎程度十分大的情況下。采取隨掘隨冒措施，并配合超前注漿。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本課題的探究，認(rèn)識(shí)到無(wú)論是煤巷錨桿支護(hù)的關(guān)鍵理論還是關(guān)鍵技術(shù)，都顯得極為重要。現(xiàn)狀下，煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越成熟，因此做好錨網(wǎng)支護(hù)施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)及支護(hù)安全監(jiān)控技術(shù)的研究工作便有著實(shí)質(zhì)性的作用，比如做好這兩方面的工作能夠使錨煤巷錨桿支護(hù)的可靠性及安全性得到有效提高。筆者認(rèn)為，錨桿支護(hù)屬于一項(xiàng)較為系統(tǒng)的工程項(xiàng)目，因此需要對(duì)各類(lèi)因素進(jìn)行綜合考慮，比如設(shè)計(jì)方面的因素、工程方面的因素、技術(shù)條件方面的因素及地質(zhì)方面的因素等。結(jié)合這些因素，選取最經(jīng)濟(jì)、實(shí)效性最優(yōu)的錨桿支護(hù)方案，以此為煤巷錨桿支護(hù)的完善提供保障依據(jù)，進(jìn)一步為煤礦開(kāi)采工作的進(jìn)步及發(fā)展起到推波助瀾的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]康紅普，王金華，林健.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)，2010，04：64-66.

[2]單仁亮，孔祥松，蔚振廷，李民族，楊樹(shù)軍，田亮.煤巷強(qiáng)幫支護(hù)理論與應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013，07：13-14.