掘進工作面錨桿支護設(shè)計綜述

郭建瑞,黃福順,李　超（山西壺化集團爆破有限公司,山西　長治　047300）

掘進工作面錨桿支護設(shè)計綜述

郭建瑞,黃福順,李超
（山西壺化集團爆破有限公司,山西長治047300）

摘要：掘進工作面的錨桿支護設(shè)計對于巷道安全掘進施工意義重大，支護質(zhì)量的好壞直接影響整個礦井的生產(chǎn)安全。本文主要對掘進工作面錨桿支護設(shè)計及支護質(zhì)量的控制措施等進行了闡述，對實際工作中的掘進工作面支護工作具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：掘進工作面；錨桿支護；支護設(shè)計

1　巷道支護

巷道開挖以后具有一定的自穩(wěn)能力，但是自穩(wěn)時間較短，強度較弱，形變較大不足以保證我們對其服務(wù)年限的要求，以及礦井安全生產(chǎn)，必須加以支護穩(wěn)固。巷道支護是采用能滿足安全生產(chǎn)的支護方法，提升開挖巷道的安全性、穩(wěn)定性，保證礦井巷道的通暢，通過科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計，簡易施工操作，減少施工支護成本，達到支護的目的。近些年，伴隨著科學(xué)新思想新材料的發(fā)展，不斷推動井工礦井巷道支護工藝創(chuàng)新，針對我國煤礦巷道支護工藝，大致經(jīng)歷了架棚支護、支設(shè)金屬梁支護、以及目前廣為應(yīng)用的錨桿支護三個階段。而架棚支護和支設(shè)金屬梁支護在我國目前礦井已不足以保證礦井安全生產(chǎn)需要，基本更新淘汰。實際掘進施工作業(yè)中，一些巷道多位于應(yīng)力集中、構(gòu)造運動等復(fù)雜環(huán)境區(qū)域，對支護要求高，相對支護作業(yè)難度大，巷道極易發(fā)生形變，嚴重威脅礦井正常生產(chǎn)，合理選用錨桿組合支護，對于掘進安全施工及降低巷道維護工作量有重大意義。

1.1錨桿支護

錨桿支護是一種加固圍巖支護方式，在材料消耗方面多使用聚合材料、木件以及金屬制物，制作成堅固的桿柱，然后牢牢地打進相應(yīng)的鉆孔里面，利用桿體的支撐或者托盤螺母整固與黏結(jié)作用，產(chǎn)生補強效果或者懸吊效果，達到支護的目的，當(dāng)前在我國，錨桿支護多用于煤礦、水利、地鐵、隧道等大型工程中，經(jīng)過多年的摸索實踐，錨桿支護理論已基本成熟，從單一的錨桿支護到錨桿組合支護，到后來的錨網(wǎng)支護、錨網(wǎng)噴支護以及與錨索的相結(jié)合，滿足了我國地下工程開挖的需要。

1.2錨桿支護原理

巷道開掘以后，巷道圍巖收到開挖影響，應(yīng)力場再次分布，在礦山壓力作用下，頂板及兩幫會相應(yīng)出現(xiàn)微小的下沉及鼓起等礦山壓力顯現(xiàn)。及時采取錨桿支護，可有效控制頂板上覆巖層的彎曲、變形、離層、滑移等破壞。而單根錨桿支護作用效果是有限的，作用范圍小，錨固區(qū)圍巖礦山壓力顯現(xiàn)控制力弱，必須通過托盤、鋼帶和金屬網(wǎng)等組合構(gòu)件將錨桿支護形成錨桿支護系統(tǒng)。同時為了保證在錨桿支護系統(tǒng)作用下錨固區(qū)形成剛度較大的再生承載結(jié)構(gòu)，有效阻止錨固區(qū)圍巖以外巖層的離層變形，改善受擾動的巖體應(yīng)力分布狀態(tài)，組合錨桿支護系統(tǒng)剛度和強度應(yīng)具有特殊要求，特別是錨桿預(yù)應(yīng)力具有決定性意義。及時的安設(shè)錨桿，并施加較大的錨桿預(yù)應(yīng)力，錨固區(qū)范圍內(nèi)產(chǎn)生較大的巖體剛度，從而巖層間離層和彎曲變形等有害形變較小，最終巖層的完整性和整體性得到穩(wěn)固。為了保證錨桿支護施工的及時高效，應(yīng)盡可能采取一次支護就可以控制圍巖變形和破壞的支護目的，避免耗資、費時、費力的二次支護，同時減小了巷道維護工作。

2　錨桿支護設(shè)計

錨桿支護設(shè)計對于礦井巷道安全掘進施工具有重大意義，巷道錨桿支護施工質(zhì)量決定著巷道開挖的成敗，支護質(zhì)量的直接影響到礦井生產(chǎn)安全，支護設(shè)計是否經(jīng)濟合理涉及到礦井基建預(yù)算等問題。特別在高應(yīng)力條件下，巷道圍巖承受較大的壓力，積聚較大的能量，支護相對難度較大，普通支護設(shè)計，錨桿強行進行支護不足以解決問題達到支護目的。進行支護施工作業(yè)，就要把復(fù)雜的系統(tǒng)型問題轉(zhuǎn)型為單一型問題，即在原有的支護技術(shù)上針對高應(yīng)力大變形采取對應(yīng)措施，開放和發(fā)散研究觀念，改善施工工藝，應(yīng)用最頂尖的支護技術(shù)及最新的支護材料，加強對巷道的穩(wěn)固，不斷優(yōu)化設(shè)計方案。

支護設(shè)計通長采用現(xiàn)場實測法，巷道在開掘工作完成以后，一定要根據(jù)頂板及兩幫的巖石性質(zhì)，手擾動情況，確定松動圈范圍，合理選擇錨桿和錨索，錨桿與錨索的間排距必須根據(jù)情況隨時調(diào)整，支護設(shè)計根據(jù)實測情況做相應(yīng)改善，以保證安全生產(chǎn)。針對于一些服務(wù)年限較短的巷道硐室，以及所處位置地質(zhì)條件較為簡單，可在安全前提下采用臨時支護。

3　支護施工

掘進施工過程中巷道開挖以后，鉆取錨桿孔時要注意敲幫問頂，及時清理活動矸石，保證相對安全的前提下方可進行錨桿鉆眼，活動矸石清理工作要認真仔細負責(zé)，期間若存有潛在不安全因素，必須制定采取安全支護措施，保證支護施工安全。

選用錨桿時，型號規(guī)格與安裝角度要嚴格執(zhí)行支護設(shè)計要求標(biāo)準(zhǔn)，所用錨桿只可采用已做過拉力試驗的錨桿，保證錨桿本身的強度。施工中在錨桿錨固以后噴射混凝土，要做好混凝土強度、厚度的檢測工作，保證混凝土抗壓強度與抗震性能滿足支護設(shè)計要求。采用水泥砂漿作為錨固劑的錨桿，支護施工成本低廉，其錨固力也較小，選用時要特殊注意，支護施工要確保孔眼清潔以及砂漿灌入質(zhì)量。

錨噴支護巷道以及錨網(wǎng)噴支護，施工過程及以后應(yīng)定時巡回檢修，嚴把質(zhì)量工作，不符合設(shè)計要求必須重新施工。

綜上所述，巷道是一個煤礦的經(jīng)脈，巷道掘進工作決定著煤礦的正常運轉(zhuǎn)，科學(xué)的支護，既可以滿足國家對能源的需求，又可以通過支護設(shè)計使得巷道安全穩(wěn)定，達到支護目的，使得地下資源得到順利開發(fā)和挖掘?，F(xiàn)場施工人員在實際操作中，要善于總結(jié)經(jīng)驗，采用更優(yōu)的支護方法，提升工作效率，消除危險因素，節(jié)約支護成本，杜絕事故的發(fā)生為安全生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，使勞動生產(chǎn)在國家及人民生命財產(chǎn)安全的前提下順利進行。

參考文獻：

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