煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)的應(yīng)用研究

魏東升

（中煤集團(tuán)大屯煤電公司孔莊煤礦掘進(jìn)四隊(duì) 江蘇省徐州市 221600）

煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)的應(yīng)用研究

魏東升

（中煤集團(tuán)大屯煤電公司孔莊煤礦掘進(jìn)四隊(duì) 江蘇省徐州市 221600）

本文以煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)為切入點(diǎn)，就其技術(shù)的類(lèi)型作用與優(yōu)勢(shì)所在作具體的闡述，并對(duì)其在具體工程中的應(yīng)用方法與注意事項(xiàng)作了詳細(xì)的探究，期望為我國(guó)錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)巷道工程的進(jìn)一步應(yīng)用推廣提供有益的參考。

煤礦掘進(jìn)巷道；錨桿支護(hù)；技術(shù)應(yīng)用

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)建設(shè)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，社會(huì)各行業(yè)對(duì)于能源的需求也在日益攀升，我國(guó)作為煤炭資源儲(chǔ)備大國(guó)，在煤炭開(kāi)采上就需要更加先進(jìn)與安全的開(kāi)采技術(shù)，增強(qiáng)煤礦資源的開(kāi)采利用率與安全性，滿(mǎn)足社會(huì)生產(chǎn)對(duì)煤礦資源的需求。煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)在這一應(yīng)用趨勢(shì)與背景下被應(yīng)用，利用此技術(shù)將能有效保護(hù)煤礦生產(chǎn)的安全，同時(shí)促進(jìn)煤礦生產(chǎn)與開(kāi)采效率的提升。因此本文以煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)為切入點(diǎn)，就其技術(shù)優(yōu)勢(shì)、類(lèi)型與在具體工程示例中的應(yīng)用做細(xì)致的分析研究。

1 煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的類(lèi)型作用與優(yōu)勢(shì)所在

1.1 類(lèi)型區(qū)分及作用

煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)就是指在掘進(jìn)巷道圍巖中，通過(guò)錨入錨桿的手段鞏固巷道圍巖穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)與保證巷道施工安全的目的。錨桿支護(hù)是通過(guò)變更圍巖結(jié)構(gòu)的方式改變圍巖的力學(xué)狀態(tài)從而保持其穩(wěn)固，而不同類(lèi)型的錨桿支護(hù)技術(shù)其作用也不盡相同。懸吊式錨桿技術(shù)通過(guò)錨桿將層狀圍巖層懸吊起來(lái)加固巷道；組合梁錨桿支護(hù)技術(shù)通過(guò)錨桿將多層次圍巖錨固為巖石板梁，加固圍巖使之保持穩(wěn)定安全；組合拱錨桿支護(hù)技術(shù)適用于將多層碎散的圍巖做錨固工作，以提升圍巖拱形結(jié)構(gòu)的承載性能[1]。

1.2 優(yōu)勢(shì)所在

煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)不同于傳統(tǒng)的型鋼支護(hù)、木支護(hù)與架棚支護(hù)手段，其所使用的施工材料相對(duì)較少，能大幅降低工程支護(hù)人力與資源成本，提升煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，并且在作業(yè)中也讓巷道掘進(jìn)的施工難度降到最低限度，有效提升煤礦生產(chǎn)的效率與進(jìn)度。

錨桿支護(hù)能快速搭建支護(hù)結(jié)構(gòu)，讓圍巖始終保持穩(wěn)定優(yōu)化施工安全性。此外，錨桿支護(hù)技術(shù)在巷道掘進(jìn)中無(wú)需使用其工作斷面，能有效降低支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)工作斷面的占用面積，減少工程支護(hù)材料與成本[2]。

2 工程概述

煤礦巷道掘進(jìn)工程量為1043m，其巷道沿煤層頂板掘進(jìn)施工，以挖掘機(jī)做掘進(jìn)作業(yè)并自行裝煤，巷道支護(hù)采用錨桿支護(hù)方式。本工程巷道的煤層走向?yàn)?0～70°，煤層傾向300～340°，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，同時(shí)煤層厚度在2.65～4.60m之間，厚度平均值在3.15m左右，且厚度變化趨勢(shì)是由東向西逐漸增加的。煤層開(kāi)門(mén)口處含有夾矸，夾矸由西向東厚度逐漸縮小并消失，煤層頂板為泥巖，呈塊狀，而底板也為泥巖，但為致密塊狀斷口較不平坦。巷道在施工至203m處有落差為35m的F12斷層，掘進(jìn)至1006m處有一落差較大的KF13斷層。工程巷道的具體斷面如圖1所示。

圖1 示例工程巷道斷面圖

3 煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)在工程示例中的應(yīng)用

3.1 錨桿支護(hù)技術(shù)的施工應(yīng)用

（1）巷道跟頂施工作業(yè)中，采用錨網(wǎng)+鋼帶的組合錨桿支護(hù)手段，其支護(hù)排距為1.2m；其工作斷面呈梯形，凈寬度4.4m，凈高度2.6m，凈斷面面積為11.44m2。

（2）對(duì)鋼帶與頂錨桿配置方法按照梯形巷道中每1.2m處位置，各配置1根4.4m長(zhǎng)度的煤礦用T型鋼帶，孔深控制在2150mm左右。而鋼帶兩頭的錨桿需打在其兩端頭最外位置的孔中，錨桿間排距誤差應(yīng)把握在±100mm之內(nèi)。

（3）對(duì)錨索的應(yīng)用是將其直接打入鋼帶孔內(nèi)，錨索排距為2.4m，采用隔排布置方式。錨索一般設(shè)置在鋼帶的2.4孔內(nèi)，錨索孔深達(dá)到6.0m，由于錨索需要＞20kN的初錨力，應(yīng)用張拉器張緊錨索。

（4）對(duì)于兩幫錨桿的支護(hù)應(yīng)用，其上幫間排距設(shè)置為850×1200mm，下幫間排距設(shè)置為800×1200mm，兩幫則使用φ18mm×2000mm的螺紋鋼錨桿，兩幫底腳錨桿用φ18mm×1000mm的圓鋼錨桿協(xié)同梯子梁做巷道支護(hù)。其中就近巷道上幫錨錨桿設(shè)置5根，下幫錨桿設(shè)置3根，兩幫梯子梁上端應(yīng)壓緊在鋼帶內(nèi)部。

（5）對(duì)巷道頂部的支護(hù)作業(yè)只有在頂板破碎的情況下可做臨時(shí)加錨支護(hù)，在各排之間（排距為600mm）頂部設(shè)置2根錨桿協(xié)同上方鐵托加錨穩(wěn)固，進(jìn)而強(qiáng)化頂板支護(hù)效果。為避免兩肩窩位置出現(xiàn)網(wǎng)兜，可在各排兩肩窩位置（即與支護(hù)間距600mm處）補(bǔ)充打入1根φ18×1000圓鋼錨桿與木托盤(pán)協(xié)同強(qiáng)化支護(hù)性能。同時(shí)兩幫錨桿不能失腳，如果兩幫錨桿距離底板的間距超出350mm的情況，應(yīng)加錨入1根φ18×1000圓鋼錨桿以確保兩幫錨桿支護(hù)效果。

3.2 錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

（1）在錨索安裝施工進(jìn)程中，對(duì)錨索應(yīng)隔排錨固兩根，作業(yè)中若發(fā)現(xiàn)錨索錨固端位置在斷層面的情況下，應(yīng)及時(shí)更改錨索的施工角度或方向，以確保錨固端始終錨固在穩(wěn)定性巖石層內(nèi)。錨索在安裝完工后其露出鎖具長(zhǎng)度應(yīng)保持在150～250mm之間。

（2）在發(fā)現(xiàn)頂板有失效錨桿或錨索的問(wèn)題時(shí)要及時(shí)做修護(hù)處理

①錨桿失效情形的處理。若失效成因是因錨桿盤(pán)上方煤層巖體松散錯(cuò)動(dòng)引發(fā)的失效，可用錨桿機(jī)重新配合錨桿扭矩扳手?jǐn)Q緊加固；若因錨桿錨固力本身不符合支護(hù)需求，或是其螺母無(wú)法擰緊、錨桿的阻尼墊片遭到損壞等情況造成的失效，而且使用錨桿機(jī)重新擰緊也無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)在距離失效錨桿約200mm位置處重新補(bǔ)打一根錨桿。

②錨索失效情形的處理。若失效成因是因錨索盤(pán)上方煤層巖體松散錯(cuò)動(dòng)引發(fā)的失效，可用張拉器重新張緊提升初錨力；若因錨索錨固力不符合設(shè)計(jì)需求導(dǎo)致失效的情形，應(yīng)將失效錨索從孔位拉出，在原錨索錨固位置重新套眼孔后打入錨索，在套孔作業(yè)無(wú)法進(jìn)行的條件下，可在距離原錨索眼0.2m的位置范圍內(nèi)重新補(bǔ)打錨索。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)相比傳統(tǒng)支護(hù)手段具有更低的人力資源成本，更加快捷便利的施工進(jìn)程與更優(yōu)異的圍巖穩(wěn)固性等優(yōu)勢(shì)，能為煤礦巷道施工、生產(chǎn)提供可靠保障，促進(jìn)煤礦資源的生產(chǎn)效率以應(yīng)對(duì)社會(huì)發(fā)展的能源危機(jī)。因此需要煤礦施工人員細(xì)致掌握錨桿支護(hù)技術(shù)在巷道中的應(yīng)用細(xì)節(jié)，以促進(jìn)錨桿支護(hù)功用的發(fā)揮。

[1]賈振凱.基于煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)方式的應(yīng)用研究[J].能源與節(jié)能，2016（05）：153～154.

[2]張偉敏.錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)巷道中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2015（10）：49～50.

TD353

A

1004-7344（2016）25-0181-02

2016-8-17

魏東升（1982-），男，江蘇徐州沛縣人，助理工程師，本科，從事煤礦井下生產(chǎn)工作。