錨索支護技術(shù)在厚煤層順槽中的應(yīng)用

郭希泉 郭容勵

摘要：隨著經(jīng)濟發(fā)展步伐的加快，對能源的需求越來越多，煤礦業(yè)在這種刺激下不斷開創(chuàng)新技術(shù)以滿足發(fā)展的需要。錨索支護技術(shù)是煤礦業(yè)一種新興的支護技術(shù)，其最早應(yīng)用于巖石巷道中，在原煤層順槽中對煤炭的順利開采至關(guān)重要。文章對其應(yīng)用情況進行了分析和探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：錨索支護技術(shù)；厚煤層；順槽；煤礦業(yè)

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）29-0046-02

在厚煤層順槽中，支護技術(shù)對煤炭的順利開采是不可缺少的一道工序。之所以在厚煤層中采用支護技術(shù)是因為在礦井中順槽煤層頂部的煤比其他地方的煤更加松散，更容易破碎。在厚煤層的順槽中一般采用的是矩形斷面，頂板跨距面積比較大，所以不太適用于巷道支護技術(shù)，而是采用了錨索支護技術(shù)。錨索支護相較其他支護能使頂板更加堅固，這樣順槽將會更加穩(wěn)定，礦井也不容易坍塌。這項技術(shù)在承載能力上、面積的斷面上和冒頂區(qū)域的支護上要比基本支護有更大的優(yōu)越性和突破性，這也是為什么錨索支護技術(shù)在煤礦業(yè)如此受歡迎的原因。

1 錨索支護技術(shù)的工作原理

錨索支護的基本原理是：通過錨固對巷道巖體實施加固保持巖體的穩(wěn)定。錨索支護可以防止頂板下沉降低支架所受的作用力。在巷道中巖體一般有裂隙或比較松散容易變形。錨索支護技術(shù)通過錨固對裂隙圍巖的加固擠壓松散巖體從而改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)，使圍巖的抗剪、抗壓強度以及自身的承載能力得到了加強。現(xiàn)今主要的錨索作用機理有懸吊理論、組合梁（拱）理論、楔固理論和錨桿錨索桁架理論等。

2 礦井介紹

2.1 礦井概況

山西省簸箕掌煤礦位于我國的山西省大同市，簸箕掌煤業(yè)在礦井建設(shè)中優(yōu)先將錨索支護應(yīng)用到巷道支護中，在8101綜采工作面是礦井的首采面，該工作面的地面標高1388米，工作面標高1115米。它的西邊連接的是山美鋪龍灣煤業(yè)，北邊是帽帽山煤業(yè)。從地貌上看，它的地面上溝谷相互交錯，地形高低不平，地表形成了十分復雜的地形。所以在開發(fā)煤礦的時候不得不注意地形的變化，8101工作面的走向長度有1600米，工作面的工作面長度為150米，工作面面積有24萬平方米，煤層厚度大約9～12米。

2.2 巷道構(gòu)造

在煤礦礦井中，巷道頂板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性是不可忽視的一部分。在實行錨索支護技術(shù)之前煤礦工作人員要了解巷道的基本構(gòu)造，在簸箕掌煤礦的8101工作面中，工作面工作運輸順槽的長度為1600米，采用了錨索支護技術(shù)，凈高是2800，凈寬是4500，由于巷道的頂板是煤層頂板，煤比較松軟，沒有很大的凝聚力，并且錨桿在順槽中達不到原先的設(shè)計錨固力，在頂板時跨越的距離相當?shù)拇?，易導致支護的效果不明顯，與此同時，頂板也會時常出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象，出現(xiàn)十分危險的事情。所以為了防止危險事情的發(fā)生，綜合以上的原因，簸箕掌煤礦引進了錨索支護技術(shù)來加強頂板的穩(wěn)定性，使得頂板更加牢固，不易出現(xiàn)煤礦坍塌的事件，有利于保證礦工們的生命安全，也為整個煤礦界引進新興技術(shù)，促進整體

發(fā)展。

2.3 錨索支護技術(shù)參數(shù)分析

在進行錨索支護技術(shù)之前，工作人員要對各方面的數(shù)據(jù)進行分析和測量，首先是設(shè)計巷道的承載力和破斷力，錨索的承載力是將鋼絞線直徑為15時230，為17時320，為21時454，而錨索的破斷力是將鋼絞線直徑為15時260，為17時355，為21時504。

2.4 安裝過程

2.4.1 經(jīng)過一系列的參數(shù)計算之后，接下來就是運用錨索支護技術(shù)對頂板加固，因為在安裝過程中有任何一個地方安裝不到位都會對煤礦的正常運營產(chǎn)生影響，同時也會威脅到眾多煤礦工人的生命安全，所以在安裝過程中工作人員一定要認真對待。

2.4.2 安裝錨索錨桿：在安裝錨索、錨桿的過程中工作人員是采用風動錨桿鉆機來對巷道進行鉆孔操作，并將錨桿安裝在順槽中進行固定，危險性較大，需高度重視。

2.4.3 安裝錨索，操作如下：首先是將錨索進行孔定位，然后是鉆孔，后面是裝填樹脂藥卷，放入鋼絞線并將錨固劑送到眼底，擰上攪拌機，再用風動錨桿鉆機攪拌30秒后，靜止一會兒收回鉆機，安裝錨索盤和錨索鎖具，再用千斤頂拉張錨索，最后剪短過長的鋼絞線。

2.5 效果觀測分析

離層分析圖如圖1所示：

圖1

由圖1可知時間在15時達到最高12左右，時間為15之前呈上升趨勢，到了15之后就開始下降，離層值的數(shù)值不斷減小，在27時達到穩(wěn)定，這也進一步說明了離層的變形達到了穩(wěn)定。

2.6 錨索支護技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

在煤礦巷道支護中一般有木架支護、金屬摩擦支柱支護、活塞式液壓支柱、懸浮式液壓支柱等支護方式。錨索支護技術(shù)作為一種新的支護方式能快速應(yīng)用到煤礦開采業(yè)中并得到認可，其具有哪些優(yōu)勢呢？傳統(tǒng)的木架支護耗材多，且初撐力很差，增阻降距也不好，支撐力無法得到保證，容易發(fā)生事故。金屬摩擦支柱比木架支護要節(jié)省材料，且可以多次使用，但是其增阻降距不是很理想，且其支撐力容易受到員工操作、氣溫、空氣濕度等外在因素的影響，也很容易發(fā)生事故?；钊揭簤褐е啾惹皟煞N支護技術(shù)，其增阻降距和支撐力得到了一定的保障。但容易受頂板壓力的影響，發(fā)生內(nèi)泄漏，也容易受工藝的影響發(fā)生焊縫泄露，焊縫斷裂等，易造成安全隱患。而錨索支護技術(shù)的成本很低，在支撐力和穩(wěn)定性方面也比其他支護技術(shù)要好，施工也簡單方便，在保障礦井安全方面比其他支護技術(shù)更有效。從安全和成本等多方面來說，錨索支護技術(shù)具有其他支護技術(shù)不可替代的優(yōu)勢。

3 結(jié)語

經(jīng)過上面一系列的參數(shù)計算、安裝過程到最后的統(tǒng)計分析，我們了解了錨索支護技術(shù)的整個過程。錨索技術(shù)不僅有利于加強頂板的穩(wěn)固性，也為煤礦安全增添了一份保障，同時節(jié)約了大量的成本。采集煤炭是一個危險的過程，在煤礦中隨時都會有危險，很多人就在煤礦事故中失去了他們寶貴的生命，希望錨索支護技術(shù)在厚煤層中的應(yīng)用能為煤礦安全帶來多一點的保障。相信不久的將來煤炭業(yè)會開創(chuàng)出更好的技術(shù)，煤炭業(yè)在各種技術(shù)的輔助下會有更好的未來。

參考文獻

[1] 王建業(yè).在松軟頂板厚煤層順槽使用錨索支護的可行性分析[J].煤炭技術(shù)，2012，（6）.

[2] 孫立亞，盧敏.軟煤層綜放面收尾工程錨網(wǎng)與錨索支護實踐[J].煤炭工程，2011，（5）.

[3] 李進朋，何善義.錨桿在煤礦巷道支護中的應(yīng)用[J].硅谷，2012，（5）.

作者簡介：郭希泉（1962-），男，山西朔州人，山西煤炭運銷集團簸箕掌煤業(yè)有限公司工程師，研究方向：采煤。