煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用與分析

周慧忠

摘要：分析了掘進巷道中錨桿支護技術的應用及其在設計施工方面的要求，指出了現(xiàn)階段在應用錨桿支護方式時的主要問題，并提出了解決對策。

關鍵詞：煤礦;掘進巷道;錨桿支護;應用分析

為保障煤礦開采工作的順利進行，其首要工作就是因地制宜的選擇合適的支護方式，如果在煤礦巷道掘進的過程中沒有選擇適合有效的支護技術，將會使煤礦開采工作面臨難安全隱患的威脅，無法順利穩(wěn)定開展。由此可見，巷道掘進支護技術是安全、穩(wěn)定進行煤礦開采的重要基礎。目前，錨桿支護技術在我國的煤礦生產中已得到較大范圍的應用，已然成為了現(xiàn)代煤礦企業(yè)進行礦產開采重要的技術之一。

1煤礦掘進巷道支護技術應用的發(fā)展情況

我國的煤礦掘進巷道錨桿支護技術的發(fā)展與應用起步于上世紀五十年代，據(jù)調查研究表明，我國在大中型煤礦巷道的掘進方面已超過了年均一億米。隨著科學技術的不斷發(fā)展與時代的進步，我國在煤礦掘進巷道支護技術、方法的研究越來越深入，并取得較為完善的發(fā)展。支護技術發(fā)展至今，主要歷經了單體錨桿群支護與組合錨桿支護兩大階段，包括了木結構支護、砌碹支護、型鋼支護以及錨桿支護的方式。

上世紀五十年代中期，錨桿支護技術開始應用于我國的煤礦開采掘進中，然而此時我國的錨桿支護理論還沒有完善，錨桿支護處于單體錨桿群支護階段，主要依靠的是早期思維懸吊理論與楔形剪切理論，錨桿支護使用的材料主要是水泥沙漿、鋼絲繩以及木錨桿等，各個錨桿之間缺乏托板、桿體的聯(lián)系，因而只實現(xiàn)了懸吊作用而無法保護圍巖，具有較強的被動性。

到了七十年代，錨桿支護理論逐漸豐富、完善，在組合支撐梁理論以及組合支撐拱理論的指導作用下進入了組合錨桿支護階段。圍巖的巖性較軟是煤礦巷道的常見特征，因此煤礦開采中大斷面巷道也是極為常見。這種復雜的地質情況下，單體錨桿群支護已不能滿足開采需要。樹脂藥、水泥藥鋼筋錨桿以及金屬錨桿等的組合錨桿在巷道中的應用，可通過加設金屬網、支護鋼帶、剛架等，保障圍巖的穩(wěn)定性，還可以通過組合拱、組合梁來進一步提高支護的承載能力，體現(xiàn)了更佳的支護效果。

2基于不同的錨桿支護作用分析

目前，我國煤礦掘進巷道的支護方式主要是以組合錨桿支護為主，以煤礦巷道的實際情況為依據(jù)進行支護方式的合理選擇，進而產生了錨桿支護方式的不同組合，以下對這些不同的錨桿支護方式的其作用進行分析。

2.1懸吊式錨桿支護

錨桿支護發(fā)展早期，其支護方式主要是以懸吊為主。圍巖巖性情況復雜多變，面對這種情況而采用懸吊式錨桿支護將產生諸多不合理的地方。例如，圍巖的周邊有較多的細碎巖石，則表示圍巖本身存在一定的問題，若是在此基礎使用懸吊錨桿，不但無法保障錨桿支護的穩(wěn)定性，而且還會引發(fā)重巷道圍巖層的跨落，是圍巖的整體結構遭到進一步破壞。

2.2組合梁錨桿支護

在煤礦掘進巷道中遇到的圍巖可分為多層次的巖石層，而且各巖石層的巖性也是多種多樣。對巷道的保護采用組合梁錨桿支護的方法，能夠對多層圍巖進行錨固和強化圍巖的承載力。尤其是對于巖層過于破碎的情況，可以利用巖石層間的摩擦力與擠壓促進圍巖的穩(wěn)定，體現(xiàn)了較為明顯的支護效用。

組合拱錨桿支護與組合梁錨桿支護的區(qū)別在于當圍巖的巖層太過破碎時，組合拱錨桿僅憑自身特性就能維護圍巖的穩(wěn)定性。組合拱錨桿支護在煤礦掘進巷道的保護方面發(fā)揮了極為可觀的效果，同時巖石層之間的相互摩擦、擠壓，也使得拱形結構的承載能力得到了有效提升，避免圍巖變形，促進圍巖支護的安全性與穩(wěn)定性。

3煤礦掘進巷道中錨桿支護的設計與施工要求分析

3.1支護設計是巷道掘進的前提

對于煤礦開采的前期準備工作，首當其沖的就是要對煤礦巷道實時情況進行仔細、充分的分析，尤其是對巷道的斷面形狀和穩(wěn)定性的分析必須全面而詳細。巖石巷道松動圈是在掘進的過程中必須考慮到因素之一。在掘進開采過程中，對巷道不可避免的產生一定的受采動壓力，此時應注意觀測圍巖松動圈的形狀與大小等特征有無發(fā)生改變。實驗表明，若是受采動壓力而發(fā)生改變的圍巖松動圈出現(xiàn)較大程度的變形，那么巖石巷道松動圈也將發(fā)生極大地改變，隨著巷道的掘進，圍巖松動圈也在逐漸擴大。因此，對于實際上支護技術與施工方法設計應以大松動圈為準。

3.2錨桿孔設計與施工的注意事項

在對錨桿孔進行設計時，應嚴格按照相關的設計規(guī)定合理的調試錨桿孔的間距，并做好相關標記，以便錨桿的架設和保障錨桿支護的效果。通常來講，對錨桿孔的間距應控制在100mm以內，錨桿孔軸偏差控制在5°以內。需確保錨桿孔深大于錨桿長度，卻超過部分要控制在30mm以內，錨桿的端部應推至孔底，尾端的暴露長度應控制在20mm以內。

3.3錨桿支護施工應按照相關的施工規(guī)定

煤礦巷道的掘進施工必須嚴格遵守相關的施工規(guī)范與標準，從掘進的實際出發(fā)，實現(xiàn)掘進施工的標準化、規(guī)范化和有序化。為時刻警醒施工安全意識，應在巷道內明顯位置安置完全施工標識，并反復對施工人員進行安全施工教育。此外，還應提高對施工作業(yè)的監(jiān)管和檢查力度，確保各項環(huán)節(jié)施工的規(guī)范化。應特別注意的是，在煤礦巷道掘進的實際支護中，錨桿、錨索、鋼帶、以及金屬網等架設之后的作用并不是永久的，必須對這些支護措施進行定期檢查，及時加固、維護修復。

4結束語

隨著煤礦行業(yè)的快速發(fā)展，使得煤礦巷道掘進支護技術也得到較為快速的提高。而錨桿支護是在巷道掘進支護方式、措施的不斷進步、發(fā)展下產生的一種開創(chuàng)性新工藝技術，具有較強的時代適應性使其在現(xiàn)今的煤礦生產中得到了越來越廣泛的應用。隨著錨桿支護技術的進步，以及支護方式、設計、施工要求等逐漸成熟，為煤礦的安全開采創(chuàng)造條件，提高煤礦生產效率與質量。