超前錨桿支護(hù)在煤礦井下掘進(jìn)中的應(yīng)用探析

閆子龍，武利民，管永昌

（廊坊景隆重工機(jī)械有限公司，河北 廊坊 065300）

煤礦資源的分布環(huán)境較為特殊，其在生產(chǎn)作業(yè)中常常會遇到破碎巖體的問題，如果缺乏相應(yīng)的支護(hù)體系設(shè)計，可能會導(dǎo)致煤礦井下巷道掘進(jìn)中面臨很多的安全風(fēng)險，甚至在一些條件下會造成巨大的生產(chǎn)事故。因此，由于煤礦井下掘進(jìn)中的特殊條件，超前錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用非常重要，為發(fā)揮這一支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢，煤礦作業(yè)人員需加強(qiáng)超前錨桿支護(hù)技術(shù)流程和要點(diǎn)的掌握，保障規(guī)范化支護(hù)作業(yè)的開展，消除井下掘進(jìn)作業(yè)中的巖體失穩(wěn)等風(fēng)險。

1 超前錨桿支護(hù)的施工工藝和技術(shù)要點(diǎn)

1.1 施工工藝

超前錨桿支護(hù)是一種特殊的施工工藝，為獲得最理想的支護(hù)施工效果，首先，應(yīng)該從前期的施工準(zhǔn)備出發(fā)，根據(jù)超前錨桿支護(hù)的施工要求，做好施工圖紙的審核，并根據(jù)施工工藝的應(yīng)用要求，選擇和配備相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，選派專人進(jìn)行責(zé)任細(xì)分，對所使用的錨桿開展性能檢測，做好錨桿的除銹和調(diào)直。其次，根據(jù)超前錨桿支護(hù)施工的具體要求，做好鉆孔布置，保證每個孔位的準(zhǔn)確性，避免孔位偏差。根據(jù)施工要求開展規(guī)范化的鉆孔作業(yè)，在利用專業(yè)鉆孔工具開展鉆孔作業(yè)的過程中，需根據(jù)現(xiàn)場的具體情況對鉆孔速度、方向加以動態(tài)調(diào)整，將鉆孔角度控制在合理的范圍內(nèi)，嚴(yán)禁鉆孔作業(yè)中出現(xiàn)超挖、欠挖的問題。注漿作業(yè)作為超前錨桿支護(hù)作業(yè)中的關(guān)鍵流程，為達(dá)到最理想的施工效果，要保障砂漿配合比設(shè)計的科學(xué)性，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)做好砂漿配比設(shè)計，只有當(dāng)鉆孔潤濕后，方可開展注漿作業(yè)，使得漿液可以與巖體之間形成良好的黏合。在鉆孔內(nèi)拆入錨桿，做好封口處理。

1.2 技術(shù)要點(diǎn)

超前錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦井下掘進(jìn)作業(yè)中的技術(shù)優(yōu)勢非常突出，但在這一支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中，需要注意的技術(shù)要點(diǎn)非常多：（1）填充砂漿的配合比要嚴(yán)格遵循設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，以通過配合比優(yōu)化來保障砂漿的性能，所配備的砂漿需盡可能在短時間內(nèi)用完，否則，會影響砂漿的密封性。（2）注漿作業(yè)最好保持連續(xù)性，且盡量一次完成，一旦兩次注漿時間超出了30min，作業(yè)人員需對砂漿的塌陷程度進(jìn)行檢測，如果塌陷程度下降過快，后續(xù)作業(yè)將難以繼續(xù)開展。（3）在鉆孔內(nèi)插入了錨桿后，嚴(yán)禁隨意敲擊，敲擊作業(yè)應(yīng)根據(jù)插入時的垂直方向來進(jìn)行，并在敲擊的過程中做好角度的觀測。（4）適當(dāng)增加錨桿的孔徑，使得在支護(hù)作業(yè)開展中，錨桿具有足夠的承載力，可以承受圍巖變形壓力，在錨桿端部使用墊片，在鉆孔周邊形成密封圈，使得圍巖的穩(wěn)定性得以增強(qiáng)。

2 一般情況下的井下掘進(jìn)錨桿支護(hù)

在煤礦掘進(jìn)作業(yè)中，常規(guī)的錨桿支護(hù)作業(yè)為主動支護(hù)，這一支護(hù)技術(shù)的使用，起到了組合梁、降低跨度的作用。井下挖掘作業(yè)開展中，頂錨桿的構(gòu)建對幫錨桿實現(xiàn)了降低跨度、擠壓加固。與常規(guī)的棚式支護(hù)相比，錨桿支護(hù)在支護(hù)方面的技術(shù)優(yōu)勢是非常突出的，整體的操作較為便捷，支護(hù)強(qiáng)度大。

2.1 打眼的次序與要求

在打眼作業(yè)中，需注意打眼次序的安排，并遵循嚴(yán)格的打眼施工要求。在煤礦掘進(jìn)作業(yè)中，頂板與兩幫的錨桿支護(hù)遵循先支板后支幫的順序，而頂錨桿則遵循的是中間到兩邊的順序，幫錨桿遵循先上后下。打眼作業(yè)開展中，要嚴(yán)格按照以下的技術(shù)流程來開展：（1）最好將錨桿與工作面迎頭排在一起，沿著迎頭依次排序，做好次序之間的距離控制；（2）頂錨桿打眼作業(yè)中，盡量將換釬次數(shù)保持在1 次以內(nèi)，做好作業(yè)次序的合理規(guī)劃，提高作業(yè)效率；（3）正式的打眼作業(yè)開始之前，保障孔位定位的精度，對錨桿角度進(jìn)行科學(xué)控制，錨桿排間距應(yīng)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，錨桿孔深度應(yīng)適度，避免過大或者過小所造成的問題；（4）幫錨桿孔內(nèi)可能會存在一些煤巖粉，施工作業(yè)開展中要做好沖、吹、掏處理。

2.2 錨桿的安裝

錨桿安裝作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)來開展，保障安裝的規(guī)范化，在向孔內(nèi)輸送樹脂藥卷的同時，需通過人工作業(yè)，及時傳送錨桿，利用錨桿機(jī)來開展旋轉(zhuǎn)作業(yè)，同步上推，在將錨桿運(yùn)送到了設(shè)計的眼底后，維持持續(xù)的攪拌作業(yè)，只有將樹脂錨固劑達(dá)到了凝固標(biāo)準(zhǔn)后，通過人工操作來加固錨桿螺母。如果使用的是樹脂藥卷，在安裝作業(yè)時，應(yīng)首先開展比較快速的安裝作業(yè)，從快到慢開展安裝作業(yè)。錨桿安裝中同樣需要注意以下幾個要點(diǎn)：在錨桿螺母與托板的安裝中，使用減摩墊圈；螺母擰緊的同時，借助專有設(shè)備來完成，最好通過反復(fù)多次的固定處理，使螺母的扭矩達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；在鋼帶和金屬網(wǎng)外表，設(shè)置托板，及時清理錨桿托板及其周邊的雜物清理；嚴(yán)禁錨桿扭矩符合要求后隨意擰螺母的情況。

3 超前錨桿支護(hù)的實際應(yīng)用

3.1 無炭柱和斷層中的使用

煤礦開采作業(yè)進(jìn)行的過程中，斷層和無炭柱結(jié)構(gòu)較為常見，根據(jù)這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，經(jīng)由成因分析，發(fā)現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)在很大程度上是由地殼運(yùn)動所引起的，一旦地殼運(yùn)動的張壓力超出了自身強(qiáng)度對巖石的影響，就會對區(qū)域內(nèi)巖石的穩(wěn)定性和安全性造成威脅。通常情況下，在煤礦開采作業(yè)中，斷層面周邊多以零碎巖石為主，對于無炭柱而言，因為水會對巖層造成嚴(yán)重的侵蝕，也就使得上覆巖層更具多樣化，呈現(xiàn)出很多的桶狀柱體，這些柱體的分布非常混亂。井下挖掘作業(yè)開展中，斷層和無炭柱的形成在很大程度上是由于煤巖體受到了巨大的破壞，相比而言，無炭柱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常差，掘進(jìn)作業(yè)中頂板一般無法及時托住，漏頂問題非常突出。因為煤礦掘進(jìn)作業(yè)中無炭柱和斷層的這一特性，使得在開采作業(yè)中要利用超前錨桿支護(hù)技術(shù)來進(jìn)行支護(hù)，在煤巖體中通過錨桿架設(shè)，來改善原先比較零散的結(jié)構(gòu)，起到擠壓支護(hù)的效果。

3.2 穿層中的使用

煤礦井下掘進(jìn)作業(yè)進(jìn)行的同時，為滿足輸送的需求，一般會通過穿層巷道的建設(shè)，使得各個煤層之間有效連接起來。穿層作業(yè)中，各個煤層之間存在著巖石軟硬度的區(qū)別，正是由于這些區(qū)別，使得人們會選用爆破施工的方式，當(dāng)施工到達(dá)了軟層以后，因為存在振動作用力，可能會加大漏頂問題的出現(xiàn)概率，如果在施工作業(yè)中沒有提前進(jìn)行加固托頂設(shè)計，隨著掘進(jìn)作業(yè)的進(jìn)行，巷道頂板的穩(wěn)定性不足會增大掘進(jìn)作業(yè)風(fēng)險，甚至在一些極端的條件下會引起安全事故。為克服這一問題，穿層作業(yè)中可以選用超前錨桿支護(hù)的方式，對現(xiàn)場的松軟層位進(jìn)行加固設(shè)計。

3.3 煤巷挖掘中的使用

煤礦開采作業(yè)中，為實現(xiàn)對煤炭資源的合理有效利用，充分回收和利用煤層，在工作面作業(yè)中，如果針對的是相同煤層工作面的設(shè)計，其煤柱將會大大減小，在不同煤層研發(fā)下，因為煤層之間的巷道呈現(xiàn)出相互交錯的特征，因此，選用上下巷道的設(shè)計方式最合理，通過這種特殊的設(shè)計，才可以從根本上保障煤層回收和利用的效果。雖然上下巷道設(shè)計提高了煤層回收率，但巷道的正常挖掘作業(yè)可能會受到一定的干擾，相同與不同層位上的回采作業(yè)中，對煤柱所產(chǎn)生的不利影響非常大，煤層損壞非常嚴(yán)重，可能伴隨著較大空隙的出現(xiàn)。掘進(jìn)作業(yè)中，頂板的碎片化特征使得在掘進(jìn)作業(yè)中往往會忽略支護(hù)設(shè)計，增大了后續(xù)開采的難度，因此，在煤礦挖掘作業(yè)中，針對這一現(xiàn)象需進(jìn)行漏頂事故的預(yù)防，采用超前錨桿支護(hù)的方法，通過這一支護(hù)體系設(shè)計，將前方部分受力破碎的地方充分整合起來，加固層位，使得頂板具有更好的整體性。超前錨桿支護(hù)作業(yè)進(jìn)行中，相關(guān)人員要嚴(yán)格按照支護(hù)施工的特定要求和標(biāo)準(zhǔn)，開展規(guī)范化的施工作業(yè)，通過實現(xiàn)的錨桿設(shè)置，提高頂板的整體性。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段的煤礦開采作業(yè)中，超前錨桿支護(hù)方法有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在井下掘進(jìn)作業(yè)中，通過科學(xué)的超前錨桿支護(hù)，可以預(yù)防掘進(jìn)作業(yè)中的各種安全風(fēng)險，提高掘進(jìn)的安全性，保障煤礦開采作業(yè)的順利進(jìn)行。