煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)探析

李新龍，徐廣華

（鄂托克前旗長(zhǎng)城六號(hào)礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016215）

多種現(xiàn)代化科技的交互式應(yīng)用，為煤礦開(kāi)采效率、質(zhì)量的顯著提升提供了強(qiáng)勁助推。在新時(shí)代新發(fā)展環(huán)境下，要想充分體現(xiàn)自身優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采安全性、工作效率的顯著提升，勢(shì)必要將巷道掘進(jìn)質(zhì)量推向更好發(fā)展階段，并借用新型支護(hù)技術(shù)滿足不斷擴(kuò)大的巷道支護(hù)要求，在提升支護(hù)速度與安全性同時(shí)，將煤礦開(kāi)采推向機(jī)械化發(fā)展方向。支護(hù)技術(shù)的成熟化發(fā)展，使各種新型支護(hù)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，而錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用廣譜性的顯著提升，也說(shuō)明其在實(shí)踐工作中發(fā)揮出了重要作用，并為巷道支護(hù)效率的顯著提升提供了強(qiáng)勁助推，這就為煤礦掘進(jìn)效率、質(zhì)量的大步前進(jìn)夯實(shí)了基礎(chǔ)。所以進(jìn)一步分析錨桿支護(hù)技術(shù)，體現(xiàn)出了極高的必要性。

1 掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)概述

1.1 錨桿支護(hù)內(nèi)涵

隨著礦井深度的增加，挖掘難度也隨之提升，在越來(lái)越復(fù)雜的工作環(huán)境下，巷道掘進(jìn)面臨著巨大風(fēng)險(xiǎn)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)變形、礦井壓力增加，都要求巷道掘進(jìn)，綜合考慮多方因素，并借助先進(jìn)支護(hù)技術(shù)，對(duì)掘進(jìn)巷道進(jìn)行安全、高效、科學(xué)支護(hù)，以此確保各項(xiàng)工作的安全性與穩(wěn)定性。

在支護(hù)技術(shù)優(yōu)化升級(jí)推動(dòng)下，錨桿支護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了廣譜性應(yīng)用，其作為一種重要支護(hù)方式，在增強(qiáng)巷道穩(wěn)定性、防止巷道開(kāi)采塌方等方面發(fā)揮著重要作用，是保障礦工生命安全的有效方法，也是提升掘進(jìn)效率的有力保障。

1.2 錨桿支護(hù)原理

基于錨桿支護(hù)技術(shù)安全性高、施工便捷、綜合性成本低等優(yōu)勢(shì)，其被廣泛應(yīng)用于巷道掘進(jìn)中。要想將錨桿支護(hù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行極致性發(fā)揮，并為巷道掘進(jìn)效率顯著提升提供有效助力，就需要進(jìn)一步明確錨桿支護(hù)工作原理。將錨桿埋設(shè)在巷道內(nèi)部，固定在巷道圍巖中，使錨桿與巷道圍巖形成一體化支護(hù)結(jié)構(gòu)，是掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)的工作原理。在巷道開(kāi)采過(guò)程中，圍巖受到來(lái)自頂板、底板和側(cè)壁的壓力，這些壓力會(huì)導(dǎo)致圍巖摩擦力減小，易發(fā)生塌方，而錨桿作用就是讓圍巖與錨桿形成一體化結(jié)構(gòu)，使錨桿支撐力分擔(dān)圍巖重量，以此增加圍巖摩擦力，從而保持巷道穩(wěn)定性。而錨桿預(yù)應(yīng)力可以使錨桿具有一定的彈性，當(dāng)圍巖變形時(shí)，錨桿可以通過(guò)彈性變形來(lái)保證巷道的穩(wěn)定性，以此有效地控制圍巖變形和錨桿變形，實(shí)現(xiàn)圍巖支撐能力增強(qiáng)，巷道更加牢固的目的。

2 錨桿技術(shù)選擇影響因素分析

2.1 巷道斷面形式

受資金與開(kāi)采技術(shù)限制，傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采往往規(guī)模較小，巷道掘進(jìn)對(duì)手工作業(yè)形式依賴程度較高，而小范圍的巷道斷面對(duì)支護(hù)要求相對(duì)較低。但是隨著開(kāi)采量的增加，開(kāi)采規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，在現(xiàn)代化先進(jìn)開(kāi)采設(shè)備影響下，巷道斷面要求也不斷提升，要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開(kāi)采，勢(shì)必要不斷拓寬巷道直徑。而巷道斷面的持續(xù)增加，也將巷道支護(hù)技術(shù)推向了全新發(fā)展階段，這就使支護(hù)難度與施工周期不斷增加，為了提升巷道掘進(jìn)安全性，結(jié)合巷道斷面形式，采取針對(duì)性支護(hù)方式是關(guān)鍵。不同的巷道斷面，對(duì)錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用影響也存在較大差異性，因此在巷道支護(hù)設(shè)計(jì)中，需要考慮巷道斷面特點(diǎn)，選擇合適的錨桿支護(hù)技術(shù)。矩形斷面、梯形斷面是最常見(jiàn)的巷道斷面類型，在使用錨桿支護(hù)技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)巷道的深度和長(zhǎng)度，選擇合適的錨桿規(guī)格和數(shù)量，以充分支撐圍巖。

2.2 煤礦開(kāi)采深度

煤礦開(kāi)采深度的持續(xù)增加，使巷道支護(hù)形式發(fā)生了巨大改變。作為支護(hù)方式的主要影響因素，煤礦開(kāi)采深度直接決定著巷道圍巖壓力系數(shù)，煤礦開(kāi)采深度越深，地下水壓力和地應(yīng)力就越大，巷道的穩(wěn)定性和安全性就越容易受到威脅[1]。在煤礦開(kāi)采深度較淺的情況下，錨桿數(shù)量和間距可以相對(duì)較小，而在深度較大的煤礦開(kāi)采活動(dòng)中，就需要增加錨桿數(shù)量，通過(guò)錨桿密度調(diào)節(jié)，有效防止煤礦沖擊傾向性帶來(lái)的不利影響，在提升錨桿支護(hù)有效性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)安全性的顯著提升。另外，在煤礦開(kāi)采深度較淺的情況下，常規(guī)錨桿技術(shù)則可以滿足支護(hù)要求，而在深度較大的煤礦開(kāi)采工作中，就需要根據(jù)具體施工情況，選擇更加先進(jìn)的錨桿技術(shù)，如預(yù)應(yīng)力錨桿、超前支護(hù)等，以此向煤礦開(kāi)采提供更強(qiáng)的支護(hù)力。

2.3 巷道圍巖完整性

巷道圍巖完整性是選擇錨桿技術(shù)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的因素，其指的是巷道周?chē)鷰r石內(nèi)部有沒(méi)有存在裂痕、垮落等問(wèn)題。為了提升巷道掘進(jìn)安全性，需要工作人員根據(jù)圍巖強(qiáng)度、穩(wěn)定性和斷裂程度等因素，科學(xué)選擇合適的錨桿技術(shù)，以保證巷道安全和穩(wěn)定。對(duì)于強(qiáng)度較高、沒(méi)有出現(xiàn)裂痕、垮落問(wèn)題的巷道圍巖，錨桿數(shù)量和間距，可以進(jìn)行科學(xué)控制，而且普通的支護(hù)技術(shù)就可以完成巷道支任務(wù)，良好的巷道圍巖，對(duì)錨桿技術(shù)的要求不高，而對(duì)于強(qiáng)度較低的圍巖則需要增加錨桿數(shù)量，通過(guò)增加錨桿密度，提升巷道圍巖完整性，以此防止巷道變形等安全問(wèn)題。此外，當(dāng)巷道圍巖的斷裂程度較高時(shí)，基于支護(hù)環(huán)境與支護(hù)要求局限，需要在預(yù)應(yīng)力錨桿和超前支護(hù)等技術(shù)中，根據(jù)具體施工需求，科學(xué)選擇支護(hù)方式，在防止冒頂問(wèn)題發(fā)生的同時(shí)，使支護(hù)體系更具穩(wěn)定性與安全性。

3 煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中的不足

3.1 支護(hù)人員專業(yè)素養(yǎng)較低

錨桿支護(hù)是一項(xiàng)技術(shù)性較高的工作，需要工人具備一定的專業(yè)知識(shí)和技能，并對(duì)工作環(huán)境、圍巖條件等具備一定的了解力和判斷能力[2]。這就需要錨桿支護(hù)人員在工作實(shí)踐中不斷積累支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)必要性鍛煉，結(jié)合理論知識(shí)的深化學(xué)習(xí)，強(qiáng)化自身的職業(yè)素養(yǎng)，以此實(shí)現(xiàn)個(gè)人操作能力的顯著提升，并為錨桿支護(hù)工作的高效開(kāi)展提供有效服務(wù)。然而，由于煤礦錨桿支護(hù)工作的復(fù)雜性和危險(xiǎn)性，一些錨桿支護(hù)工人在具體支護(hù)工作中體現(xiàn)出了必要專業(yè)知識(shí)和技能欠缺、多種錨桿支護(hù)技術(shù)掌握不熟練等問(wèn)題，這就在一定程度上影響了支護(hù)工作效率，而專業(yè)性的不足也使巷道掘進(jìn)存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，掘進(jìn)企業(yè)在人才選拔環(huán)節(jié)沒(méi)有嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)支護(hù)人員的綜合素養(yǎng)要求較低，部分支護(hù)人員甚至是非專業(yè)的，這就使錨桿支護(hù)優(yōu)勢(shì)完全激發(fā)受到了條件限制，對(duì)巷道掘進(jìn)安全性、穩(wěn)定性提升較為不利。

3.2 工作效率匹配度不足

錨桿支護(hù)工作的高質(zhì)量、高效率開(kāi)展，主要目的在于為巷道掘進(jìn)，提供、創(chuàng)造一個(gè)安全的支護(hù)環(huán)境，并借助科學(xué)的錨桿支護(hù)技術(shù)，提升巷道圍巖穩(wěn)固性。所以正常的工作流程，應(yīng)該是先開(kāi)展煤礦掘進(jìn)工作，在形成煤礦巷道之后，通過(guò)對(duì)巷道環(huán)境分析，再開(kāi)展有效性錨桿支護(hù)工作。然而在錨桿支護(hù)工作開(kāi)展過(guò)程中，為了提升施工安全性，需要暫緩煤礦開(kāi)采工作，在復(fù)雜的井下環(huán)境中，錨桿支護(hù)工作的順利、高效開(kāi)展，需要綜合性分析多種影響因素，所以施工周期較長(zhǎng)，這就為煤礦開(kāi)采效率的持續(xù)提升增加了阻力條件。另外，巷道掘進(jìn)進(jìn)度和圍巖條件變化會(huì)對(duì)錨桿支護(hù)產(chǎn)生一定的影響，而錨桿支護(hù)的不合理安排也會(huì)對(duì)巷道掘進(jìn)產(chǎn)生不利影響，所以工作效率匹配性的不足也會(huì)影響整個(gè)巷道掘進(jìn)工程的進(jìn)展和質(zhì)量。

3.3 機(jī)械化程度有待提升

基于煤礦開(kāi)采環(huán)境、地質(zhì)復(fù)雜性特點(diǎn)，在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，先進(jìn)設(shè)備應(yīng)用受限制因素眾多，而傳統(tǒng)錨桿支護(hù)方法需要人工安裝和固定，不僅耗時(shí)耗力，且容易出現(xiàn)安全事故[3]。因此，在高要求的環(huán)境背景下，傳統(tǒng)錨桿支護(hù)技術(shù)難以滿足煤礦高效率、高質(zhì)量、低成本要求，并體現(xiàn)出了諸多不適。為了解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采效率、質(zhì)量、安全性的顯著提升，需要加強(qiáng)錨桿支護(hù)機(jī)械化設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用。機(jī)械化錨桿支護(hù)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的錨桿安裝和固定，提高錨桿支護(hù)的效率和質(zhì)量，同時(shí)也可以減少人力投入，降低綜合性投入成本。但是受環(huán)境影響與技術(shù)約束，現(xiàn)階段的錨桿支護(hù)技術(shù)，機(jī)械化程度明顯較低，在一定程度上影響了煤礦巷道掘進(jìn)效率，并成為現(xiàn)階段需首要解決的問(wèn)題之一。為了更快適應(yīng)煤礦高效率、高質(zhì)量、低成本的要求，在煤礦掘進(jìn)巷道中，應(yīng)該加快錨桿支護(hù)機(jī)械化設(shè)備的研發(fā)和推廣，持續(xù)性提高錨桿支護(hù)的機(jī)械化程度。

4 錨桿支護(hù)在巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用改進(jìn)措施

4.1 提升機(jī)械化支護(hù)應(yīng)用水平

多種先進(jìn)技術(shù)的交叉應(yīng)用，使現(xiàn)階段的煤礦開(kāi)采要求越來(lái)越高，為了更快適應(yīng)高效率、高質(zhì)量生產(chǎn)要求，勢(shì)必要提升錨桿支護(hù)在巷道掘進(jìn)中的機(jī)械化水平。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)錨桿支護(hù)機(jī)械設(shè)備，如錨桿鉆機(jī)、錨桿注漿機(jī)、錨桿張力機(jī)等，提高錨桿支護(hù)作業(yè)效率和質(zhì)量。通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)可以看出，此類設(shè)備具有自動(dòng)化、智能化和高效能使用優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)錨桿的快速鉆孔、快速注漿和快速?gòu)埨?，這就為錨桿支護(hù)機(jī)械化水平的顯著提升提供了強(qiáng)勁助推。

另外，還可以通過(guò)改進(jìn)錨桿支護(hù)工藝，優(yōu)化錨桿支護(hù)方案、完善錨桿支護(hù)施工流程、提高錨桿支護(hù)施工質(zhì)量等，減少錨桿支護(hù)技術(shù)對(duì)人工操作的依賴，在提高生產(chǎn)效率和施工質(zhì)量的同時(shí)，借助機(jī)械化操作，降低人員傷亡事故的發(fā)生率，以此提高巷道掘進(jìn)效率和質(zhì)量。

4.2 強(qiáng)化錨桿支護(hù)與巷道掘進(jìn)管理

各項(xiàng)工作的順利、有序推進(jìn)，都與高質(zhì)量的管理密不可分，為此煤礦企業(yè)的管理部門(mén)也應(yīng)該根據(jù)巷道掘進(jìn)具體要求與施工環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)錨桿支護(hù)與巷道掘進(jìn)的管理質(zhì)量[4]。通過(guò)對(duì)多個(gè)施工小組的科學(xué)管理，逐步清晰化其工作內(nèi)容與主要責(zé)任；利用對(duì)錨桿支護(hù)與巷道掘進(jìn)的規(guī)范化管理，實(shí)現(xiàn)管理制度和工作流程科學(xué)性、執(zhí)行力的顯著提升，以此通過(guò)全過(guò)程、全方位、全員參與管理模式的大力支撐，提高綜合性管理質(zhì)量。另外，還要設(shè)置科學(xué)的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，采用先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)建立完善的安全管理制度和應(yīng)急預(yù)案，定期開(kāi)展安全培訓(xùn)和演練，在增強(qiáng)員工安全意識(shí)和應(yīng)急處理能力的同時(shí)，確保工程施工安全，以此借助科學(xué)管理，確保工程質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)工作的優(yōu)質(zhì)、高效推進(jìn)。

4.3 改進(jìn)工作人員錨桿支護(hù)技能

基于不完整巷道圍巖支護(hù)多因素影響，復(fù)雜的支護(hù)環(huán)境很難通過(guò)理論進(jìn)行全面性機(jī)理分析，因此需要工作人員結(jié)合實(shí)踐檢驗(yàn)，合理選擇錨桿支護(hù)方式。社會(huì)在發(fā)展，技術(shù)在不斷地更新進(jìn)步，需要煤礦企業(yè)定期為錨桿支護(hù)人員提供再學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，并邀請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員或相關(guān)企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行授課，通過(guò)技能培訓(xùn)，從理論知識(shí)和實(shí)際操作技能兩方面入手，逐步提升支護(hù)人員綜合素養(yǎng)，保障其在履行自身職責(zé)的同時(shí)，能將錨桿支護(hù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，以此實(shí)現(xiàn)支護(hù)效率、質(zhì)量、穩(wěn)定性的顯著提升[5]。除此之外，也可以通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)際操作等方式，為錨桿支護(hù)技術(shù)人員提供實(shí)踐訓(xùn)練，通過(guò)多種巷道支護(hù)情況模擬，讓錨桿支護(hù)工作人員熟悉各種巷道支護(hù)環(huán)境，并通過(guò)經(jīng)驗(yàn)積累掌握更多支護(hù)技能。

另外，在實(shí)際工作中，也可以采用師傅帶徒的方式，將工作人員進(jìn)行科學(xué)工作小組劃分，并由經(jīng)驗(yàn)豐富的老師傅帶領(lǐng)新員工一起開(kāi)展錨桿支護(hù)工作，在縮短新員工自我摸索時(shí)間的同時(shí)，使其通過(guò)科學(xué)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、理論知識(shí)的不斷積累，以此達(dá)到時(shí)專業(yè)素養(yǎng)穩(wěn)步提升的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的煤礦開(kāi)采大多通過(guò)井下方式完成，這就需要掘進(jìn)技術(shù)的大力支撐，并以高質(zhì)量、高效率的新型工作方式，為各類生產(chǎn)巷道安全性提升提供有效服務(wù)。作為影響煤礦開(kāi)采質(zhì)量、效率、安全性的關(guān)鍵因素，掘進(jìn)巷道安全性至關(guān)重要，這就需要在高支護(hù)技術(shù)制成下，來(lái)完成加固巷道穩(wěn)定性的任務(wù)。綜合對(duì)比多項(xiàng)技術(shù)，可以看出錨桿支護(hù)技術(shù)具備低成本、高效率、高穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)，這就使其在眾多支護(hù)技術(shù)中脫穎而出。所以，為了獲取更多綜合性效益，實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采安全性的顯著提升，勢(shì)必要從錨桿支護(hù)技術(shù)影響因素、應(yīng)用不足為突破口，探尋更多錨桿支護(hù)改進(jìn)措施，以此通過(guò)技術(shù)優(yōu)化制成，為煤礦開(kāi)采質(zhì)量、工作效率的顯著提升提供有效服務(wù)。