解析礦建工程巷道掘進錨桿支護技術

方德山

（中國平煤神馬建工集團建井一處，河南　平頂山　467000）

解析礦建工程巷道掘進錨桿支護技術

方德山

（中國平煤神馬建工集團建井一處，河南平頂山467000）

摘要：礦建工程巷道掘進過程中，需要進行不斷的巷道支護手段，給繼續掘進創造安全的施工環境。巷道支護中錨桿支護技術應用較廣。本文簡要說明了礦建工程巷道掘進錨桿支護技術的特點，分析了某礦建工程巷道掘進錨桿支護技術在應用過程中存在的問題，并提出相應的改進措施。

關鍵詞：礦建工程；巷道掘進；錨桿支護；特點；問題；改進措施

隨著我國經濟的快速發展，能源消耗不斷增加，為了滿足經濟增長對煤炭的需求，礦建工程不斷增加。礦建工程中巷道掘進工程將爆破的巖石裝運走后，就要對巖層頂板進行支護，即巷道支護。由于錨桿支護技術機械化程度高，支護強度高等特點，在巷道掘進中得到廣泛應用。錨桿支護技術屬于“主動”支護方式，有利于加固和提高圍巖強度，保持巷道圍巖的長期穩定[1]，為煤礦掘進的繼續深入與綜采的順利進行提供安全保障。

1　礦建工程巷道掘進錨桿支護技術的特點

1.1錨桿支護機械化程度高

傳統的棚式支護在巷道支護中占有主要地位，但其費時、費力。而錨桿支護依靠現代化的支護設備，對巷道支護過程中，機械化作業占有主導地位。這樣一來，錨桿支護將支護人員解放出來，大大的降低了支護人員的工作危險性。

1.2錨桿支護技術科技含量高

隨著現代科學技術的不斷發展，錨桿支護技術也得到了長足的發展。先進的錨桿支護技術是以科學理論為基礎，通過對復雜的巷道頂巖應力場的科學分析，配合機械自動控制系統，形成了操作方便，支護參數設計合理的支護手段，有力的保證了巷道的安全。

1.3錨桿支護技術支護強度高

錨桿支護強度表現為錨桿對其錨固范圍內圍巖的強度強化程度[2]。錨桿支護采用高強度錨桿支護體系，配合錨固劑，對錨桿全長進行加固，極大的提高了錨桿支護對巷道圍巖的加固效果。

1.4錨桿支護技術具有靈活多變的特點

錨桿支護技術不是一成不變，按部就班的支護技術，不具有萬能性，相反，錨桿支護技術是靈活多變的，不同的煤礦，不同的巷道圍巖特性，需要不同的錨桿支護方案。對于選用保種的錨桿支護方式，需要根據實際礦建巷道的工況進行有針對性的計算分析確定。例如復合煤層一采深部30°層掘進施工時支護方式經計算后確定為高強預應力錨桿菌+鋼筋托梁+錨網+錨索聯合支護[3]。

2　礦建工程巷道掘進錨桿支護技術的應用存在的問題

某礦建工程掘進巷道的實際工況是煤礦煤層的頂板可分為基本頂、直接頂和偽頂。偽頂多為泥巖、碳質泥巖和砂質泥巖；直接頂以粉砂巖、細砂巖為主；老頂（直接頂）以中-細砂粒巖為主。煤層的底板為泥巖、砂質泥巖，也有少量的碳質泥巖，層位穩定，巖石硬度f＝4～6[4]。巷道掘進采用錨桿支護技術，易發生事故區配合錨網與鋼筋棚支護。但此巷道經過長時間的開采作業后，時常出現冒頂事故。分析冒頂事故的原因，主要有以下幾點：（1）錨桿不等強，對頂板支護力未達到設計值要求，支護強度低于頂板的壓力，頂板斷裂下沉發生冒頂事故。（2）錨桿無預應力，沒有對頂板起到主動支護的作用，而待頂板下沉后產生被動支護，從而加大了頂板對錨桿的壓力。（3）使用的 Z 型錨固劑，其膠凝時間和等待時間比 CK 型錨固劑時間長許多（膠凝時間：Z 型：120～240S，CK 型 20～60S；等待時間：Z 型：8分鐘，CK 型：3分鐘），施工人員為了加快進尺，將錨桿桿體搬彎注在眼內，這樣使頂有很大的下沉量才能使錨桿產生對頂板的支護力。造成頂板下沉整體性破壞。（4）礦井煤層頂板為泥巖頂板，泥巖頂板遇水后變軟，完整性及強度降低，從而發生離層，下沉并斷裂冒落。（5）礦井沒有進行頂板離層、下沉量觀測，對頂板的活動只是憑觀感和經驗，對局部地段頂板的變化沒有早知，失去了對頂板有變化段的提前支護時機。

3　礦建工程巷道掘進錨桿支護技術的改進措施

3.1配套錨桿支護體系，使其達到標準支護強度

由于原來使用的螺母無論從質量上，做工上還是精確度上，都不符合錨桿支護對強度的要求，因此，需要變更螺母，將其換成錨桿專用專用螺母，從而加大了螺母的抗剪力，同時保證錨桿有足夠的預應力。經過對錨桿進行標準化配套后，錨桿支護強度足以抵抗頂板壓力，達到支護要求。

3.2錨桿托板的加厚處理

錨桿托板的重要作用就是抗壓作用，只有保證托板具有足夠的抗變形能力，就能對錨桿起到很好的穩固作用。因此，為了解決因托板變形引發的冒頂事故，必須增大錨桿托板的強度：保證的抗變形力在實際計算的壓力之上。

3.3錨桿的絲選用拉脫力大的絲

車床車絲的拉脫力較滾絲機滾絲的拉脫力小，為了提高錨桿的支護強度，將原來車床車絲更換為滾絲機滾絲，從而大幅度提高絲的拉脫力。

3.4更換錨固劑

錨固劑對錨的固定時間越長，對巷道支護越不利，冒頂事故容易發生在錨固劑固定時間內。因此，要嚴格選擇錨固劑。針對本文中提到的Z型時間較長，因此，需要將現在使用的Z型錨固劑改用CK型錨固劑，這樣可以大大縮短錨桿的支護時間，提高掘進速度，避免施工人員將錨桿搬彎的問題，也可以及時對頂板進行支護。

3.5建立動態監測體系

現代化的監測技術相當成熟，因此，有必要對錨桿支護建立動態監測體系，從而實現時時在線監測，哪里發現問題，迅速定位，采取有效的措施進行支護加固。

4　總結語

礦建工程巷道掘進錨桿支護技術具有穩定性高，機械化作業高、支護強度高、科技含量高以及靈活多變等特性。在巷道支護技術中得到廣泛應用。但是，由于礦建工程巷道掘進工況千變萬化，圍巖應力場復雜多變，錨桿支護存在一定的缺點，需要支護人員針對現場實際進行問題的分析，采取錨桿加固手段，保證巷道掘進的繼續進行。

參考文獻：

[1]崔光華，王金華.我國煤巷錨桿支護技術的基本特點[J].煤礦開采，1999（04）：9～12.

[2]吳志敏，馮國保.放頂煤回采巷道快速掘進錨桿支護技術研究[J].能源技術與管理，2007（06）：55～56.

[3]于可勇，劉明吉.復合煤層掘進錨桿支護技術[J].煤炭技術，2006（11）：124～125.

[4]劉團結，王建剛.礦建工程巷道掘出錨桿支護技術[J].企業導報，2010（09）：297～298.

作者信息：方德山（1983-），男，河南南陽人，助理工程師。