淺談高強錨桿在深部煤礦巷道支護中的應用

李勇強++臺洪斌

摘 要：隨著煤礦開采業的不斷發展，煤礦開采的技術不斷得到提高，開采的深度也越來越深，開采難度的增大在很大程度上就對現有的煤礦開采手段提出了更高的要求。為了適應當前深部煤礦開采的需要，保證深部煤礦巷道的穩定性，我們必須尋求新的開采措施和手段，提高煤礦開采水平及進度。

關鍵詞：煤礦 高強錨桿 巷道支護 質量控制

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0085-01

煤礦開采進程的不斷推進以及煤礦開采難度的不斷增加使得原有的煤礦開采技術和經驗已經無法適應目前的行業形勢，勉強通過原有手段進行深部煤礦開采可能會造成深部巷道的穩定性受到影響[1]?？v然將錨桿的長度再延長也無法保證取得良好的支護效果。經過深入分析和研究，我們發現，高強錨桿在支護過程中能通過其強大的約束力取得較好的支護效果，提高深部煤礦巷道的支護質量。本文通過對高強錨桿的應用原理進行分析，將其與普通錨桿做對比，總結了高強錨桿的特點和施工程序，并對整個高強錨桿支護過程的技術效果和經濟效益進行了評估，供大家研究探討。

1 高強錨桿支護作用原理探析

高強錨桿通過增加預應力，把深部煤礦巷道中的被動支護轉變為主動支護，大大增加了錨桿的承載力，在深部巷道開挖完畢后圍巖未發生或很少發生變形的狀態下，通過鉆、裝、錨一系列施工技術，對高強錨桿進行大扭矩預應力安裝，在短時間內提供支護，把載荷體迅速轉換為承載體，有效加固深部巷道的頂板，促使深部煤礦巷道四周的幾根錨桿相互間的巖體產生擠壓作用從而構造出一個高強度的支護加固組合結構。高強錨桿的使用在加強錨固體自身強度的同時有效改變其力學參數和應力狀態，在一定程度上可以防止錨固體發生嚴重變形，加強錨固周圍區域巖體的穩定性。此外，錨固工作進行之前要盡量減少巖體的位移，保證圍巖的穩定。在普通狀況下，巖體發生的位移的減小可以增加其承受應力，而高強錨桿通過增加錨桿對圍巖的約束力能夠有效防止或減輕位移程度。

2 高強錨桿與一般錨桿的比較分析

隨著煤礦開采技術的不斷進步，高強錨桿和一般錨桿支護的安裝質量都得到了一定程度提高，但是與普通錨桿相比，高強錨桿支護的安裝手段及技術有很多新的特點。首先，高強錨桿支護具有較好的牢固性和穩定性，在進行支護時比較少出現松動的情況，普通錨桿在使用時很容易受到放炮震動的影響，而高強錨桿在支護過程中受其震動的影響則大大減弱[2]。其次，由于高強錨桿具有預應力強大的優點，這就有效地提高了錨桿對巖體的約束力度，在一定程度上防止圍巖發生嚴重變形。另外，跟其他類型的錨桿相比，高強錨桿以其高預應力實現了明顯降低支護密度的目的。再次，由于高強錨桿的安裝在技術上的要求較高，必須要通過相應的機械設備才能完成安裝，這就有效避免了人工安裝可能會帶來的不準確性和隨意性，在一定程度上保證了支護安裝的質量，為錨桿預應力的充足提供保障。最后，高強錨桿的桿體螺紋具有一定的特殊性，普通全螺紋鋼錨桿上的螺紋方向是往右邊方向旋的，而高強錨桿則與之相反，高強錨桿的左旋特點有利于實現錨桿的右旋安裝，這就為錨固劑的攪拌工作提供了便利，有效提高了錨固段的密實性，保證顯著的錨固效果。

3 高強錨桿在深部煤礦巷道的施工工藝研究

首先，在深部煤礦巷道的頂板處選擇一個明確的單軌吊方向，確定錨桿的具體位置，打一個D30 mm，深度為（2200±30） mm的鉆孔，在錨桿鉆孔工作完成后，把3支錨固劑放置到孔中，以達到更好的錨固作用，3只錨固劑中兩支為Z2360，剩下1只為K2335，錨固長度為1500 mm；對錨固劑進行攪拌工作，等待錨固劑徹底凝固；在錨桿打設完成后，把工字鋼小梁套于兩支錨桿上，注意其與頂板要保持70 mm的間距，接著上上墊板和螺母，預緊至設定好的位置；對工字鋼小梁的間距進行控制，把誤差限制在±50 mm范圍內；如果巷道頂板出現明顯不平衡現象，則應合理調整兩根錨桿的位置，盡可能地保證兩根錨桿露在外面的長度一致，從而為工字鋼的安裝提供便利；假如實在找不到良好的錨桿位置，則采取打錨索的手段開展錨桿懸吊工作；在錨桿安裝過程中要盡量保證施工質量，如出現不合格錨桿，尤其是在攪拌工作中發現錨桿不符合標準，則應馬上實行補打，不可以將補打工作推到下一班進行。

4 高強錨桿在深部煤礦巷道應用中的優勢分析

首先，高強錨桿的應用可以大大提高巷道安全性。由于高強錨桿的支護形式是以全長錨固和及時支護為重點，這就有利于保持頂板巖層的完整，增加巖層的剛度，在短時間內對頂板早期離層現象實施控制，有效保障了巷道巖體的穩定性，減少巷道在服務時間內的維修頻率。其次，高強錨桿的應用可以大幅度加快巷道挖掘進程。高強錨桿通過新型施工技術工藝有效解決了一般錨桿支護的工序繁多的問題，將頂板錨桿鉆孔、樹脂藥卷的攪拌和錨桿的安裝有效一體化，切實避免了過去采用掘進機進行煤礦切割帶來的不良影響，同時減少了錨桿鉆孔安裝的不平衡情況。而且，高強錨桿支護還可以減少錨桿密度，進而減輕施工任務量，在先進的施工機械的協助下，促進了成卷速度的快速提高。最后，高強錨桿支護工藝可以顯著提高經濟效益。顯而易見的，通過高強錨桿支護可能會使施工材料消耗量有所增長，但是高強錨桿的應用可以大大加速巷道挖掘進程，同時顯著降低巷道維修的頻率，而且還能大大增加深部煤礦巷道的安全程度，保證煤礦開采工作順利開展，達到減少人力物力投入的目的，進而增加單位面積采煤面的產量，提高經濟效益。

5 結語

現階段，高強錨桿在深部煤礦巷道中的應用開始慢慢推廣，高強錨桿支護在深部煤礦巷道煤礦開采中具有有效防止巷道圍巖發生嚴重變形的作用，而且還可以加強錨固周圍區域巖體的穩定性。在深部煤礦巷道中采用高強錨桿支護可以大大提高巷道在服務期間的安全程度，保證煤礦開采工作人員的人身安全和工作安全。高強錨桿安裝和應用中采用的新技術和新工具在很大程度上促進了巷道挖掘的高速度，改變了過去錨桿安裝工序繁復的弊端，有效減少施工工作量，進而給企業和單位節省了大量的人力物力，切實提高其經濟效益。

參考文獻

[1] 李金朋，何善義.經錨桿在煤礦巷道支護中的應用[J].硅谷，2012，10（5）：111-112.

[2] 康紅普，王金華，林健，等.煤礦巷道錨桿支護應用實例分析[J].巖石力學與工程學報，2010，20（4）：345-346.endprint