掘進工作面錨桿支護設計綜述

郭建瑞,黃福順,李　超（山西壺化集團爆破有限公司,山西　長治　047300）

掘進工作面錨桿支護設計綜述

郭建瑞,黃福順,李超
（山西壺化集團爆破有限公司,山西長治047300）

摘要：掘進工作面的錨桿支護設計對于巷道安全掘進施工意義重大，支護質量的好壞直接影響整個礦井的生產安全。本文主要對掘進工作面錨桿支護設計及支護質量的控制措施等進行了闡述，對實際工作中的掘進工作面支護工作具有一定的參考意義。

關鍵詞：掘進工作面；錨桿支護；支護設計

1　巷道支護

巷道開挖以后具有一定的自穩能力，但是自穩時間較短，強度較弱，形變較大不足以保證我們對其服務年限的要求，以及礦井安全生產，必須加以支護穩固。巷道支護是采用能滿足安全生產的支護方法，提升開挖巷道的安全性、穩定性，保證礦井巷道的通暢，通過科學合理的優化設計，簡易施工操作，減少施工支護成本，達到支護的目的。近些年，伴隨著科學新思想新材料的發展，不斷推動井工礦井巷道支護工藝創新，針對我國煤礦巷道支護工藝，大致經歷了架棚支護、支設金屬梁支護、以及目前廣為應用的錨桿支護三個階段。而架棚支護和支設金屬梁支護在我國目前礦井已不足以保證礦井安全生產需要，基本更新淘汰。實際掘進施工作業中，一些巷道多位于應力集中、構造運動等復雜環境區域，對支護要求高，相對支護作業難度大，巷道極易發生形變，嚴重威脅礦井正常生產，合理選用錨桿組合支護，對于掘進安全施工及降低巷道維護工作量有重大意義。

1.1錨桿支護

錨桿支護是一種加固圍巖支護方式，在材料消耗方面多使用聚合材料、木件以及金屬制物，制作成堅固的桿柱，然后牢牢地打進相應的鉆孔里面，利用桿體的支撐或者托盤螺母整固與黏結作用，產生補強效果或者懸吊效果，達到支護的目的，當前在我國，錨桿支護多用于煤礦、水利、地鐵、隧道等大型工程中，經過多年的摸索實踐，錨桿支護理論已基本成熟，從單一的錨桿支護到錨桿組合支護，到后來的錨網支護、錨網噴支護以及與錨索的相結合，滿足了我國地下工程開挖的需要。

1.2錨桿支護原理

巷道開掘以后，巷道圍巖收到開挖影響，應力場再次分布，在礦山壓力作用下，頂板及兩幫會相應出現微小的下沉及鼓起等礦山壓力顯現。及時采取錨桿支護，可有效控制頂板上覆巖層的彎曲、變形、離層、滑移等破壞。而單根錨桿支護作用效果是有限的，作用范圍小，錨固區圍巖礦山壓力顯現控制力弱，必須通過托盤、鋼帶和金屬網等組合構件將錨桿支護形成錨桿支護系統。同時為了保證在錨桿支護系統作用下錨固區形成剛度較大的再生承載結構，有效阻止錨固區圍巖以外巖層的離層變形，改善受擾動的巖體應力分布狀態，組合錨桿支護系統剛度和強度應具有特殊要求，特別是錨桿預應力具有決定性意義。及時的安設錨桿，并施加較大的錨桿預應力，錨固區范圍內產生較大的巖體剛度，從而巖層間離層和彎曲變形等有害形變較小，最終巖層的完整性和整體性得到穩固。為了保證錨桿支護施工的及時高效，應盡可能采取一次支護就可以控制圍巖變形和破壞的支護目的，避免耗資、費時、費力的二次支護，同時減小了巷道維護工作。

2　錨桿支護設計

錨桿支護設計對于礦井巷道安全掘進施工具有重大意義，巷道錨桿支護施工質量決定著巷道開挖的成敗，支護質量的直接影響到礦井生產安全，支護設計是否經濟合理涉及到礦井基建預算等問題。特別在高應力條件下，巷道圍巖承受較大的壓力，積聚較大的能量，支護相對難度較大，普通支護設計，錨桿強行進行支護不足以解決問題達到支護目的。進行支護施工作業，就要把復雜的系統型問題轉型為單一型問題，即在原有的支護技術上針對高應力大變形采取對應措施，開放和發散研究觀念，改善施工工藝，應用最頂尖的支護技術及最新的支護材料，加強對巷道的穩固，不斷優化設計方案。

支護設計通長采用現場實測法，巷道在開掘工作完成以后，一定要根據頂板及兩幫的巖石性質，手擾動情況，確定松動圈范圍，合理選擇錨桿和錨索，錨桿與錨索的間排距必須根據情況隨時調整，支護設計根據實測情況做相應改善，以保證安全生產。針對于一些服務年限較短的巷道硐室，以及所處位置地質條件較為簡單，可在安全前提下采用臨時支護。

3　支護施工

掘進施工過程中巷道開挖以后，鉆取錨桿孔時要注意敲幫問頂，及時清理活動矸石，保證相對安全的前提下方可進行錨桿鉆眼，活動矸石清理工作要認真仔細負責，期間若存有潛在不安全因素，必須制定采取安全支護措施，保證支護施工安全。

選用錨桿時，型號規格與安裝角度要嚴格執行支護設計要求標準，所用錨桿只可采用已做過拉力試驗的錨桿，保證錨桿本身的強度。施工中在錨桿錨固以后噴射混凝土，要做好混凝土強度、厚度的檢測工作，保證混凝土抗壓強度與抗震性能滿足支護設計要求。采用水泥砂漿作為錨固劑的錨桿，支護施工成本低廉，其錨固力也較小，選用時要特殊注意，支護施工要確保孔眼清潔以及砂漿灌入質量。

錨噴支護巷道以及錨網噴支護，施工過程及以后應定時巡回檢修，嚴把質量工作，不符合設計要求必須重新施工。

綜上所述，巷道是一個煤礦的經脈，巷道掘進工作決定著煤礦的正常運轉，科學的支護，既可以滿足國家對能源的需求，又可以通過支護設計使得巷道安全穩定，達到支護目的，使得地下資源得到順利開發和挖掘。現場施工人員在實際操作中，要善于總結經驗，采用更優的支護方法，提升工作效率，消除危險因素，節約支護成本，杜絕事故的發生為安全生產提供優質的服務，使勞動生產在國家及人民生命財產安全的前提下順利進行。

參考文獻：

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