建井施工錨桿支護技術分析

趙 培

（山西省煤炭規劃設計院，山西 太原 030045）

引言

礦井施工中的錨桿支護技術是保證礦井施工安全的前提。隨著國內各行業對煤礦資源的利用率增多，煤礦開采工程也不斷地增加，這就要求礦井施工技術要具有一定的安全性。因此，就目前而言，如何保證礦井施工安全，提高錨桿支護能力已經成為了當前煤礦企業以及相關部門最為重視的事。

1 錨桿支護技術簡介

礦井巷道支護作為煤礦安全生產的基礎保障，我國煤礦開采方式多為井下大量開掘巷道進行采煤作業，煤巷和半煤巷占絕大多數，為保障巷道生產期間安全、圍巖穩定，巷道支護對建設安全高效礦井有著重要意義。一直以來所謂的錨桿支護技術主要是指在礦井的坡邊緣或是巖石層的深基坑處采用特殊的加固技術進行支撐的一種手段。其錨桿支護主要是利用木條、金屬條、聚合物質及其他的彈性和鋼性強度較高的材料制作而成的桿狀物件，并將其牢牢打入礦井巖石表層或坡邊緣表層中，從而起到固定礦井巖層和邊坡的作用［1］。錨桿支護具的成本較低，支護效果較好、操作方便易學、使用快捷等諸多特點，因而是目前礦井支護施工中最為常用的一種支護方式。

2 錨桿支護的作用

錨桿支護在礦井施工中主要起著加固礦井內巖石層結構的目的，從而提高礦井施工中的工作安全性。錨桿支護在礦井施工中有著以下幾點作用：

2.1 懸掛作用

所謂的懸掛作用指的是將礦井內較為輕軟的巖石層或是要冒落的巖石層利用錨桿懸吊的方式對其加以固定，形成應力面，利用錨桿作為主要支撐力，使易于冒落巖石層及較為輕軟的巖石層可以緊密依附于較堅硬堅固的巖石層上。

2.2 組合梁作用

所謂的組合梁技術主要是指將礦井內平頂巷道層頂板作為礦井巷道兩側的主要支護點，并在兩點之間架設支撐梁。傳統的錨桿支護技術是在巖石層負荷的作用力下，使巖石層各層面的梁板都會呈自動彎曲狀態，這樣就形成了巖石層頂板的上下兩面都受壓的狀態，在這種狀態下，頂板巖石層很容易受壓過大而發生坍塌現象［2］。但如果在礦井錨桿支護中使用組合梁支護技術，則可以使巖石層在受負荷的狀態下，以梁板彎曲的形式支撐巖石層，從而不僅提高了梁板的抗壓能力，還大大增加了巖石層的穩固性能。

2.3 擠壓加固拱作用

所謂的擠壓加固拱作用是指在礦井巷道的周邊按工程所需系統性地布置錨桿點位，從而使巷道內具拱性節理的巖石層緊密地連接在一起。另外，擠壓加固拱支護作用可以在一定的范圍內創造出一個具有一定承受能力并連續性的拱形受力帶，從而使原本作用于支架上的巖石層負荷轉換到承載狀態下，起到了最大限度支撐頂板壓力的目的。

2.4 減跨作用

在礦井巷道支護中采用錨桿支護技術最主要目的就是能夠減少巖石層壓力拱的跨度。例如：在礦井跨道中增加1根錨桿，起支護作用，其承受力就相當于在跨道處建了1根支柱梁一樣，從而使原來作用于巖石層上的拱被分為2個獨立的小拱，這樣就可以將原先1個拱所承受的壓力分擔到2個小拱中去。如果跨道較長的話或是負荷力較大的情況下，可以在跨道處多加設幾根錨桿，以此來分擔壓力，降低壓力拱的高度。

2.5 圍巖補強加固作用

所謂的圍巖補強加固作用主要是指對巷道周圍的巖石層進行補充加固的一種技術手段。當礦井內巷道巖石層處于三向受力的狀態下時，最接近于巷道內側的巖石層則處于二向受力的狀態中。這種情況就造成了二向受力區域遠遠無法承載三向受力區域所傳遞過來的壓力，從而使整個巖石層因受力問題產生倒塌。因此，就需要在礦井巷道內的二向受力區域內加設錨桿支護，從而使原本的二向受力轉化為三向受力，增強巖石層的穩定性。同時，錨桿支護技術還可以大大增加巖石層自身的抗壓能力，從而保護礦井巷道內巖石層不受破壞［3］。

3 錨桿支護的施工方法

錨桿支護是礦井施工作業中最常用，也是最快捷的一種支護技術。

首先，在對錨桿進行安裝時，要著重注意：施工人員在進行錨桿支護時要對所需施工范圍內的巖石層情況進行調查和分析，并總結規劃出具體的錨桿支護技術措施。然后，施工人員以鉆孔的方式在礦井支護巖石層周圍鉆出多個眼孔，而后插入錨桿。在插入錨桿時要注意保證巖石層的穩定性［4］；要對礦井進行錨桿安裝時，工作人員首先要使用氣動錨桿鉆機將事先規劃好的施工范圍按深度要求進行鉆眼，等所鉆眼孔達到規定基數后，使用錨矸將兩卷樹脂藥卷送至眼孔中，同時利用比值為（30±5）s的專業設備進行攪拌。最后，利用頂錨攪拌器將螺帽阻尼塞打開，并用扭矩放大設備將其固定，從而保證錨桿在作業時不會出現松動現象。在對錨桿兩幫進行安裝時，首先要將兩幫進行清潔處理，同時要保證兩幫巷道的凈寬度達到標準要求，然后利用風鉆按規定的間排距、眼深打好幫眼，在打眼中一定要保證垂直煤幫符合規定要求。需要注意的是：在錨桿安裝時，嚴禁用大錘將錨桿設備直接砸入眼孔內，而需施工人員將兩卷樹脂藥卷先送入到眼孔中，然后再由帶托盤裝置的錨桿將其送入到眼孔最底部，當確保樹脂藥卷置最底部時，則可以采用攪拌器深入孔底進行攪拌。如果對礦井內進行巷道架棚支護時，則首先需要工作人員對施工現場的環境有一個準確的了解，并且同時對施工中可能會出現的各種問題進行模擬，待解決所有可能會出現的問題后，方可進行架棚支護技術；最后，要錨桿支護技術中，是有著諸多的專業技術性要求的，比如：在進行錨桿支護作業時，要求錨桿支護最大的控頂間距為2m，最小的控頂間距為0.5m。如果地作業時遇到頂板破碎所產生的壓力較大時，則進行逐排施工，要求最大控頂間距為1.3m。又如在進行架棚支護時，要求最大控頂間距為1.9m，最小控頂間距為0.5m；如果在施工中遇到頂板破碎所產生的壓力較大時，則進行逐排施工，最大控頂間距為1.3m。

4 結語

綜上所述可知，錨桿支護技術在煤礦企業礦井施工作業中的應用十分廣泛，并保證了礦井內巷道巖石層的最大穩定性要求。因此，在進行礦井錨桿支護技術施工時，要根據現場的實際環境進行分析，并根據所分析出的結果制定出最合理有效的一種錨桿支護技術，以最大限度保證礦井內巷道巖石層的穩定性，為施工人員生命安全提供必要的保障。

［1］ 王金華.我國煤巷機械化掘進機現狀及錨桿支護技術［J］.煤炭科學技術，2014（1）：6－10.

［2］ 侯朝炯，郭勵生，勾攀峰.煤巷錨桿支護［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2012.

［3］ 康紅普.我國巷道圍巖地質力學測試技術新進展［J］.煤炭科學技術，2012（7）：27－30.

［4］ 林健.回采巷道錨桿支護影響因素的FLAC分析［J］.巖石力學與工程學報，2013（5）：23.