錨桿支護技術在煤礦掘進巷道中的應用

許東風

【摘要】早在1956年，我國煤礦就開始使用錨桿支護技術，到目前為止，已走過60年的歷史。但是隨著煤礦開采深度的加深，舊的錨桿支護技術已不能再適應如今市場發展的需要。為了維護煤礦安全，提高生產效率，我們要積極尋求新的途徑，完善舊的錨桿支護技術，為煤礦以后更好的發展做貢獻。本文通過分析我國錨桿支護技術的發展現狀，提出錨桿支護的設計及施工要求，最后重點論述錨桿支護技術在煤礦巷道中的應用。

【關鍵詞】錨桿支護技術；發展現狀；施工要求；應用

引言

由于我國的錨桿支護技術發展久遠，服務時間有限，而且舊技術所需的成本更高，維修成本不斷加大，所以支護的效果不斷下降。為了煤礦長期發展的經濟利益，必須要完善支護技術，不斷發展的錨桿支護技術是我國煤礦支護的主要形式，具有很多優點：支護的操作簡便；效果好；消耗的材料低；節約成本等。通過分析目前我國錨桿技術的現狀，經過改進，在煤礦巷道中的應用也相當廣泛。

一、煤礦掘進巷道錨桿支護技術的發展現狀

隨著我國科技的不斷進步，煤礦的巷道掘進機械化程度也不斷提高，對錨桿支護技術也提出了新的要求，支護理論也得到了進一步的完善。

1.1巷道斷面的擴大，要求支護技術更新

以前的煤礦主要靠人力開挖，機械化程度不高，規模也沒有現在的大，自然對于巷道斷面的要求也很低。但是隨著科技水平的提高，煤礦的機械化程度不斷加大，以前使用的木棚支護、型鋼支護等，已無法適應新的局勢發展，新的更大的礦井隨之不斷建成生產，這些就對巷道斷面提出了更高的要求。在新的礦井中，對設備的通風能力、運輸能力等要求進一步加強，所以巷道斷面必須擴展到十幾平方米甚至更大，這就要求摒棄傳統的支護技術，發展新技術以適應新的巷道要求。

1.2巷道深度的挖掘對支護技術提出新要求

我國開采煤炭資源的歷史悠久，早在春秋時代開始，先輩們就開始用簡單的工具采煤了。雖然有著悠久的歷史淵源，但是我國的采煤技術落后，所以一直停留在地皮表面挖掘，沒有深入到地下。1981年，才開始使用簡單的機械設備，進一步挖掘媒。到了近代，隨著科技的發展，機械化操作不斷用于開采煤礦資源，開采的深度也在不斷深入，有的已經開采到地下幾千米以下，這樣使得礦山的壓力越來越大，所以傳統的支護技術需要不斷改進。

1.3掘進效率的提高為錨桿支護技術提供了市場

機械化的應用，大大的提高了掘進的效率，這樣傳統的支護技術就無法適應，只有錨桿支護技術才能跟上掘進的速度，與之相適應。

以前的錨桿技術主要有：機械類錨固錨桿；端部錨固樹脂類錨桿；管縫式錨桿；鋼絲繩砂漿錨桿等等。這些錨桿已不能適應時代的變化，只適合在以前簡單的環境中運作。近年來隨著科技的不斷發展，研究人員已經研究出高預應力的錨桿技術，能夠解決比較復雜的巷道支護問題。

二、錨桿支護技術的原理以及設計、施工要求

2.1錨桿支護技術的原理

（1）加固擠壓作用：在巷道的頂部排列一系列的錨桿，用力擠壓，使得錨桿彼此重疊，形成一個壓縮區，這樣在保護自身穩定的同時，還能承受地壓，防止上面的巖石松動。這就是錨桿的加固擠壓作用。

（2）組合梁作用：將錨桿安裝在巷道的頂板上，在預緊力的作用下，錨桿的疊合梁就會變成組合梁，這樣就會大大的提高頂層的承載能力。

（3）懸吊作用：利用錨桿將危險的巖石或者軟弱的巖石懸吊于其他完整堅固的石頭上，然后由錨桿來承受巖石的重量。這樣有利于維持頂板的安全。

2.2錨桿支護的設計依據

錨桿的設計應該按照大松動圈的標準，因為采動壓力會使松動圈的大小形狀發生很大的變化。經過大量的實驗證明，巖石的松動圈如果在采動力的作用下就會比不在采動力作用下大2～3倍，也就是說，巖石的松動圈如果受到采動力影響，小松動圈就會變為中松動圈，而中松動圈就變成了大松動圈。所以我們在設計時，要以大的松動圈為準。

2.3錨桿支護技術的施工要求

（1）錨桿施工應該計算精確，盡量的減小誤差，要根據設計的要求確定孔位，并且做好相應的標記；

（2）錨桿支護施工有著嚴格的安全規定，要按照掘進工程的標準化要求懸掛牌版。比如，懸掛的地點要方便相關單位的監督和檢查，所以必須具備照明設施、通風設施，在特殊的地方要加特殊的保護措施。

三、錨桿支護技術的應用

3.1錨桿技術在巷道修復中的應用

在巷道中，一般用的是混凝土支架，而且是整個巷道。混凝土支架雖然堅固，但如果支架受到采動區的影響時，很有可能會出現裂縫，這是混凝土支架無法克服的缺點。所以這時使用錨桿技術，就會及時的修復混凝土出現的裂縫。比如，巷道中有浮石出現時，可以只破環一部分的鉆孔，然后在里面安裝鋼筋混凝土錨桿。如果有意外發生時，一般出現的情況是巷道頂部的巖石墜落，這時可以先用錨桿支護巷道的頂部，再快速清理墜落的巖石，最后還得用錨桿把巷道底部的錨弄好。

3.2錨桿技術在防治巷道底臌中的應用

在防止巷道的底臌中，錨桿技術的效果是很顯著的，這是長期的實踐經驗得出來的。錨桿不僅可以用鋼筋混凝土錨桿，也可以用金屬的，它的工作原理是通過橫跨巷道，然后用力把它拉向巷道的底部。如果錨桿是鋼筋混凝土錨桿，就可以在巷道的底部鉆出一個大洞，然后利用鋼繩形成的繩套，把錨桿引到大洞的底下。這里形成的繩套有特定的放置地方，所以不會影響到巷道的正常流通。通過這樣的方法，使用錨桿支護可以使得巷道的底臌壓力減少30%～60%，這也是在多次實踐的基礎上得出來的。

3.3錨桿技術在加固水平間煤柱時的應用

在以前開采地表的煤層時，需要的支護技術并不是很高，但是現在的煤礦開采，已經深入到地底的厚煤層階段，所以對支護技術的要求是非常高的，尤其是開采急傾斜的厚煤層時，使用錨桿支護是最經濟合理的。在以前的支護技術中，人們必須按照煤層的厚度來確定水平間的煤柱是使用單排的支架還是雙排的。而在錨桿支護中，人們可以通過放置炸藥包爆破采煤，成功的開啟的無人采煤方法，對于開采急傾斜煤來說，更是具有及其重大的現實意義。

四、結語

運用先進的挖掘技術，對于提高煤礦的經濟效益，發展煤礦企業有著重要的現實意義。錨桿支架與其他支架相比，成本低，質量輕，對于提高運輸能力，加快掘進速度，降低折舊率等都有著巨大的優勢。生活在這樣瞬息萬變的信息時代，我們要時刻保持著與時俱進的思想，不斷創新。在煤礦這樣的重工業中，對科學技術的依靠越來越大，我們只有不斷武裝自己，才能跟上時代的步伐，不被其淘汰。

參考文獻：

[1]杜建林，楊鄉，于齊場.淺談錨桿支護技術在煤礦巷道中的應用[J].工程技術，2014-08-12.

[2]康紅普，王金華，林健.煤礦巷道錨桿支護應用實例分析[J].巖石力學與工程學報，2010-08-04.

[3]范明建.錨桿預應力與巷道支護效果的關系研究[J].煤炭科學研究總院，2014-07-04.

[4]肖同強.深部構造應力作用下厚煤層巷道圍巖穩定與控制研究[D].中國礦業大學，2011-11-05.