談錨網支護技術在半煤巖巷道中的應用

魏俊學

琿春礦業（集團）八連城煤業有限公司

談錨網支護技術在半煤巖巷道中的應用

魏俊學

琿春礦業（集團）八連城煤業有限公司

為了研究錨網支護技術現狀，通過對錨網支護技術半煤巖巷道中的應用概述。提出錨網支護技術存在問題及改進。巷道掘出后及時實施支護，不僅能保證施工的安全。而且還能大幅度的提高支護的作用效果。尤其對噴錨支護巷道更為重要。不及時的支護將引起圍巖的變形是松動，降低圍巖自承強度，甚至發生垮冒破壞。

錨網支護技術；半煤巖巷道；應用；問題

1 引言

談錨網支護一般由索體、錨固劑、錨具和托板等組成，具有錨固深度大、承載能力高、可施加較大的預應力等諸多優點，在交通、鐵路、水利水電隧道和地下硐室工程，城市基坑工程，邊坡工程，及壩體工程中得到廣泛應用。

2 煤礦巷道支護概述

對于煤礦井下巷道支護，如何提高圍巖強度并正確選擇支護方式是保證巷道穩定性的關鍵。巷道圍巖應力變化主要表現為在巖體內開掘巷道引起的應力集中，或回采引起的比原巖應力大得多的支承壓力對巷道的影響。錨網支護與傳統支護方式的不同點在于對圍巖內部加固,改善圍巖受力狀態，充分利用圍巖的支撐能力來支護巷道，抗變形能力強。

同時對于當前薄煤層綜采礦井，采用錨網支護方式能夠適合半煤巖巷道掘進工作面，既能減少矸石混入煤流，又能提高掘進速度。

3 半煤巖巷道采用錨網支護的優點

1、煤巖分裝，有利于煤質管理。在礦井開采過程中，隨著開采深度的不斷增加、煤層厚度不斷變薄，掘進時矸石排放量也隨之增大。錨網支護可以對井下掘進工作面實施煤矸石分裝分運技術，即掘進工作面可以先出煤炭，打頂錨支護頂板，然后在工作面后方設耙巖裝置拉底錨幫，將矸石通過礦車運輸到地面。這樣可以有效地減少半煤巖掘進巷道的混矸量，有效地提高煤質、實現利益最大化。

2、幫、頂支護平行作業，提高掘進速度。為滿足掘進和支護平行作業的連續采煤機掘進技術，掘進工作面可以先出煤炭，打頂錨支護頂板，然后在工作面后方可以設耙巖裝置拉底錨幫，將矸石通過礦車運輸到地面。這樣實現了幫、頂支護平行作業，而傳統碹體、U鋼、工字鋼支護巷道則無法實現這一點，必須一次掘全高，掘進速度低。

3、改進運輸系統，提升排矸（煤）的速度。長期以來，煤礦基本采用礦車排矸（煤）的方式進行運輸，不僅運輸速度慢，而且還容易發生安全事故。半煤巖巷道掘進工作面迎頭采用總掘機與皮帶機集中出煤，掘進后方跟著礦用小鏟車拉底。這樣不僅能夠大幅提高運輸速度，省去轉運的中間環節，還節約人力成本。從而大大提高工作效果，減少安全事故的發生。

4、使用光爆錨噴支護的技術。使用光爆錨噴支護技術的巷道有著明顯的優勢。不但成形好，而且巖面平整。在采用這項技術以后，半眼率已經在50%之上，超欠挖則降低至15%。我們按照不同巖巷的巖性來針對支護參數修改以及優化。在以往，錨噴巷道支護全部是使用2.4米的錨桿來支戶，而不去考慮頂板的情況。經過現場跟班以及對比實踐，在頂板情況良好的地段可以適當縮減錨桿的長度，同時可以延長間排距。經過對于支護參數的調整，不但縮減了錨桿眼施工的數量，而且打眼所要花費的時間明顯縮減。這樣節省了成本并且提升了工作效率。

5、改進施工工藝。積極推行巖巷“噴、錨、噴”施工工藝。一般礦井巖巷錨噴支護施工工藝都是“錨、噴、噴”，由于巖性的不斷變化，光面爆破的效果時有起伏，原有的“錨、噴、噴”工藝在光面爆破不理想時影響其支護效果，巷道成形差，網片、錨桿托盤不能緊貼巖面，支護費時費力，還遺留安全隱患，從五月份下旬開始推行巖巷“噴、錨、噴”新工藝，有效縮短了支護用時，提高了支護效果，加快了掘進施工速度。

4 錨網支護技術存在問題及改進

噴錨網支護技術優點多，易推廣，具體表現為：首先，一定強度和直徑的錨桿打入圍巖，形成了人為施加的外部應力，在時間和空間上一定程度的提高了圍巖抗剪破壞能力，在巖石圈內部形成壓縮帶。充分提高了圍巖的整體性。釘住不穩定圍巖防止脫落。其次，柔性鋼筋網的設立與安裝充分補償了錨桿打入的剛性應力，進一步進行補強。而鋼筋網還具備極強的抗拉、抗剪能力，能進行單獨的分級支護。充分適應不同地質條件，避免錨空事故的發生，成本低、作用大。最后通過對工作面進行速干混凝土的噴射可以很好的固結巷道內壁。修表面毛刺，避免軟弱圍巖的風化削弱作用。同時填補錨桿打入時引起的細小裂縫與巖石的天然節理。從里到外形成一個完善的巖石加固圈，提高巷道巖石承載能力。

錨索支護技術在加強煤礦巷道安全性能上取得了良好的效果，為企業提供了充分的技術與經濟保障。值得大力研究與推廣，但是任何技術從研究到投入市場都有一個不斷發現問題解決問題的時期的。當前該技術還存在一些問題值得進一步探討，例如：

在基礎設計領域，錨索、錨桿的協調支護作用與圍巖的形變；力學場變化及其復雜情況下的支護參數作用機理；參數優化與應力模型的演算，擬合公式的精度等等。都需要大量的實驗和數學演算去進一步論證。

在材料工程領域，如何多快好省的進行錨索支護材料等構件的制造與選取；在不同巖性硬度條件下選用何種硬度的錨桿材料進行施工，施工中打入圍巖多深等和材料有關的施工參數細節都有待現場運用的反饋。

在施工與效率方面，使用何種型號的錨索、錨桿進行協調支護效果最優；在大直徑、高噸位錨索施工設計要求下如何更快施加預應力并提高工效；在施工參數、錨桿材料、施工手段上如何達到科學的平衡，從而避免施工中使用過長、過密的錨索全方位節約材料，優化成本。

在施工后期檢測和施工完善程度上，如何避免當前技術人員重視錨索的作用而輕視錨桿的作用而減小了整體支護效果；后期如何監護錨索預應力變化并定期進行合理調整；如何進行數據擬合在考慮到錨索張拉過程中預應力損失后保障施工達到設計要求；如何運用相關儀器儀表進行現場預應力實時監控。

5 結語

巷道的挖掘會改變當前地層應力，誘發瓦斯溢出，地層塌方等多情況安全事故，應住夠重視。而巷道支護技術能有效克服應力變化，防止巖石發生形變。巷道支護技術應在挖掘后馬上實施防止不及時支護而產生的圍巖變形和松動。該技術的關鍵點在于錨索與錨桿的配合使用。而后續的噴錨網支護及噴射混凝土工藝又可進一步提高圍巖穩定性防止錨索材料腐蝕和圍巖的風化剝失。在實際施工時還要加強施工質量監護，如實時監控應力變化，進行巷道表面的變形觀測，防止事故的發生。

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[3]金淦,王連國,張繼華.深部半煤巖回采巷道圍巖破壞特征及支護技術[J].煤礦安全,2015,46（1）:126-129.