探討煤巷圍巖控制與錨網支護技術

楊 永，李占龍，艾國防

鄂爾多斯市營盤壕煤炭有限公司

探討煤巷圍巖控制與錨網支護技術

楊 永，李占龍，艾國防

鄂爾多斯市營盤壕煤炭有限公司

煤巷是目前煤礦回采巷道的主要形式，由于煤礦井下施工環境復雜，煤巷所處底層的條件多樣,圍巖的性質多變,因此研究煤巷圍巖控制技術對于煤礦安全生產來說具有非常重要的作用。錨網支護技術作為有效的煤巷支護方式，其對煤巷圍巖具有強化作用，因此本文通過研究煤巷圍巖控制與錨網支護技術,提出優化錨網支護技術在煤巷圍巖控制中的應用。

煤巷；圍巖控制；錨網支護技術

引言

煤巷圍巖因為受到采動而出現變形，所以實現煤巷圍巖構造支護能力的提升以及避免出現煤壁片幫是確保煤巷安全的基礎，其中一種有效支護煤巷的手段是錨網支護技術，其能夠明顯地提升煤巷圍巖強度，以及這種支護手段的費用比較少，并且可以實現煤巷斷面使用率的提升。當今很多國家都應用錨網支護技術，在國內煤礦企業當中也普遍地應用錨網支護技術。

1 煤巷圍巖控制與錨固的原理分析

1.1 煤巷圍巖控制的原理

煤巷圍巖控制的原理是圍巖跟支護互相影響的原理，由于屬于地下工程的煤巷有別于通常的工程，巖體有著一定的承載性能，因此巖體跟支護手段互相滲透。換言之，以支護的方式提高煤礦開采空間可靠性的提升，體現巖體的承載性能。能夠劃分煤巷圍巖控制原理為被動支護以及主動支護。主動支護即借助支架將事前準備好的預應力施加給圍巖，像是錨索和錨桿預緊力等，其重點是加固處理圍巖。被動支護就是對圍巖不實施任何的預應力，支架重點支護圍巖散體荷載，像是巷道鋼拱支架，其并非加固圍巖。

1.2 煤巷圍巖的錨固理論

錨固理論重點是對錨固構造和圍巖的力學影響原理進行分析，應用錨固原理能夠從技術上支撐煤巷圍巖控制。有關錨固理論存在非常多的說法，然而，其都立足于假設理論。為此，錨固理論要遠遠滯后于實踐。當今的錨固理論是組合拱壓縮拱理論、最大水平應力理論、懸吊理論、圍巖松動圈理論、組合梁理論等，這一系列的理論各具特點，錨桿支護的早期理論是懸吊理論，其在頂板下是松散巖層以及頂板上是穩定巖層的狀況下適宜應用，然而未曾兼顧破碎巖層強度的提升和錨桿的抗剪能力。加固拱理論在軟巖巷道適用，其兼顧了整體的錨桿支護性。組合梁理論在層狀巖層適用，其重點錨桿對對巖層滑動和離層的制約性形成影響。

2 錨網支護技術及其應用過程

2.1 錨網支護的工藝技術

2.1.1 支護巷道的施工次序

支護巷道的次序為；首先在挖掘巷道之后，應當實時地開展臨時支護，臨時支護的前探梁需要應用兩根鋼管，確保鋼管的長度是3.5米和厚度是3.0英寸，再借助鋼圈與螺帽在錨桿上懸吊，從而支護巖層頂板，以及借助剎桿背實頂板，從而進行臨時支護。其次，對支護巷道的其它設備進行及時安裝，像是跟圍巖配合的支護（錨索、金屬網、錨桿等），確保礦井采掘空間的穩定。最后，應當對混凝土進行及時地噴射，以及確保噴射混凝土的厚度符合相應的標準。

2.1.2 安裝臨時支架技術

首先，在檢查巷道通風性之后，操作者站于永久支護的下面，借助2.5米以下的工具清理干凈幫和頂的煤，操作者快速往前探梁需要的距離移動之后，在前探梁放置金屬片，以及絞盡。通常需要有5人上前探梁。其次，在操作的時候，倘若頂板的壓力太大，以及頂板發出響聲，需要迅速地暫停作業，以及快速地撤出施工者，在穩定頂板支護，從外至里支護柱帽再進行施工。倘若頂板出現較大的不平情況，前探梁難以在巷道開口位置應用，那么臨時支護務必借助較輕的單體液壓支柱。

2.2 安裝錨索、錨桿的過程

2.2.1 頂板錨桿支護的過程

首先，操作者在臨時支護的下面站好，根據鋼筋托鏈規定孔位，通常首先對中間頂錨桿鉆眼，再開展其它的錨桿。安裝頂錨桿的次序是：鉆眼、清孔、將樹脂藥卷注入眼孔中、借助擰上螺母的錨桿頭頂住樹脂藥卷且向孔眼中放置、借助攪拌機跟鉆矸機錨桿尾部相連接，以及借助鉆眼機對錨固劑進行攪拌，時間大概是20秒，再停止進行攪拌，再等候1分鐘借助鉆機將螺母擰上。其次對頂板錨桿進行安裝。安裝頂板錨桿的次序是先中間、再兩邊。通常頂板錨桿借助短釬桿進行鉆孔，再對長釬桿進行更換，應用的鉆頭需要是Φ28mm，借助鉆孔機鉆孔之前，要先提升錨桿機，以及在相應的位置放置鉆頭，進而確保鉆頭鉆孔之角度，確保鉆孔實現要求的深度，在完成鉆孔之后，應當清理孔眼的泥漿和煤灰。務必確保鉆孔間距跟安裝錨桿的距離需要相符合，能夠使鉆孔排距值小于或者是大于50mm,根據間距進行錨桿施工要。

2.2.2 幫錨桿支護的過程

首先，在施工幫錨桿支護之前，對錨桿眼進行布置，借助有色筆對巖石面鉆眼位置進行確定，幫錨桿的安裝技術跟頂板錨桿的施工技術類似，其都是首先對鉆眼角度進行確定，再借助短釬桿套長釬桿手段實施幫錨桿支護鉆眼。在以上工藝結束之后，將樹脂藥卷注入鉆孔，通常選用的是Z2360中速藥卷，結合施工的要求，倘若巷道在3米以上，那么在一旁實施錨桿支護。只有確保3噸的預緊力和5噸的幫錨桿重量，才可以確保巷道空間的安全性。

2.2.3 錨索支護的過程

安裝錨索支護重點涵蓋下面的過程：（1）安裝錨索。首先緊跟工作面安裝錨索，不允許滯后。其次，將樹脂藥卷注入到錨索鉆孔位置，藥卷的注入次序是：首先將超快速藥卷注入，再將中速藥卷注入，以及在鉆孔當中推進藥卷。借助專門的錨索機和攪拌機連接錨索，在開始攪拌的時候，應當對攪拌的速度進行有效地控制，防止太快，在錨索孔進入全部的錨索支護進行加速，通常是大概30秒的攪拌時間，在完成攪拌之后等待大概1分鐘將設備拆除。最后，結束攪拌半個小時之后安裝其他的裝置，確保實現10噸的預緊力。（2）務必在暫停一系列裝置的時候拆除裝置，防止安全事故的出現，并且務必在鉆機底部插入攪拌機，注藥的時候人為地護住鋼絞線，防止傷人現象的發生。

3 結語

總而言之，因為礦井的施工環境比較復雜，煤巷存在多樣性條件的底層，圍巖性質存在多變性的特點，所以對煤巷圍巖控制技術進行分析意義重大。而錨網支護技術這種支護煤巷的手段非常有效，其能夠強化煤巷圍巖，因此倡導廣泛地應用這種技術。

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[3]石志林.依靠科技進步,推進煤巷錨網支護技術穩步發展[J].科技資訊,2012（04）:187-188.

楊永（1989-），男，漢族，山東汶上人，本科，助理工程師，主管技術員，研究方面：綜掘支護技術。