煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用與分析

張紅剛　彭志濤

摘 要：本文圍繞煤礦巷道錨桿支護技術的要點、作用以及具體的應用進行詳細分析，希望能夠對讀者提供一些借鑒和參考。

關鍵詞：煤礦巷道;錨桿支護;要點;作用;應用

1.前言

煤礦的開采作業具有很大的危險性，因此，做好煤礦的作業安全非常重要。常見的巷道支護方式是錨桿支護，本文將進行分析。

2.煤礦巷道錨桿支護技術要點

作為煤礦巷道錨桿支護的技術要點，以下四方面應為錨桿選用中的重要參數著重進行分析考量。主要的測量參數包含圍巖的地質測量、現場設計情況、注漿與錨桿支護結合情況、施工質量監測及礦壓監測、錨桿支護參數的選擇。

2.1圍巖地質測量

作為煤礦圍巖強度衡量依據，鉆孔觸深法被廣泛應用，基于煤礦圍巖詳細賦存分布，精準定位并得到礦井煤及圍巖相應的強度，對于施工所需的煤巖體實際抗壓強度則可以得出沒有誤差的賦存強度。業內使用率較高的電子鉆孔窺探儀就是對上面所說很好的驗證，這種儀器所得到的煤巖體賦存信息。測量的操作簡便、快捷都為所得結果的準確起到了保駕護航的作用，既節省了工作時間，又提高了測量的準確性。

2.2設計分析

受各煤礦現場開采技術條件的限制，錨桿支護設計面臨多重因素影響。為保證礦井生產過程中能夠取得較好的支護效果，因此，在進行礦井設計之前，深入煤礦實地考察成為了前提條件，之后應進行相關資料的整理及匯總，方可進行錨桿支護的科學設計。材料的優選則對錨桿支護強度至關重要，強度較強的支護材料能夠有效保證后續支護效果的保證，但在支護的過程中也需要注意對于材料的搭配組合，合理的材料的選擇是設計的關鍵。

2.3注漿和錨固聯合加固技術

使用多年的錨桿支護在進行單一進行支護時，強度已達不到現場要求。如果將注漿結合錨固，兩種技術相結合能夠有效提高整體的支護強度，避免由于單種支護技術下支護不到位的情況。這兩種技術聯合支護后，受益于合理利用破碎煤巖體實現了再次錨固，大大提升了穩定性，并加速了巷道的成型。

2.4施工質量檢測和礦壓監測

為保證支護后能夠取得較好的效果，需要對整體施工技術進行定期的監測及監測。其中，支護施工之后便需對錨桿進行質量檢測。其中有較高精準性及測量效果的拉拔計則應用廣泛，這種設備能夠提供較好的監控效果。可以降低檢測時間提高速率的聲波檢測儀也是很好的設備。軟件方面，智能化礦壓監測已廣受應用，其自動化及準確性為支護提供了堅實依據。

3.基于不同的錨桿支護作用分析

3.1懸吊式錨桿支護

通常，懸掛錨桿支護是常見的方法。在煤礦的地下開采過程中，周圍的巖石條件通常很復雜并且會發生變化，在這種情況下，使用懸掛錨桿支護會在開發過程中產生問題。例如，在圍巖周圍有許多小的碎石，這在一定程度上反映了圍巖本身的問題。如果此時繼續選擇懸懸掛錨桿支護將無法再保證錨支撐的整體有效性和穩定性，在重型道路周圍的巖層會分層，破壞周圍巖石的整體結構，從而給煤礦的開發帶來了一定的安全隱患。

3.2組合梁錨桿支護

煤礦巷道中遇到的圍巖通常是復雜的，并且在多個層面上是多種多樣的。因此，組合梁錨桿支護方法可以用來保護道路，采用這種方法，可以在一定程度上實現多層圍巖的固定，并可以增強整個圍巖的承載能力。另外，如果巖石地層太破碎，則復合梁錨桿支護方法可以有效利用巖層之間的摩擦和壓縮作用，促進圍巖的穩定性，從而充分發揮支護作用。

3.3組合拱錨桿支護

與復合梁錨固支護相比，復合拱錨固支座具有以下特點：由于其獨特的特性，如果周圍的巖石層太破裂，復合拱錨可以保持周圍巖石的穩定性。組合的拱錨桿支護不僅可以保護周圍的巖石，還可以有效地加固拱形道路和大斷面道路。在地下采礦過程中，借助組合錨桿技術，可以在一定程度上減少圍巖塌方的發生，并且各層之間的相互摩擦和壓縮可以增加整個拱結構的承載力。這樣，可以有效地避免圍巖的變形，并且可以提高整個圍巖的安全性和穩定性。因此，連續使用組合拱錨桿支護技術可確保采礦的安全性，穩定性和高效率。

4.煤礦巷道錨桿支護應用研究

4.1技術概況

某煤礦一號井主采2煤層，賦存角度小于8°，最大煤厚3.8m，最大煤厚為6.7m。走向長350m，開掘順槽6000m，一次采全高作業。本文所研究的112201工作面作為首采工作面，實體煤壁分布其兩側，巷道則連接2-2煤層回風大巷。

4.2煤礦巷道錨桿支護質量控制要點

依據現場實際情況，對錨桿支護進行質量監控，從三方面進行把控：

（1）斷面大小。尺寸是支護質量的保障。隨著巷道寬度及高度的相應增加，錨桿所受剪力增大，結構破壞最終導致破壞;受限于形狀，矩形斷面往往會因為錨桿支護效果不盡人意，帶來巷道的支護效果嚴重降低;

（2）材料因素。對于支護材料的選取則會直接影響到支護的效果，其中常見材料如鋼材、螺絲、樹脂等質量的好壞，都將直接影響到錨桿機錨索的質量。另外一個重要的材料錨固劑，也將直接影響錨桿與煤巖層之間所形成的黏結作用，若選用不當，將直接降低支護力，甚至支護無效，造成嚴重后果;

（3）錨桿安裝質量。錨桿安裝質量指標內，包含多重因素，首先，對于錨桿安裝角度的要求較為復雜，如若角度選擇不恰當，則會導致錨桿的固定作用大打折扣，難以到達預期錨固設定，進而造成錨桿懸吊效果不良。其次，對于錨桿眼的深度要求也是小于其設計深度的，錨桿眼直接影響錨桿巷道的鎖緊能力，如若實際深度未達設計深度，則鎖緊力降低，造成錨桿眼內進入雜物，降低錨固劑的錨固性能，影響支護強度，最終效率低下。

4.3煤礦工作面錨桿支護設計

基于112201工作面生產技術概況，綜合考慮礦區多種影響因素，對于錨桿支護進行合理選材，實際選取錨桿為長2.4m的編號為20的螺紋鋼筋，對于錨桿的螺紋加工，其尾部需以22mm的螺紋作為加工，長度則需設計150mm，則需配合高強度螺母實現緊固作用。就錨固方式的選擇而言，以長度為1300mm作為錨固的長度，合理的鉆孔直徑選取28mm。配套選取的托盤則應滿足力學抗壓變形力與上述錨桿匹配，最終選用鋼號大于選擇樹脂加長錨固方式，鉆孔直徑選取28mm，錨固長度設置為1300mm。同時，托盤應與錨桿相匹配，保證高強度抗壓，尺寸則為長寬均為150mm，厚度為10mm的鋼號大于Q235的托盤。錨索選取應滿足以下要求，首先，托板高于60mm，厚度大于40mm，承載力大于400kN

5.支護效果監測與分析

通過所安測站設立綜合測點，監測并得到以下各方面數據：巷道表面位移、頂板離層、錨桿、錨索受力及巷道破壞統計等數據，并進項了相關評價。十字布點法是對巷道表面位移監測常用的方法。第一步需鉆進孔之后將木樁鉆入孔洞，所打孔徑為30mm，深為380mm，選用木樁則為直徑和長度分別為320mm和400mm。還需將彎形測釘與平頭測釘分別布置于頂板、上部木樁端部及底板、下部木樁端部。其間距沿軸線應介于0.6m～1.0m。

6.結束語

綜上所述，在進行煤礦巷道錨桿支護的作業中，要根據實際情況，調整施工作業，控制施工技術，保證施工質量。

參考文獻

[1]王永濤，劉森，畢士鋒，等.煤礦掘進巷道錨桿支護新型檢測技術的研究與應用[J].內蒙古煤炭經濟，2017（14）：19～20.

[2]劉曉恒，王鍇，江帥，等.煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用與分析[J].煤礦機電，2019（2）：71～73.

[3]賈振凱.基于煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用研究[J].能源與節能，2019（5）：153～154.