煤礦巷道錨桿支護技術探討

耿新龍

摘 ?要：錨桿支護是煤礦掘進巷道中應用較為廣泛的支護技術，為煤礦掘進作業創造安全環境。錨桿支護技術專業性強，涉及的細節較多，為保證各施工內容認真落實到位，煤礦開采單位應做好錨桿支護技術研究，明確施工的重點與難點，做好施工各環節監督。本文簡單闡述錨桿支護作用原理，以及在煤礦掘進巷道應用中應遵守的原則，提出相關的應用策略和應用案例，以供參考。

關鍵詞：錨桿支護技術;煤礦;巷道;應用

1錨桿支護技術的作用原理

首先，懸吊作用。借助錨桿將直接頂板吊掛在老頂之上，或將松動的圍巖和松動區外堅固、完整的巖體相連，避免巖塊冒落。其次，組合梁作用。應用錨桿連接并緊固層狀巖體的各層，將巖層組合為和鉚釘類似的加固組合梁，使得巖層的整體抗彎能力明顯增強。研究發現，荷載相同時，組合后的組合梁與未組合的板梁相比，其內應力與撓度均明顯降低。最后，擠壓加固拱作用。沿著巷道周邊將錨桿按照一定間距徑向排列，在預應力作用下，各錨桿周邊構成錐形體壓縮區，相互重疊聯接在一起，圍巖中便形成均勻厚度的連續壓縮帶，不僅能承受地壓，而且可避免上部圍巖的變形和松動。另外，錨桿還具有楔固作用，即，錨桿穿過圍巖中不連續的斷面，可有效防止斷面發生位移。

2錨桿支護技術在煤礦巷道中的應用原則

首先，綜合評估原則。為保證錨桿支護的安全性，設計錨桿時，應做好煤礦地質力學評估，包括進行短錨拉拔試驗、測定圍巖力學性質、現場地質條件勘察等，掌握可錨性以及支護工作難以程度。其次，明確步驟原則。為保證錨固設計工作順利完成，應遵守一定的設計原則，先進行初步設計，而后做好錨固效果監測，確定相關的錨固參數，對相關參數進行優化。設計過程中應準確分類圍巖，保證設計的科學性與合理性。最后，動態設計原則。設計錨桿支護方案時，應具體情況具體分析，即便是同一礦井，同一煤層，因區域、地段不同，應采取不用的支護參數。另外，設計時還應注意：其一，使用借助數值模擬、理論計算法、工程類比法等進行設計，尤其應用工程類比法設計時，應認真分析相似參考巷道的區別，做相應的更改。其二，應用技術含量高、性能穩定的錨桿產品。如條件較為復雜時，應體現高支護強度和支護等級思想，如圍巖較軟弱且不穩定、跨度大時，應使用全長錨固或加長錨固等方式。

3煤礦掘進巷道中錨桿支護技術的應用策略

3.1錨桿支護施工設計與要求

（1）做好巷道觀測工作。了解巷道的基本情況，觀測巷道橫截面的穩定性，對巷道圍巖情況先進調查，結合巷道基本情況設計錨桿支護的施工方案。（2）制定錨桿支護施工標準。施工警示牌需要放置醒目的位置，確定施工安全管理標準，制定錨桿施工人員管理制度、監督制度等，為錨桿支護施工順利開展奠定基礎。（3）確定錨桿支護施工方案。針對巷道內部情況，若是巷道結構比較復雜，為了強化錨桿支護質量，可以選擇架棚、點柱等方式進行支護，進而滿足巷道支護需求。（4）制定檢查維修標準。定期對巷道進行檢查，實時了解巷道的支護情況，及時發現問題快速解決問題，加強對巷道的保護。做好錨桿支護施工前準備工作，可以為錨桿支護施工提供基礎保障。

3.2錨桿支護技術的實際應用

（1）巷道修復。假設巷道支護主要是以混凝土作為支架，而混凝土承受的壓力過大部分位置已經發生斷裂，此種情況下采用錨桿支護可以有效的修復混凝土支架。例如，巷道部分圍巖出現浮石，可以通過鋼筋混凝土錨桿進行加固，進而解決浮石問題。（2）巷道底鼓。針對巷道底鼓問題，可以將錨梁與巷道橫交的位置向底板方向拉，具體選擇金屬錨桿還是混凝土錨桿，結合實際進行選擇。例如，利用金屬錨桿施工時，在鉆孔的底部可以設置一些大孔，將截面位置的鋼絲結合成繩套，再將繩套放入到大孔的位置。利用繩套布設窩槽，可以解決巷道底鼓問題。水平煤柱加固。遇到厚煤層，需要對水平間煤柱進行強化，提高其穩固性。準確測量煤層的厚度，采用桁架式支護，在此基礎上在開展錨桿支護，進而確保巷道的穩定性。

3.3錨桿支護施工注意事項

（1）錨桿孔的施工需要結合施工標準，錨桿空完成后需要進行檢查，結合施工設計圖紙驗證錨桿孔的實際應用效用，若是出現問題及時進行調整。一般情況下，錨桿孔直徑不超過30mm，錨桿的長度需要大于錨桿孔的深度，但是超出的范圍要小于31mm。此外，做好錨桿孔施工前準備工作，清理巖石表面使其保持清潔，安裝好臨時支護，為錨桿支護施工做好安全準備。

（2）對于錨桿施工，需要確保托盤與巷道緊密連接，確保托盤的穩定性，做好托盤的清潔工作。對于錨桿的緊固，需要采用緊固器具與設備，提高錨桿的穩固性。此外，做好設備準備，例如，扳手與測力計，結合巷道進行安裝，進而確保拉力測試的準確性。做好巷道觀測工作，及時了解巷道的受力情況，為煤礦開采安全提供基礎保障。

4煤礦巷道錨桿支護應用實例分析

4.1采空區內留巷支護應用

由于采空區留巷而造成的地質變形破壞，極大的影響了煤礦回采工作面，因此，在進行設計時，應提高對采空區的錨桿支護工作的重視程度，某礦1422工作面的2號煤層，其工作面穿越四采區，其錨固支護方式采用了以鋼筋托梁，并且結合了錨索增加強度的錨桿錨固方式，能夠有效對支護進行加固。

4.2千米深井大巷支護應用

千米深井大巷支護作為一種對于特殊地質的巷道支護，某礦區存在的高地應力巷道，對其支護的選擇一直阻礙著工程的順利開展，即使采用二次加固，也不能完全保證采礦工程安全、順利的開展。為了解決這一問題，我國開展了高預應力支護的技術研究。高預應力支護設計采用錨桿、錨索結合混凝土噴射加固方式，錨桿材質為屈服強度600MPa的熱軋帶肋鋼筋，且保證其直徑在25mm，延伸率19%，同時還需要保證其無縱向螺紋，且桿長2.5m，錨桿之間的距離為800mm。需要注意的是，在進行千米深井大巷支護應用時，應在挖掘后立即噴灑混凝土，以此來防止碎石落下，并且在挖到40m后，應待錨桿施工完成后，進行二次噴射混凝土施工，保證噴厚在120mm，保證支護結構的穩定性。

4.3松軟煤層支護應用

某礦井的煤層及頂底板巖層膠結差，且煤巖體具有強度低、松散破碎、易風化、易崩解、遇水膨脹等特性，這在一定程度上增加了礦井巷道支護施工的難度，不僅如此，由于在服務期內的巷道不得不多次翻修，這對煤礦開采工程的施工進度也造成了嚴重的阻礙，不僅影響了回采工作的正常推進，還極大地增加了支護費用，造成了施工成本的增加。因此，對于該礦井應采用樹脂錨固膠和錨桿結合支護，對于某礦4號礦井來說，錨桿應為左旋無縱筋螺紋鋼，且保證其長度為2.7m，直徑為21mm，錨桿間距760mm。同時，還需采用數值模擬進行多方案比較，并結合已有的經驗確定巷道采用樹脂全長預應力錨固組合支護。

5結束語

錨桿支護的關鍵因素作為理論的參考，在實踐的應用中還必須根據其工程的不同進行具體的分析，以此保證其設計的科學性，更好的發揮錨桿支護在煤礦建設的作用，減少事故發生，提高巷道支護的安全性。

參考文獻

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