礦建工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)分析

王永臺

（四川中成煤炭建設(shè)（集團）有限責(zé)任公司，四川 成都 610200）

隨著我國社會經(jīng)濟以及各行各業(yè)的不斷發(fā)展，我國整體上對于煤炭的需求在不斷上漲，給煤礦行業(yè)帶來了不小的產(chǎn)出挑戰(zhàn)。為了滿足國內(nèi)對于煤炭日益增長的需求，大部分煤礦都只能選擇將礦坑向縱向挖掘，到地層更深處去尋找更多的煤炭資源。但是，隨著礦坑深度的增加，周圍的地質(zhì)條件也逐漸變得復(fù)雜起來，這就對巷道掘進(jìn)過程中使用的錨桿支護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。

1 錨桿支護(hù)技術(shù)相關(guān)信息概述

1.1 錨桿支護(hù)技術(shù)的工作原理

錨桿指的是一種桿狀的錨栓結(jié)構(gòu)，在一般情況下，會將其安置在巷道中的巖石當(dāng)中。錨桿支護(hù)技術(shù)的主要工作原理如下。

在巷道進(jìn)行挖掘之后，需要在巷道的后方使用錨桿支護(hù)技術(shù)對已挖掘好的巷道進(jìn)行加固。在一般情況下，需要先在巖石上用鉆孔機器進(jìn)行打孔，之后將錨桿插入到孔洞當(dāng)中，這樣可以大大提升巖石的強度和抗壓能力。除此之外，像這樣將錨桿插入到巖石當(dāng)中，還有很多的作用：組合梁作用、懸吊作用、減跨作用等等。組合梁作用是指使用組合梁來支撐和保護(hù)巷道頂部的層狀頂板，將作用點設(shè)置在巷道的左右兩側(cè)，利用錨桿安插來使得頂部的梁板更加緊實、牢固，可以大大提升頂部梁板的抗壓能力，從而達(dá)到支撐、加固和保護(hù)的目的。懸吊作用是指利用錨桿的安裝來將快要從巖層中脫落的巖石懸吊起來，避免其脫落造成財產(chǎn)損失和人員傷亡，也防止其造成巷道整體穩(wěn)定性的下降[1]。

總的來說，錨桿支護(hù)技術(shù)相較于其他的巷道加固技術(shù)擁有更大的優(yōu)勢，其施工工序簡單、工作效率高、保護(hù)效果好、安全性和穩(wěn)定性出眾，為大部分的煤礦產(chǎn)業(yè)所選擇使用。

1.2 使用錨桿支護(hù)技術(shù)時的參數(shù)選擇

在礦坑內(nèi)部使用錨桿支護(hù)技術(shù)進(jìn)行施工的時候，需要結(jié)合礦坑巷道內(nèi)部的具體情況，充分考慮到周圍的地質(zhì)條件和施工的具體要求，綜合所有影響因素后，再來選擇參數(shù)和制定施工的方案。

1.3 錨桿支護(hù)技術(shù)施工方案的設(shè)計方法

相較于傳統(tǒng)的施工方案設(shè)計方法，現(xiàn)如今已經(jīng)可以使用很多的高新技術(shù)來協(xié)助設(shè)計人員進(jìn)行一些工作，來讓整個設(shè)計過程耗時更短、成本更低、質(zhì)量更高。

首先，可以利用一些機械設(shè)備來采集礦坑施工地點處各個地層的地質(zhì)條件數(shù)據(jù)，并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、匯總、整理和分析，將最后按照一定條件劃分好的數(shù)據(jù)表遞交到設(shè)計人員手中。

其次，根據(jù)之前所采集到的數(shù)據(jù)來選擇錨桿設(shè)備的初始參數(shù)，在這個過程中可以利用工程類比法來提升最終得到的錨桿初始參數(shù)的準(zhǔn)確性和合理性[2]。

最后，在礦坑的施工地點使用得到的錨桿初始參數(shù)進(jìn)行多次實驗和測試，以此來評估錨桿在實際施工過程中的支護(hù)效果，并且需要注意這其中可能出現(xiàn)的問題。在實驗之后，可以利用計算機技術(shù)來對錨桿的初始參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

2 如今礦建工程中巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)的特點

隨著我國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，到如今，在礦建工程中的巷道掘進(jìn)過程中所使用的錨桿支護(hù)技術(shù)，相較于之前的傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)已經(jīng)有了很大的改變，擁有了許多新的特點和優(yōu)點，使得如今的錨桿支護(hù)技術(shù)更加可靠、更加穩(wěn)定。

2.1 施工過程機械化程度更高

在傳統(tǒng)的巷道挖掘過程中，一般情況下使用的支護(hù)技術(shù)都是棚式支護(hù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，這種支護(hù)技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足如今的煤礦巷道支護(hù)需求了。在世界進(jìn)入工業(yè)化時代之后，人們對于機械化的研究越來越深入，新式的錨桿支護(hù)技術(shù)也應(yīng)用了一定的機械化的技術(shù)，使得錨桿支護(hù)技術(shù)的施工過程可以由機械設(shè)備代替人工來完成施工。這樣既節(jié)約了雇傭施工隊伍的成本，也避免了巷道坍塌造成人員傷亡的隱患。

2.2 在錨桿支護(hù)技術(shù)中還應(yīng)用了很多的高新技術(shù)

相較于傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)，錨桿支護(hù)技術(shù)中所包含的高新技術(shù)種類要多得多。在煤礦行業(yè)不斷發(fā)展的這些年里，支護(hù)技術(shù)也在不斷的探索前進(jìn)，已經(jīng)取得了很多成就。如今的錨桿支護(hù)技術(shù)在施工的過程中，不僅可以使用到多種高新技術(shù)，還可以根據(jù)施工地點的具體情況和施工方案的不同要求來臨時更改一些技術(shù)方面的要點，使得錨桿支護(hù)的保護(hù)效果更好。

2.3 錨桿支護(hù)技術(shù)的保護(hù)能力更強

包括錨桿支護(hù)技術(shù)在內(nèi)的諸多支護(hù)手段，都是針對巷道墻壁上的巖石和土層進(jìn)行加固和保護(hù)，避免其從中掉落造成大規(guī)模塌方等事故，導(dǎo)致財產(chǎn)損失和人員的傷亡。錨桿支護(hù)技術(shù)與以往的傳統(tǒng)支護(hù)手段相比，不僅優(yōu)化了施工的步驟，使得整個施工程序更加簡單，還提升了整體的支撐保護(hù)強度。在實際使用錨桿支護(hù)技術(shù)進(jìn)行加固施工的過程中，可以根據(jù)具體的地質(zhì)條件情況，來選擇延長或縮短錨桿的長度、增加或減少錨固劑的添加，以此來使得錨桿支護(hù)能夠更加貼合巷道中的墻壁情況，發(fā)揮出更好的支撐保護(hù)效果[3]。

2.4 錨桿支護(hù)技術(shù)的靈活性更強

在巷道中使用錨桿支護(hù)技術(shù)的目的是為了使得巷道整體更加牢固、更加穩(wěn)定，但是，不同礦坑下的不同巷道有著不同的地質(zhì)情況，其他的各種實際情況也都多多少少存在著一些差異，在傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)當(dāng)中，為了使得支護(hù)手段能夠發(fā)揮出支撐保護(hù)的作用，就需要人工來對支護(hù)器械進(jìn)行調(diào)整。而錨桿支護(hù)技術(shù)則更加的靈活多變，可以根據(jù)施工的具體情況和具體要求來改變自身的施工方案，就省去了人工調(diào)整的過程，既節(jié)約了施工的成本，也讓整體的支護(hù)效果更加安全穩(wěn)定。

3 相較于傳統(tǒng)支護(hù)手段，錨桿支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的支護(hù)手段一般使用的是棚式支護(hù)技術(shù)，棚式支護(hù)技術(shù)需要專業(yè)的施工隊在巷道中進(jìn)行施工，該支護(hù)技術(shù)的實施需要巨大的勞動力投入。而錨桿支柱技術(shù)中應(yīng)用了一定的機械化技術(shù)，用機械設(shè)備來代替了一部分人工進(jìn)行施工作業(yè)，減少了人力成本的投入，降低了巷道塌方造成人員傷亡的風(fēng)險，還提升了支護(hù)技術(shù)施工的效率和質(zhì)量。除此之外，錨桿支護(hù)技術(shù)在實際施工的過程中，還會根據(jù)施工巷道的實際地質(zhì)情況來對自身的施工方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，能夠有效地保證在各種不同的條件下的支撐保護(hù)效果。

4 錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 巷道修復(fù)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的煤礦巷道掘進(jìn)施工中，比較常用的掘進(jìn)保護(hù)技術(shù)通常以混凝土支架支護(hù)形式為主，但是，此項技術(shù)在應(yīng)用過程中，極其容易受到礦山壓力的影響，而出現(xiàn)支護(hù)斷裂的問題，導(dǎo)致礦山巷道掘進(jìn)作業(yè)的安全性受到威脅，與混凝土支護(hù)方式相比較，錨桿支護(hù)手段的采納，能夠進(jìn)一步針對混凝土支護(hù)中所出現(xiàn)的支架斷裂問題加以修復(fù)。

4.2 巷道底鼓防治中的應(yīng)用

進(jìn)行煤礦巷道底部的支護(hù)防治時，為了進(jìn)行有效提升防治工作開展的科學(xué)合理性，可以在巷道與錨梁橫交的位置，使用錨桿將其固定住，并將相交點朝向巷道底板部位進(jìn)行拉拽。同時，在進(jìn)行巷道底鼓治理期間，進(jìn)行錨桿類型選擇時，可以從兩方面著手，一種可選擇金屬錨桿，另一種可選擇混凝土錨桿。例如，防治期間，使用鋼絲繩錨桿時，需要在巷道底鼓部位進(jìn)行鉆孔，孔的直徑可適當(dāng)擴大，同時，還需做好巷道斷面處理，將斷面之上的鋼絲繩制作成繩套，此間需注意，必須確保繩套的強度滿足施工的設(shè)計需求。

4.3 水平間煤柱固定處理中的應(yīng)用

在進(jìn)行煤礦巷道掘進(jìn)施工時，為了能夠進(jìn)一步提升水平間煤柱的固定程度，促使厚煤層開采效率及安全性得到顯著提升，還需做好錨固支護(hù)技術(shù)在水平間煤柱固定處理中的施工應(yīng)用。具體的實踐操作中，當(dāng)正式使用技術(shù)前，要求技術(shù)操作人員必須針對煤礦中掘進(jìn)巷道之內(nèi)的煤層厚度進(jìn)行調(diào)研測量，并根據(jù)測量結(jié)果展開分析，借此確認(rèn)更加精確的桁架式支護(hù)手段。此過程中，為了進(jìn)一步確保錨固支護(hù)質(zhì)量，還需做好木托梁的安裝施工操作，安裝點為回風(fēng)順槽及工作面的焦點位置。當(dāng)上述所有施工操作完成之后，就能夠順利實現(xiàn)對于水平間煤柱加固的施工目的[4]。

5 錨桿支護(hù)技術(shù)優(yōu)化方法

錨桿支護(hù)作業(yè)是一項操作要求較高的施工作業(yè)，其中許多環(huán)節(jié)都需要現(xiàn)代機械化設(shè)備的參與，這樣才能保證更好地完成錨桿支護(hù)作業(yè)，提高其支護(hù)效果。但是在實際的錨桿支護(hù)過程中，由于受到機械設(shè)備和施工環(huán)境的制約，使得一些大型機械化設(shè)備不能很好地發(fā)揮作用，一些本該由機械化設(shè)備來完成的工作卻往往由人工取代，這影響著錨桿支護(hù)的效果。想要在煤礦掘進(jìn)巷道中更好地應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)，就需要提高錨桿支護(hù)作業(yè)中的機械化程度，加大資金投入，研發(fā)適用于煤礦巷道的機械化設(shè)備，利用機械化設(shè)備提高工作效率，從而更好地保證人員的安全和錨桿支護(hù)作業(yè)的順利進(jìn)行。

6 結(jié)語

綜上所述，錨桿支護(hù)技術(shù)作為一種已經(jīng)較為成熟的支護(hù)技術(shù)，基本上已經(jīng)可以替代傳統(tǒng)的棚式支護(hù)技術(shù)，已經(jīng)可以滿足現(xiàn)如今的礦建工程中對于巷道加固工作的要求。但是，我國在錨桿支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域仍有很大的發(fā)展空間，技術(shù)人員和研究人員還是要積極探索、大膽創(chuàng)新，爭取在支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域取得進(jìn)一步的成果。