煤礦巷道錨桿支護(hù)應(yīng)用實(shí)例分析

張錦程

摘 要：針對我國煤炭開采技術(shù)的不完善、安全系數(shù)低、開采難度大等現(xiàn)狀，相關(guān)部門一定要加強(qiáng)煤炭開采的安全性，并且加強(qiáng)對開采過程的監(jiān)督檢查。煤礦巷道錨桿支護(hù)便是在我國煤炭開采過程中產(chǎn)生的，對于巷道的安全性進(jìn)行保護(hù)，保證煤炭開采技術(shù)的安全與穩(wěn)定。但是，目前我國煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)還不完善，為了防止煤礦開采技術(shù)出現(xiàn)問題，要對該技術(shù)進(jìn)行一定改善。

關(guān)鍵詞：煤炭開采 煤礦巷道錨桿支護(hù) 實(shí)例分析

中圖分類號：TD32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（b）-0042-02

煤礦巷道錨桿支護(hù)是針對于我國煤炭開采技術(shù)手段不完善的狀況產(chǎn)生的，在我國已經(jīng)有很長一段時間的應(yīng)用，目前已經(jīng)能應(yīng)用于大部分的煤礦開采企業(yè)，且以其高效、便捷的技術(shù)特點(diǎn)，通過在我國的多年運(yùn)行與實(shí)踐，現(xiàn)在已經(jīng)成為我國煤礦開采技術(shù)中的重要手段。但是，面對技術(shù)水平的不斷發(fā)展，我國一定要積極吸取先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合自身國情的基礎(chǔ)上，及時對煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)進(jìn)行改善，以滿足我國煤礦開采的技術(shù)需要。

1 煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的概念和發(fā)展過程

1.1 煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的概念

錨桿支護(hù)技術(shù)的主要概念是指通過使用錨桿的特殊作用力，即軸向作用力將巷道周邊的煤礦石頭等實(shí)物的單向作用力或者雙向作用力轉(zhuǎn)變?yōu)槿蜃饔昧?，這種技術(shù)可以在很大程度上減輕巷道的壓力，提升錨桿的支護(hù)作用。錨桿支護(hù)技術(shù)改變了周圍巖石的承受能力，大大提高了錨桿的支護(hù)能力，達(dá)到對周圍事物承載能力進(jìn)行分解的功能。

1.2 煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程

（1）煤礦巷道的布置發(fā)展。

目前，我國的煤礦巷道在層位挑選上，要在很大程度上減少礦井建設(shè)的時間、提升開采速度，巷道便轉(zhuǎn)變?yōu)槊合?；放煤頂技術(shù)的大面積采用，使回采巷道的組織形式從巖石向煤層轉(zhuǎn)變；其次，在巷道斷面的形態(tài)方面，為了保證開采速度和使用效率，拱形斷面一定逐漸被矩形斷面代替，并且面積也在不斷增大，目的是為了實(shí)現(xiàn)大型裝置的工作[1]；回采巷道數(shù)量也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘞锊贾棉D(zhuǎn)變，使得高瓦斯礦井的正常運(yùn)行得到保證；對于開采技術(shù)力度，開采的力度也逐漸變得更深入、更復(fù)雜?？傮w來說，煤礦巷道的支護(hù)技術(shù)需要越來越成熟才能保證煤礦開采的穩(wěn)定。

（2）煤礦巷道支護(hù)的發(fā)展。

煤礦巷道支護(hù)在歷經(jīng)了木質(zhì)支護(hù)、砌碹支護(hù)、型鋼支護(hù)的發(fā)展過程，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入采用錨桿支護(hù)技術(shù)的新時期。錨桿支護(hù)的發(fā)展也是經(jīng)歷了由低強(qiáng)度支護(hù)到強(qiáng)力支護(hù)的轉(zhuǎn)變。機(jī)器為主要工具的支護(hù)技術(shù)、鋼絲繩混合砂漿的支護(hù)形式、樹脂應(yīng)用到支護(hù)頂端的支護(hù)形式以及混合水泥形式等技術(shù)都在錨桿支護(hù)技術(shù)中起到了不可磨滅的作用。而我國煤礦技術(shù)也在不斷發(fā)展，為了滿足我國煤炭開采的需求，目前我國的錨桿支護(hù)技術(shù)使用多錨桿技術(shù)、二次支護(hù)技術(shù)等新技術(shù)對我國煤炭的開采進(jìn)行保證。

2 煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)分析

2.1 巷道圍巖地址力學(xué)測試技術(shù)

（1）地應(yīng)力測試。

對于地應(yīng)力測試主要有應(yīng)力解除法和水壓致裂法。應(yīng)力解除法主要采用國內(nèi)的測量裝置，有些礦區(qū)也會采用澳大利亞等國的裝置對地應(yīng)力進(jìn)行測試；水壓致裂法在對地面鉆孔進(jìn)行測量之外，我國技術(shù)部門還制造出特定用于針對井下小孔徑水壓裂地應(yīng)力的測量裝置。

（2）煤礦巖體強(qiáng)度測量。

我國煤礦巖體強(qiáng)度測量研制出鉆孔觸探法對井下的煤礦強(qiáng)度進(jìn)行檢測，能夠簡便地檢測出煤巖體抵抗壓力的能力。

（3）煤巖體結(jié)構(gòu)測量。

我國對于煤巖體結(jié)構(gòu)測量方面已經(jīng)研發(fā)出電子技術(shù)作為支撐的鉆孔窺視儀，能夠準(zhǔn)確地對井下煤巖體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測量，觀測煤巖體的層次、裂紋或者其他形態(tài)，并對其進(jìn)行快速報告。

2.2 錨桿支護(hù)設(shè)計方法

我國錨桿支護(hù)設(shè)計方法大部分使用動態(tài)信息設(shè)計法，使信息的設(shè)計變成一個動態(tài)的過程，保證過程中的各階段進(jìn)行及時報告。在對錨桿進(jìn)行設(shè)計時，準(zhǔn)確發(fā)揮錨桿與錨索之間的作用，保證錨桿托板與桿體、錨固劑性能與桿體、錨索與托板以及各個組合部件之間的穩(wěn)定連接。對于性能較強(qiáng)的錨索，也要利用強(qiáng)度大的托板與其配合，保證其功能的準(zhǔn)確發(fā)揮。

2.3 錨桿支護(hù)材料

我國普遍使用的Q235圓鋼粘結(jié)式錨桿支護(hù)材料已經(jīng)被高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿支護(hù)技術(shù)代替，該材料以其特有的材質(zhì)，增強(qiáng)錨固的強(qiáng)度；同時也在研制錨桿專用材質(zhì)，使其達(dá)到更高的使用效果。

2.4 錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測與礦壓監(jiān)測

錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測采用錨桿拉撥計、聲波檢測儀器等多種裝置。在礦壓監(jiān)測方面，主要應(yīng)用的裝置是深部位測量裝置、對錨桿錨索所受壓力進(jìn)行測試等多種裝置。近期還研制出巷道礦壓綜合在線監(jiān)測裝置，實(shí)時對礦井的壓力進(jìn)行監(jiān)控。

2.5 錨固與注漿聯(lián)合加固技術(shù)

錨固與注漿聯(lián)合加固技術(shù)能夠合理處理破碎圍巖巷道支護(hù)中存在的不足。對于特別破碎的巖石，要利用鉆錨注加固技術(shù)，處理難以固結(jié)的碎塊。另外，注漿材料為了適應(yīng)不同的巖石也在不斷完善，比如：聚氨酯等材料。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 煤礦開采工程介紹

該文以平莊礦區(qū)中的紅廟煤礦舉例說明。紅廟煤礦的巖石層屬于軟基巖石層，這種巖石層缺乏穩(wěn)定、銜接不夠牢靠，使得巖石很容易受到自然環(huán)境的影響。這種現(xiàn)象大大增加了很多錨桿支護(hù)技術(shù)的難度，增大礦產(chǎn)開采的成本，并且安全性也會受到威脅。

3.2 煤礦開采的基本條件

需要開采的煤礦是平莊煤礦4號井中的4—2巖層。4—2巖層和4—1巖層連接比較緊密，兩者之間的距離最小值僅為5.5 m，而且4—1巖層已經(jīng)開采完成；4—2巖層的平均厚度6.11 m，單軸抗壓程度小至4.8 MPa，地板巖質(zhì)強(qiáng)度為15～35 MPa[2]。以砂紙泥巖為底，有很強(qiáng)的膨脹度。

3.3 采取樹脂與錨桿綜合的支護(hù)技術(shù)

平莊煤礦4號井的特性要求我們采取樹脂與錨桿綜合的支護(hù)技術(shù)。采用2.3 m長的左旋無縱筋螺紋鋼，并用錨固劑固定，保證錨桿間距離900 mm，頂部860 mm，7根一組；錨桿索20 mm，通過樹脂端部進(jìn)行加固，每隔2 m要用3根錨桿固定，間隔控制在1.32 m，拉力控制在190～240 kn。

3.4 按照實(shí)際接近量和膨脹量支護(hù)

在相關(guān)準(zhǔn)備完成后，要按照實(shí)際接近量和膨脹量進(jìn)行支護(hù)。隨著煤礦巷道與地面不斷遠(yuǎn)離，錨桿承受的壓力也不斷增大，但在120 m左右會走向平穩(wěn)，這時要拉伸錨桿固索來維持巷道的穩(wěn)定。

4 煤礦巷道錨桿支護(hù)應(yīng)用過程中的注意事項

在開發(fā)巷道時對周邊巖層的承壓能力和穩(wěn)定性進(jìn)行測試，保證開發(fā)過程的順利；嚴(yán)格執(zhí)行錨桿支護(hù)工作的流程，不能掉以輕心；錨桿之間的間隔程度也要嚴(yán)格按照規(guī)范；保證施工中的材料與裝置的合格，防止材料的不合規(guī)導(dǎo)致工程受到影響；在工程施工過程中，要嚴(yán)格檢測各種技術(shù)指標(biāo)的安全性，對巖層承壓能力、錨桿擺放位置等參數(shù)進(jìn)行測量和記錄，保證工程操作的穩(wěn)定[3]；同時，制定應(yīng)急預(yù)案，防止施工過程中出現(xiàn)的緊急狀況對工程整體造成影響，并對施工過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時監(jiān)督、修復(fù)以及記錄，及時尋找適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解決，保證施工過程的準(zhǔn)確與穩(wěn)定。

5 結(jié)語

目前，煤礦開采行業(yè)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)中重要的組成部分，與國民的生活關(guān)系也比較密切。因此，這也對我國煤炭開采技術(shù)提出更高的技術(shù)水平要求，煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)在很大程度上保證我國煤炭開采的安全與穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1] 康紅普，王金華，林健.煤礦巷道錨桿支護(hù)應(yīng)用實(shí)例分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2010（4）：649-664.

[2] 張輝.煤礦巷道錨桿支護(hù)的應(yīng)用實(shí)例分析[J].山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報，2016（1）：5-7.

[3] 李永清.煤礦巷道錨桿支護(hù)應(yīng)用實(shí)例解析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014（3）：168-169.