錨網支護在巷道掘進中應用

牛現欽

(平煤股份香山礦，河南 平頂山 467000)

在長年的實際工作和理論研究當中可以得出，在各種各樣的錨噴支護系統當中，錨桿都是起到主體作用的。錨桿在整個支護體系當中起到了絕對重要的作用，而其它支護設備，例如噴射金屬網、混凝土、金屬支架、鋼帶等都是錨桿的配套設施，可以根據實際的工作情況進行合理地選用，所以，但凡是以錨桿為中心，以網狀設施作為配套設備，控制巖石的變形和結構，穩定巖石不塌陷的，都稱為錨網支護。

一 錨網支護的概述

錨網支護是一種支護方式，是將鐵絲網、鋼筋網或塑料網等用托盤固定在錨桿上所組成的復合支護形式。它主要由以下幾種形式:錨桿加金屬或塑料網的支護、錨桿加金屬或塑料網加噴射混凝土的支護、錨桿加金屬或塑料網加鋼帶的支護、金屬或塑料網加板梁和錨桿的支護。錨網支護的基本結構分為兩部分，一個是頂板部分，一個是巷幫部分。頂板部分是由錨桿、鋼筋網背板、錨索、槽鋼梁組成，巷幫部分是由錨桿、鋼筋網背板、槽鋼梁組成。頂板每根槽鋼梁安裝三根錨桿，一根錨索，錨索布置在槽鋼梁中部，且沿巷道縱向，槽鋼梁中部的錨桿和錨索呈交錯布置。巷幫每根槽鋼梁上安裝兩根錨桿，其中，在每根槽鋼梁下面布置一根底角錨桿，防止巷道底鼓。

錨網、錨索等都是巷道支護的有效設備，在有些情況下它們可以單獨使用，有些情況下則需要互相搭配使用，這些應用方法都有許多成功的應用案例。對于每一樣支護設備，在巷道支護系統當中都有自己的作用。首先，錨桿在開采巷道掘進支護當中起到了最主要的作用，它能承擔絕大部分的地壓，防止巷道周圍的圍巖松動和坍塌，并且具有可伸縮性，可以隨著巷道的圍巖走勢的變化同時進行伸縮變形，但自身仍然可以保證一直存在一定的支護能力。其次是噴射混凝土，它的特點是可以和圍巖進行緊密粘連，當巷道掘進當中碰到巖面暴露的圍巖時能夠即可對巖面進行噴射施工，將暴露的巖面封閉起來，從而盡量消除地下水和潮濕的空氣以及巷道通風引起的風化對圍巖的不利影響，減緩圍巖強度的降低趨勢，以間接提高了巷道圍巖的強度。噴射混凝土還可以將圍巖表面的凹陷處進行填平，使圍巖表面形成光滑的曲面，一方面能夠加強圍巖的強度，另一方面能夠消除因為巖面凹陷產生的應力集中現象，從而防止圍巖因為受力不均造成的破壞。最后是網，網主要有鐵絲網、塑料網以及鋼筋網三種，它的作用是防止由于巷道內表面和錨桿間的松軟巖石的滑落，對礦內作業的施工人員和開采人員造成的意外傷害。網一般鋪設在噴射混凝土當中，這樣可以改善噴射混凝土的性能，使混凝土由質地較脆變為質地較柔，提高噴射混凝土的韌性，防止由于地壓過大或者地質運動導致的混凝土層過早開裂失效。

二 巷道掘進壓力過大原因分析

在巷道掘進進程當中，容易出現頂板冒頂事故的位置一般都在掘進的工作面處。由于打眼和放炮的工作對頂板的振動比較大，容易造成對頂板的破壞，而且在放炮后支護系統還沒能來得及做好支護動作，放炮也容易打倒支護棚子，種種原因都容易造成頂板冒頂事故。如果在巷道掘進的時候沒有應用前梁支架以及敲幫問頂工作，一旦發生冒頂就極易發生人員傷亡事故。在巷道掘進當中發生冒頂事故的原因有很多，成因也比較復雜，但是可以歸納成下面幾種常見類型:

1.地質因素

巷道掘進當中在碰到頂板松軟和破碎的情況下比較難以控制，容易發生局部的冒頂事故，在有一些礦區當中還會存在沖擊地壓的影響。此外，掘進工作面如果碰到斷層、地形褶皺、風化、陷落等情況下造成的頂板碎裂，一般都比較難以控制，也容易發生冒頂事故。

2.頂板壓力變化

在煤礦礦開采工作的進行過程當中，存在冒頂的初次來壓以及周期性的來壓，在靠近采空區的一側還會有固定的支撐壓力。如果支護措施沒有能夠完全抵抗住這些壓力，就會發生相應的冒頂事故。另外，如果在巷道掘進的設計當中，將巷道的前進方向涉及到壓力的集中區，也非常容易發生頂板冒頂事故。

3.不同采掘工序帶來的影響

在巷道掘進以及煤礦開采工作的過程中，放炮、移動輸送機、采煤機割煤等都可能引發頂板冒頂事故。如果工作面處于過偽頂、過舊巷、過斷層等特殊地質條件時，支護措施采取不妥當，那么也會發生頂板冒頂事故。在巷道掘進當中，如果工作面不應用前梁支護，空頂掘進的距離過大，更容易發生頂板冒頂事故。在放炮前，如果沒有對巷道掘進的工作面支架進行十連鎖，那么放炮容易將棚子打倒，同樣也會引發頂板冒頂事故。

4.人為因素

在所有的頂板冒頂事故當中，由于操作人員的違規操作而造成的事故占絕大多數。這些操作人員大多存在對工作不負責任、不按照既定規則控制頂板、盲目私自掘進、心存僥幸、安全意識匱乏、安全知識缺乏、操作麻痹大意等情況。上述的各種問題一般都發生在節假日以及礦井停產檢修臨近和過后的時間段。所以，掘進工作在這一段時間內要更加注意。

三 錨網支護在巷道掘進當中的施工原則

通過前文分析，我們已經得知了在煤礦巷道掘進的過程當中容易出現冒頂的幾個情況以及錨網支護的概況，那么可以根據實際情況來進行具體施工方案的設計。施工方案的設計遵循以下幾個原則:

首先，對于沿著頂板掘進的巷道，無論采取機械掘進還是放炮掘進，在掘進過程當中，在進行支護之前要盡量減少或者不破壞巖石，這是巷道掘進最基本的原則。這個原則可以通過更改炮眼的布置方案和減少放炮的裝藥量來落實。根據礦井當地的地質結構來確定要預留斷面上半部媒體的光爆層厚度以及松動爆破的循環進度。

其次，對于頂板掘進支護能否成功的關鍵因素就是支護是否及時。在巷道掘進之后，頂板的巖石由于自身重力以及外部壓力的作用會有緩慢的下沉，對頂板進行及時的支護能夠有效得減小頂板巖石的下沉程度，使得頂板在重力、壓力、支護之間重新找到新的平衡狀態，這樣巷道才能穩定下來。如果沒有在巷道掘進之后對頂板進行及時的支護，那么頂板的下沉程度就會過大，就算在下沉之后再進行支護，那么頂板巖石也很難再度找到新的平衡狀態，還會繼續下沉，嚴重的可以造成頂板巖石的斷裂甚至冒頂。

第三，對于塊狀的以及破碎的頂板巖石，必須對其進行預先控制，采取減小頂板巖石松動的措施，例如前面講過的噴射混凝土，或者打超前錨桿改變炮眼位置、減小裝藥量，盡量延長頂板巖石的穩定時間，以便進行后續的支護工作。

最后，對于礦洞巷道掘進工作面頂板巖石的具體情況，一定要做到準確推斷其類別、地質特征、施工位置，安全保護措施和施工措施一定要恰當地選擇，將錨網支護的高效性、可控性、主動性發揮到極致。在對頂板進行支護時，盡可能地維持頂板巖石舊有的物理特性一直是頂板支護技術的目的和首要原則。

四 結束語

通過長期的生產實踐和科學研究證明錨網支護在上行開采巷道掘進當中的應用是可行的，特別是在巖石結構較松軟的礦井內，相對其它方法安全系數要高得多。錨網支護成本低、效率高、能夠保證正常的生產生產運行，另外，錨網支護對圍巖的破壞程度較低，相對提高了圍巖的承載能力。在日后對于煤礦的巷道掘進當中，可以得到廣泛應用。

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