煤礦掘進巷道錨桿支護的應用研究

魏東升

（中煤集團大屯煤電公司孔莊煤礦掘進四隊 江蘇省徐州市 221600）

煤礦掘進巷道錨桿支護的應用研究

魏東升

（中煤集團大屯煤電公司孔莊煤礦掘進四隊 江蘇省徐州市 221600）

本文以煤礦掘進巷道錨桿支護技術為切入點，就其技術的類型作用與優勢所在作具體的闡述，并對其在具體工程中的應用方法與注意事項作了詳細的探究，期望為我國錨桿支護技術在煤礦掘進巷道工程的進一步應用推廣提供有益的參考。

煤礦掘進巷道；錨桿支護；技術應用

伴隨我國經濟發展與社會建設規模的快速增長，社會各行業對于能源的需求也在日益攀升，我國作為煤炭資源儲備大國，在煤炭開采上就需要更加先進與安全的開采技術，增強煤礦資源的開采利用率與安全性，滿足社會生產對煤礦資源的需求。煤礦掘進巷道錨桿支護技術在這一應用趨勢與背景下被應用，利用此技術將能有效保護煤礦生產的安全，同時促進煤礦生產與開采效率的提升。因此本文以煤礦掘進巷道錨桿支護技術為切入點，就其技術優勢、類型與在具體工程示例中的應用做細致的分析研究。

1 煤礦掘進巷道錨桿支護技術的類型作用與優勢所在

1.1 類型區分及作用

煤礦掘進巷道錨桿支護技術就是指在掘進巷道圍巖中，通過錨入錨桿的手段鞏固巷道圍巖穩定，從而實現錨桿支護與保證巷道施工安全的目的。錨桿支護是通過變更圍巖結構的方式改變圍巖的力學狀態從而保持其穩固，而不同類型的錨桿支護技術其作用也不盡相同。懸吊式錨桿技術通過錨桿將層狀圍巖層懸吊起來加固巷道；組合梁錨桿支護技術通過錨桿將多層次圍巖錨固為巖石板梁，加固圍巖使之保持穩定安全；組合拱錨桿支護技術適用于將多層碎散的圍巖做錨固工作，以提升圍巖拱形結構的承載性能[1]。

1.2 優勢所在

煤礦掘進巷道錨桿支護技術不同于傳統的型鋼支護、木支護與架棚支護手段，其所使用的施工材料相對較少，能大幅降低工程支護人力與資源成本，提升煤礦企業經濟效益，并且在作業中也讓巷道掘進的施工難度降到最低限度，有效提升煤礦生產的效率與進度。

錨桿支護能快速搭建支護結構，讓圍巖始終保持穩定優化施工安全性。此外，錨桿支護技術在巷道掘進中無需使用其工作斷面，能有效降低支護結構設計中對工作斷面的占用面積，減少工程支護材料與成本[2]。

2 工程概述

煤礦巷道掘進工程量為1043m，其巷道沿煤層頂板掘進施工，以挖掘機做掘進作業并自行裝煤，巷道支護采用錨桿支護方式。本工程巷道的煤層走向為60～70°，煤層傾向300～340°，結構較為簡單，同時煤層厚度在2.65～4.60m之間，厚度平均值在3.15m左右，且厚度變化趨勢是由東向西逐漸增加的。煤層開門口處含有夾矸，夾矸由西向東厚度逐漸縮小并消失，煤層頂板為泥巖，呈塊狀，而底板也為泥巖，但為致密塊狀斷口較不平坦。巷道在施工至203m處有落差為35m的F12斷層，掘進至1006m處有一落差較大的KF13斷層。工程巷道的具體斷面如圖1所示。

圖1 示例工程巷道斷面圖

3 煤礦掘進巷道錨桿支護技術在工程示例中的應用

3.1 錨桿支護技術的施工應用

（1）巷道跟頂施工作業中，采用錨網+鋼帶的組合錨桿支護手段，其支護排距為1.2m；其工作斷面呈梯形，凈寬度4.4m，凈高度2.6m，凈斷面面積為11.44m2。

（2）對鋼帶與頂錨桿配置方法按照梯形巷道中每1.2m處位置，各配置1根4.4m長度的煤礦用T型鋼帶，孔深控制在2150mm左右。而鋼帶兩頭的錨桿需打在其兩端頭最外位置的孔中，錨桿間排距誤差應把握在±100mm之內。

（3）對錨索的應用是將其直接打入鋼帶孔內，錨索排距為2.4m，采用隔排布置方式。錨索一般設置在鋼帶的2.4孔內，錨索孔深達到6.0m，由于錨索需要＞20kN的初錨力，應用張拉器張緊錨索。

（4）對于兩幫錨桿的支護應用，其上幫間排距設置為850×1200mm，下幫間排距設置為800×1200mm，兩幫則使用φ18mm×2000mm的螺紋鋼錨桿，兩幫底腳錨桿用φ18mm×1000mm的圓鋼錨桿協同梯子梁做巷道支護。其中就近巷道上幫錨錨桿設置5根，下幫錨桿設置3根，兩幫梯子梁上端應壓緊在鋼帶內部。

（5）對巷道頂部的支護作業只有在頂板破碎的情況下可做臨時加錨支護，在各排之間（排距為600mm）頂部設置2根錨桿協同上方鐵托加錨穩固，進而強化頂板支護效果。為避免兩肩窩位置出現網兜，可在各排兩肩窩位置（即與支護間距600mm處）補充打入1根φ18×1000圓鋼錨桿與木托盤協同強化支護性能。同時兩幫錨桿不能失腳，如果兩幫錨桿距離底板的間距超出350mm的情況，應加錨入1根φ18×1000圓鋼錨桿以確保兩幫錨桿支護效果。

3.2 錨桿支護技術應用注意事項

（1）在錨索安裝施工進程中，對錨索應隔排錨固兩根，作業中若發現錨索錨固端位置在斷層面的情況下，應及時更改錨索的施工角度或方向，以確保錨固端始終錨固在穩定性巖石層內。錨索在安裝完工后其露出鎖具長度應保持在150～250mm之間。

（2）在發現頂板有失效錨桿或錨索的問題時要及時做修護處理

①錨桿失效情形的處理。若失效成因是因錨桿盤上方煤層巖體松散錯動引發的失效，可用錨桿機重新配合錨桿扭矩扳手擰緊加固；若因錨桿錨固力本身不符合支護需求，或是其螺母無法擰緊、錨桿的阻尼墊片遭到損壞等情況造成的失效，而且使用錨桿機重新擰緊也無法滿足設計標準時，應在距離失效錨桿約200mm位置處重新補打一根錨桿。

②錨索失效情形的處理。若失效成因是因錨索盤上方煤層巖體松散錯動引發的失效，可用張拉器重新張緊提升初錨力；若因錨索錨固力不符合設計需求導致失效的情形，應將失效錨索從孔位拉出，在原錨索錨固位置重新套眼孔后打入錨索，在套孔作業無法進行的條件下，可在距離原錨索眼0.2m的位置范圍內重新補打錨索。

4 結束語

煤礦掘進巷道錨桿支護技術相比傳統支護手段具有更低的人力資源成本，更加快捷便利的施工進程與更優異的圍巖穩固性等優勢，能為煤礦巷道施工、生產提供可靠保障，促進煤礦資源的生產效率以應對社會發展的能源危機。因此需要煤礦施工人員細致掌握錨桿支護技術在巷道中的應用細節，以促進錨桿支護功用的發揮。

[1]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，2016（05）：153～154.

[2]張偉敏.錨桿支護技術在煤礦掘進巷道中的應用[J].內蒙古煤炭經濟，2015（10）：49～50.

TD353

A

1004-7344（2016）25-0181-02

2016-8-17

魏東升（1982-），男，江蘇徐州沛縣人，助理工程師，本科，從事煤礦井下生產工作。