煤礦巷道錨桿支護應用實例分析

張錦程

摘 要：針對我國煤炭開采技術的不完善、安全系數低、開采難度大等現狀，相關部門一定要加強煤炭開采的安全性，并且加強對開采過程的監督檢查。煤礦巷道錨桿支護便是在我國煤炭開采過程中產生的，對于巷道的安全性進行保護，保證煤炭開采技術的安全與穩定。但是，目前我國煤礦巷道錨桿支護技術還不完善，為了防止煤礦開采技術出現問題，要對該技術進行一定改善。

關鍵詞：煤炭開采 煤礦巷道錨桿支護 實例分析

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

煤礦巷道錨桿支護是針對于我國煤炭開采技術手段不完善的狀況產生的，在我國已經有很長一段時間的應用，目前已經能應用于大部分的煤礦開采企業，且以其高效、便捷的技術特點，通過在我國的多年運行與實踐，現在已經成為我國煤礦開采技術中的重要手段。但是，面對技術水平的不斷發展，我國一定要積極吸取先進的管理經驗，再結合自身國情的基礎上，及時對煤礦巷道錨桿支護技術進行改善，以滿足我國煤礦開采的技術需要。

1 煤礦巷道錨桿支護技術的概念和發展過程

1.1 煤礦巷道錨桿支護技術的概念

錨桿支護技術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物的單向作用力或者雙向作用力轉變為三向作用力，這種技術可以在很大程度上減輕巷道的壓力，提升錨桿的支護作用。錨桿支護技術改變了周圍巖石的承受能力，大大提高了錨桿的支護能力，達到對周圍事物承載能力進行分解的功能。

1.2 煤礦巷道錨桿支護技術的發展歷程

（1）煤礦巷道的布置發展。

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的時間、提升開采速度，巷道便轉變為煤巷；放煤頂技術的大面積采用，使回采巷道的組織形式從巖石向煤層轉變；其次，在巷道斷面的形態方面，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，目的是為了實現大型裝置的工作[1]；回采巷道數量也逐漸轉變為多巷布置轉變，使得高瓦斯礦井的正常運行得到保證；對于開采技術力度，開采的力度也逐漸變得更深入、更復雜。總體來說，煤礦巷道的支護技術需要越來越成熟才能保證煤礦開采的穩定。

（2）煤礦巷道支護的發展。

煤礦巷道支護在歷經了木質支護、砌碹支護、型鋼支護的發展過程，現在已經進入采用錨桿支護技術的新時期。錨桿支護的發展也是經歷了由低強度支護到強力支護的轉變。機器為主要工具的支護技術、鋼絲繩混合砂漿的支護形式、樹脂應用到支護頂端的支護形式以及混合水泥形式等技術都在錨桿支護技術中起到了不可磨滅的作用。而我國煤礦技術也在不斷發展，為了滿足我國煤炭開采的需求，目前我國的錨桿支護技術使用多錨桿技術、二次支護技術等新技術對我國煤炭的開采進行保證。

2 煤礦巷道錨桿支護技術分析

2.1 巷道圍巖地址力學測試技術

（1）地應力測試。

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

（2）煤礦巖體強度測量。

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

（3）煤巖體結構測量。

我國對于煤巖體結構測量方面已經研發出電子技術作為支撐的鉆孔窺視儀，能夠準確地對井下煤巖體的結構進行測量，觀測煤巖體的層次、裂紋或者其他形態，并對其進行快速報告。

2.2 錨桿支護設計方法

我國錨桿支護設計方法大部分使用動態信息設計法，使信息的設計變成一個動態的過程，保證過程中的各階段進行及時報告。在對錨桿進行設計時，準確發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定連接。對于性能較強的錨索，也要利用強度大的托板與其配合，保證其功能的準確發揮。

2.3 錨桿支護材料

我國普遍使用的Q235圓鋼粘結式錨桿支護材料已經被高強度螺紋鋼錨桿支護技術代替，該材料以其特有的材質，增強錨固的強度；同時也在研制錨桿專用材質，使其達到更高的使用效果。

2.4 錨桿支護質量檢測與礦壓監測

錨桿支護質量檢測采用錨桿拉撥計、聲波檢測儀器等多種裝置。在礦壓監測方面，主要應用的裝置是深部位測量裝置、對錨桿錨索所受壓力進行測試等多種裝置。近期還研制出巷道礦壓綜合在線監測裝置，實時對礦井的壓力進行監控。

2.5 錨固與注漿聯合加固技術

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

3 應用實例分析

3.1 煤礦開采工程介紹

該文以平莊礦區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，這種巖石層缺乏穩定、銜接不夠牢靠，使得巖石很容易受到自然環境的影響。這種現象大大增加了很多錨桿支護技術的難度，增大礦產開采的成本，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，地板巖質強度為15～35 MPa[2]。以砂紙泥巖為底，有很強的膨脹度。

3.3 采取樹脂與錨桿綜合的支護技術

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技術。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 按照實際接近量和膨脹量支護

在相關準備完成后，要按照實際接近量和膨脹量進行支護。隨著煤礦巷道與地面不斷遠離，錨桿承受的壓力也不斷增大，但在120 m左右會走向平穩，這時要拉伸錨桿固索來維持巷道的穩定。

4 煤礦巷道錨桿支護應用過程中的注意事項

在開發巷道時對周邊巖層的承壓能力和穩定性進行測試，保證開發過程的順利；嚴格執行錨桿支護工作的流程，不能掉以輕心；錨桿之間的間隔程度也要嚴格按照規范；保證施工中的材料與裝置的合格，防止材料的不合規導致工程受到影響；在工程施工過程中，要嚴格檢測各種技術指標的安全性，對巖層承壓能力、錨桿擺放位置等參數進行測量和記錄，保證工程操作的穩定[3]；同時，制定應急預案，防止施工過程中出現的緊急狀況對工程整體造成影響，并對施工過程中出現的問題進行及時監督、修復以及記錄，及時尋找適當的方法進行解決，保證施工過程的準確與穩定。

5 結語

目前，煤礦開采行業已經成為我國經濟中重要的組成部分，與國民的生活關系也比較密切。因此，這也對我國煤炭開采技術提出更高的技術水平要求，煤礦巷道錨桿支護技術在很大程度上保證我國煤炭開采的安全與穩定。

參考文獻

[1] 康紅普，王金華，林健.煤礦巷道錨桿支護應用實例分析[J].巖石力學與工程學報，2010（4）：649-664.

[2] 張輝.煤礦巷道錨桿支護的應用實例分析[J].山西煤炭管理干部學院學報，2016（1）：5-7.

[3] 李永清.煤礦巷道錨桿支護應用實例解析[J].內蒙古煤炭經濟，2014（3）：168-169.