采礦工程錨噴支護質量控制探討

馮國良

【摘 要】本文主要圍繞著采礦工程的錨噴支護問題展開論述了，主要基于采礦工程錨噴支護的質量控制問題展開了分析，提出了一些可以有效提升錨噴支護質量的措施。

【關鍵詞】采礦工程；錨噴支護；質量控制

對于采礦工程而言，錨噴支護質量問題一直都存在，由于該問題的存在，導致了錨噴工作存在缺陷，質量不高。所以，論述和分析采礦工程錨噴支護質量控制方法很有意義。

一、使用錨桿支護的作用

隨著錨桿支護工程實踐的不斷豐富使用，與不同條件的各種錨桿支護理論的相繼被提出并逐步得到發展和完善，歸納起來，主要有以下三個作用。

1、懸吊作用

錨桿支護的懸吊作用，突出的表現在直接頂較薄，老頂較堅固的情況下，錨桿將下部不穩定的巖層懸吊在上步穩固的巖層上，由錨桿承擔軟巖或危巖的重量，以達到井巷穩定的目的。

這一理論提出的較早，有一定的實用價值。但是大量的工程實踐證明，即使巷道上部沒有穩固的巖層，錨桿亦能發揮支護作用。例如，在全煤巷道中，錨桿就錨固在煤層中也能達到支護的目的，說明這一理論有局限性。

2、錨桿的組合梁作用

為了解決懸吊理論的局限性，在層狀地層中提出了組合梁理論。組合梁理論適用于頂板由多層小厚度連續性巖層組成的巷道，其原理是在沒有穩固巖層提供懸吊支點的薄層狀巖層中，可利用錨桿的拉力將層狀地層組合起來，形成組合梁結構進行支護。并借助錨桿本身提供一定的抗剪能力，阻止其層間錯動，是防止分層在壓力作用下發生整體彎曲變形，呈現出組合狀態，從而提高頂板的抗彎剛度及強度。

這一觀點有一定的影響，但是工程實例較少，也沒有進一步的依據資料供設計應用。例如，巖層沿巷道縱向有裂縫時梁的連續性問題和梁的抗彎強度問題。

3、錨桿的減跨作用

如果把不穩定的頂板巖層看成是支撐在兩幫的疊合梁，由于可視懸吊在老頂上的錨桿為支點，安設了錨桿就相當于增加了支點，從而減小了頂板的跨度，使頂板巖層的彎曲應力和撓度得到降低，維持了頂板穩定。這就是錨桿的減跨作用，這套理論實際上來源于錨桿的懸吊作用，但它同樣未能提供用于錨桿支護參數設計的方法。

二、影響噴錨支護效果的因素

1、影響錨桿支護質量的內在因素

（一）樹脂錨固劑質量的影響

樹脂錨固劑主要由樹脂、填料、固化劑、包裝紙組成，是保證錨桿支護質量的重要因素之一。樹脂錨固劑對支護質量的影響有以下幾方面：

（1）包裝紙的影響。樹脂錨固劑的包裝紙多是醋酸纖維紙，怕潮濕，怕陽光，脆性大，抗水性、韌性、致密性差。由于樹脂錨固劑的這些缺點，使其在運輸或操作時稍不注意，就會導致錨固質量的下降；

（2）填料的影響。錨固劑需加入大量填料，一般為天然石英砂和白云粉。由于填料表面吸附性、吸濕性不一樣，所以填料的品種、顆粒級配以及摻入量的多少，都會影響到錨固劑的質量；

（3）溫度的影響。通常，溫度越低凝膠時間越長，溫度越高凝膠時間越短。由于井上、井下以及季節氣溫的變化，將直接影響樹脂錨固劑的質量。

（二）錨桿桿體質量的影響

錨桿桿體是由圓鋼或螺紋鋼加工而成。影響錨桿體質量的因素有兩個：

（1）錨桿桿體及螺母的材質達不到標準要求或尾部絲扣及螺母絲扣的精度和強度達不到標準要求；

（2）焊接桿體的焊口及左旋錨桿的圈焊口處破壞了桿體原來的韌性，使得桿體受拉時被損壞，當巷道壓力大時，將會切斷或拉斷錨桿桿體造成冒頂事故。因此，在焊擋圈時不得燒壞桿體，同時除材質達標外，尾部絲扣可采用滾壓工藝。

2、影響錨桿支護質量的外在因素

錨桿的施工主要靠人工操作完成，不僅工序多，而且要求也非常嚴格，無論哪一環節出現問題都會影響錨桿的支護質量。

（一）錨桿眼質量的影響

錨桿眼的眼深、角度、孔內粉塵或積水、孔徑等都是影響錨桿支護質量的重要因素。

（1）錨桿眼深度的影響。錨桿眼的深度是保證錨桿桿體錨固長度的重要因素。當錨桿眼超過設計眼深時，錨桿桿體插不到眼底，樹脂藥卷不能全部攪拌，降低了錨固力，不利于集中錨固。當錨桿眼小于設計的眼深時，錨桿外露過長，降低了錨桿的預緊力。所以，在實際操作中，應嚴格控制鉆孔深度。

（2）錨桿眼角度的影響。錨桿的安設角度是保證錨桿桿體錨固深度的重要因素。若不嚴格按要求角度打錨桿眼，將不能保證錨固端錨入規定層位，不能保證錨桿懸吊作用的發揮，使錨桿的整體支護效果降低。

（二）錨桿安裝的影響

錨桿桿體一般采用左旋麻花圓鋼錨桿或左旋無縱筋高強度螺紋鋼錨桿，在裝入錨孔內攪拌時，應按順時針方向攪拌，這樣錨固段密度不斷增大，錨固力也就越來越大。反之，將導致錨固劑向眼外推出，降低了錨固力。同時，安裝好的錨桿應有一定的預緊力，一般預緊力矩應在14ON·m以上，這樣才能充分發揮錨桿主動及時支護的優點。所以，安裝錨桿時應待樹脂凝固后，按要求及時擰緊螺母。

三、我國錨桿支護技術發展中出現的問題

1、對錨桿支護機理認識不夠

現在采用的錨桿設計方法，如加固拱、組合梁和懸吊等理論都是針對一般巷道提出的。目前，還沒有專門針對煤巷的特殊條件，建立起符合煤巷自身特點的設計方法與支護原理，特別是在軟巖或全煤條件下，沒有成熟的巷道圍巖支護設計要求。因此，現在很多技術標準都是依據經驗制定的，缺乏科學依據，導致施工和設計中存在一定盲目性。所以，有必要進一步深入研究巷道圍巖礦壓顯現規律的基礎上，結合煤巷獨有的特點，不斷探索、創新煤礦錨桿支護理論。

2、錨固劑與錨桿質量低

錨固劑的質量指標是決定支護可靠性的關鍵，錨桿的力學性能與其結構和材質緊密相關。我國煤礦井下使用的錨桿的延伸率和強度偏低，因此，錨桿支護既不能適應煤巷圍巖的變形，也不能為巷道圍巖提供較大的支護阻力，導致巷道頂板容易產生離層或錯動。另外，由于錨桿質量低，煤巷每掘進一米的需要安裝更多的錨桿，極大的影響巷道的掘進進尺。

四、提高煤礦錨噴支護質量的措施

通過對影響錨噴支護質量的因素的分析，提出了解決這些問題的一些措施，為錨噴支護的改進與完善提供借鑒。主要途徑如下：

1、建立一套合理的錨桿支護設計方法。隨著新奧法、收斂約束法在國際上的流行，美國、澳大利亞等國采用了“地質力學評估-計算機數值模擬進行初始設計-現場施工、監測-信息反饋、修改完善設計”的設計方法。

2、選擇合理的錨噴支護結構。由于井下地質條件復雜，巖體結構多變，在應用錨噴支護技術時必須根據具體情況分析，因地制宜，制定合理的錨噴支護結構。開發推廣適用性強的錨噴聯合支護形式，如錨噴網支護、錨噴網加型鋼聯合支護等。

3、進一步研究錨噴支護機理，完善支護工藝。研究高強度噴射混凝土及高強度的錨桿、錨索等支護材料，以解決深部巷道錨噴支護問題。

五、結束語

綜上所述，今后在采礦工程錨噴支護工作中，一定要重視其存在的問題和缺陷，并針對這些問題展開論述，深入分析其原因，并且探討提出一些可行的對策來提升其工作水平。

【參考文獻】

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