分析煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用研究

張衛

山東東山新驛煤礦有限公司 山東濟寧 272100

1 錨桿支護技術在煤礦掘進巷道中的作用

1.1 懸吊作用

錨桿支護技術主要發揮的作用就是懸吊作用，為使掘進巷道更具有穩定性，施工人員可利用錨桿將層狀圍巖中穩定性較差的巖層懸吊起來，并起到明顯的支護作用。但這一支護方式也存在一定的局限性，若圍巖巖層自身的穩定性未達到支護的要求，則這種支護方式反而容易對巷道的穩定性起到不良影響[1]。

1.2 組合梁作用

如果煤礦掘進巷道的圍巖巖石層屬于多層次的巖石結構，則施工人員可采用組合梁錨桿支護的方式，利用錨桿錨固搭建成巖石的板梁，使多層圍巖的穩固性得以提升。因為錨桿的支撐性能較好，不易受剪力而損壞，故這一支護方式可以有效地避免圍巖巖石層出現松動或錯動。除此之外，這一錨桿支護方式可有效地提升頂板抗彎性能，使支護頂板地承載能力得到大幅的提升。況且，我國煤礦資源中，多數的煤系圍巖都屬于出層狀，錨桿支護的形式對于出層狀的煤系圍巖具有較強的支護作用，故該項技術得到了廣泛地應用。

2 巷道錨桿支護技術分析

2.1 懸臂掘進機巷道

例如，我國某一地區煤礦的懸臂掘進機巷道。該巷道高度為3至3．5 米、巷道寬度為4．2m，巷道頂板十分破碎主要是由矸石組成，主要為200mm 左右且成塊狀，0．9 至2．4m 是空頂距的允許距離。具有較大的側幫壓力，在和掘進工作面相距10m 之后出現變形嚴重。該巷道頂板形式如下圖所示。出于確保錨固強度，應讓巷道正幫與副幫采取相同的錨固形式，主要為“螺紋鋼錨桿+鋼筋骨架網+雙鋼筋”，還應采取回采正幫而且在真實回采前拆除錨桿。在進行錨固作業時應停止懸臂掘進機，采取掘進與錨固相替代的作業模式，該巷道的月平均進尺為300m 左右。

2.2 掘錨機

現階段，我國大部分煤礦企業已經提高了應用錨桿技術的認知程度，而且累積了一定的支護經驗，因此掘錨機支護與巷道掘進工作相整合，也是煤礦開采行業未來發展的選擇趨勢。掘進機構成的主要核心為錨桿鉆車，將其應用在具體的煤礦開采作業過程中，一方面能夠提高開采工作效率，另一方面還能為開采質量提供保障。所以，將錨桿支護技術應用于煤礦，應進一步引用預應力錨具然后與后張法相結合。現階段，主要有以下兩種錨具擁有較大的應用范圍，分別是摩組錨具和機械錨具。對于機械錨具而言，其主要指的是機械和預應力鋼材相結合進行加工，為錨碇工作提供必要的工作平臺，這樣在進行錨固作業之后發揮錨旋作用。通常情況下，該用具的應用環境有很多種，而且具備操作簡便與噸位大等多種優勢；至于摩組錨具則應用楔形錨具擰緊形成錨旋作用。在實際應用中該錨具的優勢有很多，例如應力損失低、連接簡便，而且在灌漿前以多次張扣與放松為依據，對預應力進行科學調整?？偠灾?，使用掘錨機進行掘進巷道支護，有利于提高巷道掘進工作水與效率[2]。

2.3 錨桿支護技術

錨桿支護技術在巷道掘進中應用十分常見，可最大限度的利用煤礦巷道原巖應力，使原巖應力與支護強度共同作用，減少支護成本的投入，從整體上提高煤礦單位的綜合效益。借助于支護構件錨桿托板，通過使用錨固劑可以有效發揮錨桿支護技術的作用，可在錨桿中將螺母適當扭緊，使巷道表面能得到托板的緊壓，實現圍巖應力狀態的調整，能夠使圍巖節理裂隙情況得到有效緩解。

3 巷道掘進支護技術具體應用分析

3.1 設計要求與施工要求

支護方面的設計屬于準備階段的工作任務，設計的準確性與否直接影響著錨桿支護的效果。在具體的設計中，工作人員應預先對煤礦掘進巷道的實際情況進行勘察，并根據其斷面的形狀分析其穩定性，同時要對巷道掘進期間巖石的松動情況予以調查，據此設計出合理的支護方案。如圍巖松動圈的大小比原來的尺寸高出2-3倍，則說明該巷道的結構穩定性較差，已經出現了明顯的松動，這時工作人員所采取的支護措施就要以大松動圈為支護的參考標準。施工人員要具備安全意識，在巷道內設置標準警示牌，規范工作人員的施工行為，現場的監理人員應積極落實監督管理工作，確保錨桿支護的合理運用，可利用架棚等方法加固錨桿的支護，并定期對錨桿與頂板進行檢修，防止其他問題的出現[3]。

3.2 修復巷道

煤礦掘進巷道的支護工程中，若采用混凝土支架，那么巷道的采動壓力就會增大，隨之而來的裂縫問題就無可避免，施工人員應及時有效的修復裂縫，才能避免對后續的施工造成影響。如煤礦巷道的圍巖巖層出現浮石的問題時，施工人員就可使用槽鋼錨梁進行支護，防止巖石下落，或是改變錨桿的規格，以提升支護工程的效果。如X 煤礦企業在煤層支護工作中，為提升錨桿的強度，將原有的20×2400mm 錨桿換為22×2400mm 的錨桿，錨桿的拖板規格也相應加大，起到了良好的巷道修復作用。

3.3 防治巷道底鼓

錨桿支護的方法也可以對巷道底鼓起到有效的防治作用，施工者可在錨梁與巷道交叉處使用錨桿拉近掘進巷道地板，或是將沿底板掘進的方式更換為沿煤層頂板掘進的方式。以X 煤礦企業所遇到的煤層為例，若按沿煤層地板掘進的方式開采，則巷道上部會遺留約為1．5m 的頂煤，那么頂板的控制作用就會減弱，巷道中容易發生墜包的問題，企業將掘進方式改為沿煤層頂板掘進，巷道底部預留約為1．5m 的底煤，則鼓包問題得到了妥善地解決。

4 結語

基于現代化技術發展，煤礦工程的巷道掘進支護技術得到一定程度上的優化。相關人員應結合煤礦工程的實際情況，積極接受先進技術的使用，全面對先進巷道掘進支護技術加以把控，建立在支護監測制度的指導下，從整體上提高煤礦巷道掘進的安全性，確保煤礦工程的可持續發展。