錨桿支護技術(shù)在礦建工程巷道掘進中的應(yīng)用

余仁貴

（福建海峽科化富興建設(shè)工程有限公司，福建 永安 366000）

1 錨桿支護技術(shù)概述

1.1 錨桿支護技術(shù)原理

錨桿支護主要就是對圍巖進行加固以及減跨等作用。圍巖加固主要就是為了避免產(chǎn)生圍巖出現(xiàn)破壞，通過相應(yīng)的措施對于圍巖的物理力學(xué)性能進行改善；減跨作用主要就是對于采用錨桿立拱高度以及跨度進行減少；擠壓加固通常主要就是使用錨桿對于巷道周圍的發(fā)育巖體通過科學(xué)合理的方式對其連接，在支架的作用中承載相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，從而對拱形壓縮帶進行很好的承載；相對于組合梁，其主要就是在巷道頂板作用中通過錨桿的作用，對于梁板進行壓緊，從而將其抗彎強度可以有效提升；懸吊作用，一般就是針對將要掉落的圍巖體和軟巖體，通過錨桿對于圍堰和軟巖體進行支撐，從而保證巷道穩(wěn)定。在錨桿支護實際使用原理可以看出，通過其能夠?qū)r層的抗剪強度提升，以此使得巷道保持穩(wěn)定。

1.2 錨桿支護技術(shù)參數(shù)的選擇

在礦建工程巷道掘進當(dāng)中對于錨桿支護技術(shù)的應(yīng)用，首先需要結(jié)合工程要求，加強對錨桿支護參數(shù)進行合理設(shè)置，從而使得其支護效果良好。比如，相對于絞拱以及組合梁和懸吊機制，由于其技術(shù)參數(shù)有所差異，因此在圍巖基礎(chǔ)方面所呈現(xiàn)的作用也有一定的差異性。圍巖外在表現(xiàn)特征主要體現(xiàn)在松脆性和軟硬不同方面，因此在錨桿支護應(yīng)用中對于支護方式就需要合理選取。

1.3 錨桿支護技術(shù)的設(shè)計方法

在當(dāng)前信息化發(fā)展當(dāng)中，礦建工程設(shè)計施工也朝向精準化方向發(fā)展，特別是在錨桿支護技術(shù)設(shè)計當(dāng)中，針對信息化跟蹤設(shè)計進行應(yīng)用，可以對于支護效果有效提升。并且在此基礎(chǔ)上，加強對先進設(shè)備的合理應(yīng)用，從而對巷道有關(guān)地質(zhì)參數(shù)進行整理收集。在參數(shù)設(shè)計過程當(dāng)中，對其進行對比分析，以此確保錨桿支護參數(shù)選取的合理。在初始參數(shù)確定之后結(jié)合實際情況，對參數(shù)的合理性進行驗證，然后對錨桿支護效果做好客觀評價。最后，結(jié)合實際檢測情況，加強對計算機技術(shù)的應(yīng)用，將錨桿支護參數(shù)進行針對性的調(diào)整處理。

2 礦建工程巷道掘進錨桿支護技術(shù)的優(yōu)點

2.1 支護能力強

在礦建巷道掘進對于錨桿支護技術(shù)的應(yīng)用過程中，對其實現(xiàn)合理應(yīng)用，可以對巷道強度有效提升，特別是針對巷道工程的抗震和承載能力可以整體性的提升。針對一些地質(zhì)比較復(fù)雜的區(qū)域，在巷道工程中，由于其受到外界因素的影響比較多，例如，巷道斷面尺寸以及集中應(yīng)力的作用和圍巖強度等方面，對于巷道的強度有很大的影響。但是對于錨桿支護技術(shù)的應(yīng)用，可以將巷道的強度提升，從而對后期開采施工的安全性奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2 機械化程度高

礦建巷道掘進中，棚式支護也很常見，是錨桿支護中很重要的組成部分之一，但是因為很多巷道掘進進度快以及支護體量大，為了使得工程經(jīng)濟效益良好，就需要對時間成本合理控制，因此，在礦建工程中這種方式的應(yīng)用不是很普遍。錨桿支護技術(shù)主要就是對先進設(shè)備使用的基礎(chǔ)上，通過大型機械進行支護，因此，錨桿支護機械化程度很好，支護質(zhì)量也很高，除了可以將施工成本降低，對于施工周期也縮短，可以將巷道掘進工程的安全性大大的提升。

2.3 靈活性較高

在巷道采掘錨桿支護技術(shù)當(dāng)中，靈活性強也是很重要的特點，和傳統(tǒng)的巷道支護技術(shù)進行比較分析，錨桿支護技術(shù)自身的靈活性能夠更高一些，在實際支護工作中能夠滿足相應(yīng)的需求。對于任何一種礦產(chǎn)資源巷道掘進中，錨桿支護的作用都是非常的明顯，在實際的應(yīng)用中，有著很好的適應(yīng)性。因此，相關(guān)礦山工程設(shè)計工作者就需要和礦建工程實際情況結(jié)合起來綜合化分析，通過科學(xué)合理的計算分析，以此來對于錨桿支護方式進行合理選取，確保其靈活性明顯，從而對于礦建工程巷道要求可以很好的滿足。

3 錨桿支護技術(shù)在巷道掘進中的應(yīng)用

3.1 基礎(chǔ)支護

在錨桿支護技術(shù)的應(yīng)用中，設(shè)計和施工人員需要對錨桿支護有關(guān)基礎(chǔ)理論有效了解，對錨桿技術(shù)的相關(guān)要點合理掌握，按照巷道實際要求對于錨桿支護技術(shù)進行應(yīng)用，從而保證其支護效果良好。礦建工程巷道掘進支護主要有巷內(nèi)支護和巷旁支護，巷內(nèi)支護是一種基礎(chǔ)性的支護工作，只有將其做好，后期的相關(guān)工作才可以順利開展。

為了能夠?qū)⒒A(chǔ)支護工作做好，就需要重視以下相關(guān)內(nèi)容：首先，針對基礎(chǔ)支護，在支護前需要將支護方式合理選取，結(jié)合巷道工程的需求對于支護方式合理選擇，通過在巷道工程中對錨索以及錨桿預(yù)應(yīng)力做好強化處理，使得在實際中支護效果良好，這對于巷道工程巖體以及環(huán)境的穩(wěn)定性有著很重要的作用。其次，加強對基礎(chǔ)支護材料準備充分，這主要是由于礦建巷道工程圍巖在施工中很容易被破壞，因此在實際的掘進過程當(dāng)中，盡可能的選擇延展性和韌性都良好的材料，在這當(dāng)中，錨桿組合件主要為鋼帶，對巷道施工的安全以及穩(wěn)定性能夠保證。最后，需要對支護參數(shù)做好審核，通過數(shù)值模擬的方式和實際對比分析，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗，對錨桿的有關(guān)參數(shù)進行具體分析。

3.2 強化支護

針對巷道工程支護，除了需要將基礎(chǔ)性的支護工作做好，對支護工作的強化工作也需要重視，以此來確保圍巖的穩(wěn)定性良好，確保相關(guān)工作能夠順利實施。因此，就需要相關(guān)單位和人員采用科學(xué)合理的對策做好控制，一般在實際的支護過程中可以采用以下相應(yīng)的策略來應(yīng)對。首先，對于單體支柱配頂梁加強重視，在實踐中，加強對支護方式的有效設(shè)置，能夠很好的避免頂板產(chǎn)生下沉的現(xiàn)象，可以對于頂板巖層當(dāng)中所出現(xiàn)的離層情況有效控制，能夠很好的將頂板的完整性保持，從而使得巷道在掘進當(dāng)中施工工作空間充分，這對于掘進施工的順利開展非常的有利。其次，還能夠?qū)σ簤褐Ъ苓M行有效設(shè)置，液壓支架的組成主要是由頂梁、底座、立柱和四連桿等，采用這種方式可以使得推拉實現(xiàn)自由移動。

3.3 巷旁支護

巷旁支護在巷道掘進當(dāng)中也是很常見的一種支護方式，通常主要以填充式的方式進行應(yīng)用。通過這種支護方式的應(yīng)用，對于充填體出現(xiàn)的變形以及強度方面的問題有著很好的作用。通常，只有確保這兩方面性能良好，這相對于頂巖層出現(xiàn)的下沉而導(dǎo)致的變形情況能夠很好的應(yīng)對，并且還可以保證巷道工程在施工中空間面積的充分。充填實的巷旁支護在工作中主要采用泵送的方式來實現(xiàn)，在實踐中主要就是結(jié)合巷道工程支護實際需求，通過相應(yīng)的填充材料，同時在充填體上部頂板位置也需要加強對于錨索支護的合理設(shè)置。并且在錨桿支護過程中，通常將左旋無縱筋螺紋鋼錨桿的直徑和長度進行相應(yīng)的設(shè)置，其間距一般保持在1000mm×900mm。并且每排進行四根錨桿的設(shè)置，其都是通過金屬網(wǎng)和鋼帶實施護頂。

4 錨桿支護設(shè)計方法及技術(shù)應(yīng)用要點

4.1 當(dāng)前錨桿支護設(shè)計方法的不足

在現(xiàn)階段實際工作當(dāng)中，較為常見的錨桿支護設(shè)計主要就是理論分析法和成類比法，這兩種方式在實際的工作中還有很多問題存在，這些問題主要體現(xiàn)在以下：

首先，在錨桿設(shè)計中，所采用的基礎(chǔ)參數(shù)主要來自巷道周邊相關(guān)點的平均值，設(shè)計的錨桿應(yīng)用范圍需要能夠適應(yīng)巷道整體，這樣就使得巷道和設(shè)計參數(shù)出現(xiàn)不匹配的狀況，例如，太高或者太低，不但在一定意義上會導(dǎo)致浪費，也會使得局部出現(xiàn)冒頂事故。其次，在錨桿支護設(shè)計中，因為參數(shù)使用缺少相應(yīng)的量化評判標準，這樣就使得參數(shù)缺少相應(yīng)的合理性。這些問題使得錨桿設(shè)計和應(yīng)用存在一定的問題，在此基礎(chǔ)上，就需要通過可靠的錨桿支護設(shè)計方式，以此確保錨桿使用的可靠。

4.2 全線信息跟蹤設(shè)計方法

這種方式是目前所有方法中優(yōu)點較多的方式之一，其實信息技術(shù)和設(shè)計理念有效融合的一種產(chǎn)物。通常，設(shè)計方法如下：首先，對于相關(guān)地質(zhì)信息數(shù)據(jù)做好全面化分析，不是采用的平均值，并且對于這些數(shù)據(jù)分為最差條件及最佳條件。其次，通過類比分析法針對錨桿初始參數(shù)做好確定。第三，對現(xiàn)場進行多次檢測，以此來獲取相關(guān)作用之間的結(jié)果。第四，和實測信息結(jié)合起來，對支護效果做好合理的評價。最后，按照評價結(jié)果，通過計算機來對錨桿支護參數(shù)做好合理的設(shè)計，同時對支護部分參數(shù)進行調(diào)整。和之前的使用設(shè)計方法相比較，方法全線信息跟蹤設(shè)計方法針對性很強，并且設(shè)計可靠性良好。除此之外，這種方式可以對于巷道頂板的圍巖穩(wěn)定性能夠有效越策，不斷對于保證工程質(zhì)量有著很好的作用，對于設(shè)計基礎(chǔ)的采集工作也能夠很好的簡化處理。

4.3 測算支護參數(shù)

在錨桿支護應(yīng)用中，需要對相關(guān)支護參數(shù)做好測量計算，從而為后期的支護工作提供便利的條件。在操作中，對巷道整體力學(xué)關(guān)系進行合理分析，按照巷道實際要求來對參數(shù)進行確定，保證錨桿支護的效果最大化體現(xiàn)，使得巷道整體穩(wěn)定安全性良好。

4.4 設(shè)計錨桿支護方案

針對錨桿支護方案的設(shè)計工作，通常在設(shè)計前需要將相應(yīng)的地質(zhì)參數(shù)和數(shù)據(jù)進行勘察分析，同時結(jié)合實際情況整理分析，保證設(shè)計方案科學(xué)合理。若是有條件，可以采用計算機相關(guān)軟件進行模擬，從而保證掘進項目的有效順利落實。

4.5 合理選擇錨桿

在錨桿支護選擇中，錨桿的作用非常重要，對于支護整體施工有著很大的影響，尤其是對于巷道支護抗剪性的影響非常明顯，所以，就需要和巷道支護施工要求結(jié)合起來，合理選擇錨桿，確保支護效果符合要求。

5 施工與檢驗

5.1 錨桿支護的安裝

對于錨桿支護的安裝工作，主要可以分為鉆錨桿眼及安裝錨桿這兩個部分。在錨桿支護安裝前，結(jié)合布置設(shè)計要求，通過巷道中腰線對于錨桿的眼位進行確定；在打眼過程當(dāng)中，對眼位以及眼深以及角度等加強重視，從而確保和施工要求相符合；在完成打眼之后，這樣就可以對錨桿安裝完成。

5.2 錨桿支護的檢驗

錨桿支護檢驗試驗主要就是保證錨桿的安裝質(zhì)量符合要求。通常，在試驗當(dāng)中需要重視以下細節(jié)內(nèi)容：①錨桿的長度和孔深度需要保持一致，若是錨桿孔較深或者較淺，對于墊板和螺帽的安裝就會有負面影響。通常，錨桿最好比金屬楔縫式錨桿孔的深度長50mm到70，而對于倒楔式錨桿孔，則要長100mm到120mm。②在直徑孔的確定中，需要確保其能夠和錨桿的直徑保持一致。③在托板的安裝中，對巖面進行找平，這相對于巖面和托板接觸工作非常有利，以此使得托板的受力很均勻，對于承載力的提升也是非常有利。④在螺帽的安裝中，通過扳手對其擰緊，這對于桿體產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力非常有利。⑤做好對錨桿質(zhì)量的檢查工作。這一工作主要是指對錨桿孔直徑、間距、眼深、螺帽的擰緊程度、排距以及錨固力做好檢查工作。

6 礦建工程巷道掘進錨桿支護技術(shù)應(yīng)用的影響因素

6.1 巷道斷面形狀及其尺寸

在巷道工程掘進當(dāng)中，通常巷道內(nèi)部巖體的巖應(yīng)力隨著施工的變化而變化，在實際當(dāng)中很容易造成斷面以及形狀出現(xiàn)相應(yīng)的變化，因此在這當(dāng)中為了能夠確保巷道斷面尺寸和形狀保持一定的穩(wěn)定性，會采用錨桿支護加強其穩(wěn)定性的保持，從而使得巷道頂板保持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，這對于后期掘進工作的落實非常有利。在礦建巷道工程掘進過程當(dāng)中，通常，首先需要對于頂面巖石強度做好分析，在強度分析之后選取科學(xué)合理的支護方式，在這當(dāng)中還需要重視的問題是，由于巖石強度存在一定的差異性，其抵抗力也有所不同，因此在巷道掘進中需要綜合思考這些內(nèi)容，以此將錨桿支護的作用充分體現(xiàn)。

6.2 地應(yīng)力

地應(yīng)力分別承載著巷道自重和地質(zhì)結(jié)構(gòu)荷載，在巷道工程掘進中，地應(yīng)力對于圍巖形體有著一定的影響，巷道工程中的地應(yīng)力若是太大，就需要對錨桿支護技術(shù)進行應(yīng)用，從而保證圍巖結(jié)構(gòu)可以保持穩(wěn)定。除此之外，地應(yīng)力和圍巖自重等方面有著很大的聯(lián)系，若是埋深越深，其整體性能也就越差，同時隨著地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)育，難免會對圍巖穩(wěn)定性產(chǎn)生不同程度上的影響，因此在實際的掘進過程中就需要加強對這些方面問題的重視。

6.3 巷道圍巖強度

在礦建巷道工程掘進當(dāng)中，往往會隨著圍巖強度的增大，對于巷道所產(chǎn)生的影響也就越大。因此，加強對于錨桿支護的應(yīng)用，在一定程度上對于圍巖強度可以很好的保持，防止產(chǎn)生超載的情況，在對錨桿支護技術(shù)的應(yīng)用中，需要重點加強對圍巖強度的重視。

7 錨桿支護技術(shù)的優(yōu)化策略

7.1 完善錨桿支護配套設(shè)備

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在巷道掘進支護施工中，一些礦建施工單位所采用的螺母在精度和質(zhì)量方面不符合要求。在此基礎(chǔ)上，就需要在施工中對于螺母進行更換，盡可能的采用錨桿專用螺母，以此使得支護施工在巷道施工整體中抗剪力良好。在對錨桿支護技術(shù)的應(yīng)用中，確保錨桿配套設(shè)備標準化，使得錨桿支護強度和使用要求相符合，使得巷道掘進工作能夠順利實施。

7.2 優(yōu)化錨桿托板厚度

在巷道工程掘進施工當(dāng)中，錨桿托板所呈現(xiàn)的作用是非常的明顯，在一定意義上可以將巷道掘進中所產(chǎn)生的變形進行有效減少，從而使得錨桿支護施工的作用最大化的呈現(xiàn)。通常，在礦建工程中，為了避免出現(xiàn)相應(yīng)的冒頂情況，需要將錨桿托板的強度以及抗變形能力有效提升。在實際的工程掘進施工過程當(dāng)中，確保對于錨桿托板的應(yīng)用能夠保持一定的靈活性，這樣對于巷道掘進施工安全性非常有利。

7.3 制定科學(xué)的監(jiān)測系統(tǒng)

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，在礦建工程中對于先進技術(shù)的應(yīng)用也是非常的普遍，在礦建掘進施工中相應(yīng)的完善監(jiān)測系統(tǒng)也不斷完善。現(xiàn)階段，在巷道支護施工中，對于錨桿支護通過動態(tài)化實時監(jiān)測，在一定程度上確保礦建工程的安全有著很重要的作用。因此，在實際的監(jiān)測當(dāng)中，若是支護存在問題，就需要及時的合理處理，通過科學(xué)合理的措施將其及時調(diào)整以及優(yōu)化處理，從而將巷道工程的施工質(zhì)量能夠提升。

8 結(jié)語

隨著目前社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們自身的生活水平也有了非常大的提升，相對于能源資源的需求也在有效增大，在工業(yè)礦產(chǎn)當(dāng)中，鐵礦是很重要的能源資源之一，在人們的日常生產(chǎn)生活當(dāng)中鋼鐵有著普遍性的應(yīng)用，因此，隨著近些年我國鐵礦開采規(guī)模以及數(shù)量的不斷增多，在礦產(chǎn)實際開采當(dāng)中，人們相對于安全問題也加強了重視，所以，在礦山開采實際過程中，為了避免出現(xiàn)相應(yīng)的安全事故，施工企業(yè)就需要結(jié)合施工要求，做好礦建支護工作。目前，施工企業(yè)對于錨桿支護技術(shù)要點有效掌握，和巷道實際情況結(jié)合起來，加強對于錨桿施工技術(shù)的合理應(yīng)用，這相對于礦建巷道掘進安全以及穩(wěn)定性的提升非常有利。