【摘要】在礦建工程中巷道掘進(jìn)中，錨桿支護(hù)是一種廣泛應(yīng)用的支護(hù)技術(shù)，巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)對提高礦建工程施工速度，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的作用。為我們礦建工程的安全施工起到非常重要的意義。文章從巷道掘進(jìn)中的錨桿支護(hù)的作用原理出發(fā)，結(jié)合實(shí)踐，分析了相關(guān)的技術(shù)，僅供同行參考借鑒。
引言
煤炭資源是我國主要的一次性能源，一直在我國生產(chǎn)和消費(fèi)中占主要的地位。而我國煤礦一般是通過建立地下巷道的開采方式，在巷道內(nèi)使用掘進(jìn)工藝技術(shù)，主要包括破巖、煤炭的裝運(yùn)和巷道的支護(hù)。一般情況下，在保證巷道掘進(jìn)的同時(shí)，還要保證巷道的通暢與圍巖的穩(wěn)定安全，這對于礦建工程來說具有重要的意義。隨著巷道掘進(jìn)的廣度和深度進(jìn)一步增加，巷道內(nèi)地質(zhì)的條件也越來越復(fù)雜，對于巷道支護(hù)技術(shù)也提出了更高要求。
一、作用原理
所謂錨桿主要是指在巷道圍巖體安置的桿狀錨栓體系。在我們巷道掘進(jìn)之后，會(huì)在圍巖中鉆錨桿眼，并把錨桿安置到錨桿孔之中，這樣就很好的起到了加固圍巖的作用，進(jìn)而對巷道的穩(wěn)定起到維持的效果，一般來說，錨桿支護(hù)的作用原理可以分問以下幾個(gè)方面：
?。?）懸吊作用，這主要是指利用錨桿將快于冒落的軟弱巖層及圍巖懸吊到巖體之上，進(jìn)而利用錨桿來承載軟弱巖是圍巖的重量。
?。?）組合梁作用，這主要是把平頂巷道層狀頂板當(dāng)作疊合梁，而這種疊合梁是以巷道兩幫當(dāng)作支點(diǎn)的，由于荷載的作用，每一層板梁都會(huì)各自彎曲，其上下緣將分別處在受壓及受拉的狀態(tài)，我們通過使用錨桿把板梁壓緊以后，由于荷載的作用，則類似于一塊板梁的彎曲，這樣就很好的提升了板梁的抗彎強(qiáng)度。
?。?）擠壓加固拱作用，通過在巷道周圍進(jìn)行錨桿的布置，可以很好的將巷道拱部節(jié)理發(fā)育的巖體進(jìn)行連接，這樣就在形成了一個(gè)具有很好自承能力的拱形壓縮帶，進(jìn)而使圍巖作用在支架上的荷載轉(zhuǎn)變?yōu)槌休d結(jié)構(gòu)，最終對頂板壓力及自身重量起到了很好的支撐作用。
?。?）減跨作用，這主要是指通過錨桿能夠?qū)α暗目缍燃案叨冗M(jìn)行有效的減少。舉例來說，我們在巷道跨中安置一根錨桿，這就類似安裝了一根支柱，這樣就把以前的一個(gè)拱分成兩個(gè)。如果我們安置三根錨桿就相當(dāng)與將以前的拱分成了四個(gè)。
?。?）圍巖補(bǔ)強(qiáng)加固作用
一般來說，位于巷道深處巖石中的巖石會(huì)處在三向受力的狀態(tài)，靠近巷道周邊的巖石會(huì)處在二向受力的狀態(tài)。而前者的強(qiáng)度會(huì)比后者大很多，所以，后者特別容易出現(xiàn)喪失穩(wěn)定性的問題。我們利用錨桿的安裝，可以將圍巖部分變成三向受力的狀態(tài)，這樣就很好的提升了強(qiáng)度。另外通過錨桿我們還可以對巖層弱面的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行有效的提升，進(jìn)而增強(qiáng)周邊圍巖的穩(wěn)定性。
二、錨桿支護(hù)的優(yōu)勢
錨桿支護(hù)技術(shù)和棚式支架相比較，具有明顯的優(yōu)勢。
1）錨桿支護(hù)可以提高巷道的支護(hù)效果，實(shí)現(xiàn)巖體整體性，對于不穩(wěn)定的巖層還能起到懸吊的作用，有效地提高了巖體承載能力。
2）錨桿支護(hù)技術(shù)可以使用錨固劑、桿體和托板等構(gòu)件或者噴層，和圍巖形成支護(hù)體系，對巷道的維修和工作面端頭的支護(hù)與超前的支護(hù)有效簡化，加快了采煤工作面的工作速度，提高煤炭開采量和經(jīng)濟(jì)效益。
三、錨桿支護(hù)技術(shù)分析
礦建工程巷道掘進(jìn)的支護(hù)技術(shù)分為兩種，一種為巷內(nèi)支護(hù)，一種為巷旁支護(hù)。而巷內(nèi)支護(hù)又可以分成基本支持和加強(qiáng)支護(hù)。
3.1巷內(nèi)支護(hù)
3.1.1基本支護(hù)
1）支護(hù)形式。巷道內(nèi)基本支護(hù)一般采用強(qiáng)力錨桿、高預(yù)應(yīng)力和錨索支護(hù)系統(tǒng)。對強(qiáng)力錨桿和錨索增加高預(yù)應(yīng)力，對圍巖進(jìn)行擴(kuò)散，對圍巖中的裂隙、新裂紋和結(jié)構(gòu)面的離層滑動(dòng)進(jìn)行有效的控制，使圍巖保持住巷道掘進(jìn)期間的穩(wěn)定與完整。
2）支護(hù)材料。巷道內(nèi)的圍巖具有容易變形和被破壞的特點(diǎn)，所以，要使用高韌性和高延伸性的材料作為強(qiáng)力錨桿和錨索的支護(hù)材料。錨桿的桿體要使用BHRB500的左旋無縱筋螺紋綱筋，而屈服的強(qiáng)度一定要大于500MPa，一般拉斷強(qiáng)度也要大于670MPa，沖擊的吸收需要達(dá)到30J，伸長率要達(dá)到20%。
錨索要使用新型1×19結(jié)構(gòu)的具有高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力的鋼絞線，而拉斷荷載要達(dá)到600kN（直徑φ22mm），而伸長率需要達(dá)到7%，要使錨桿預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)有效的擴(kuò)散，一般錨桿的組合構(gòu)件要使用W型的鋼帶。
3）支護(hù)參數(shù)。通過數(shù)值模擬對多方案實(shí)現(xiàn)對比，再結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，就可以確定錨桿和錨索支護(hù)的具體參數(shù)。錨桿直徑為22mm，長度為2.4m，可以用樹脂加長錨固，一般預(yù)緊力矩是500N·m，要應(yīng)用W型的鋼帶與金屬網(wǎng)護(hù)頂。設(shè)定頂板錨桿的間、排距900mm×1000mm，那么幫錨桿間、排距則為1000mm。當(dāng)頂板錨索的直徑達(dá)到φ22mm，長度為6.3m，那么每排要設(shè)2根錨索，間距要設(shè)定為1.8m，排距則需要設(shè)定為2m，預(yù)緊力需要300kN。
3.1.2加強(qiáng)支護(hù)
普通回采工作面受到超前的支承壓力影響，巷道的圍巖會(huì)產(chǎn)生變形和破壞，所以，要使巷道圍巖保持穩(wěn)定工作，就要進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。
工作面安全出口和巷道的連接處20m的范圍內(nèi)，必須要進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。加強(qiáng)支護(hù)一般有兩種工作方式，一種是單體支柱配頂梁，另一種是專門設(shè)計(jì)的加強(qiáng)支護(hù)液壓支架。
1）單體支柱配頂梁。巷道不僅受工作面支承壓力影響，還要受到開采后煤幫缺失的影響，巷道兩側(cè)的填充體不能達(dá)到需要的強(qiáng)度，所以，在這個(gè)空間內(nèi)，一定要進(jìn)行高阻力加強(qiáng)支護(hù)的設(shè)置，有效阻止頂板的下沉，對頂板巖層離層進(jìn)行控制，既保證了頂板的完整，也為巷道提供安全而寬敞的作業(yè)空間。
2）專門設(shè)計(jì)的加強(qiáng)支護(hù)液壓的支架。專門設(shè)計(jì)的加強(qiáng)支護(hù)液壓支架是由立柱、頂梁、底座和四連桿機(jī)構(gòu)共同組成。支架前后相鄰被伸縮梁與推移千斤頂所連接，使支架實(shí)現(xiàn)了推拉的自移行走。
3.2巷旁支護(hù)
巷旁支護(hù)也有很多種形式，一般選擇的是充填式巷旁支護(hù)，這種支護(hù)方式有充填體強(qiáng)度和充填體變形性能的要求。巷旁充填體不僅要較高的強(qiáng)度，還要具有較好變形性能，才能適
應(yīng)基本頂巖層的旋轉(zhuǎn)下沉引起變形。同時(shí)，巷旁充填體也不能產(chǎn)生大的側(cè)向變形，才能保證巷道足夠的斷面積。
巷旁充填體的施工，一般情況下是采用泵送方式，使用具有良好泵送性能的充填材料，而充填體上方頂板也要預(yù)先做好錨桿和錨索支護(hù)的工作。煤壁的位置沿巷道向下3m，長度為5m的工作范圍，進(jìn)行巷道掘進(jìn)，進(jìn)行錨桿支護(hù)工作，錨桿可以設(shè)計(jì)為直徑φ22mm、而長度2m左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，一般間排距為1000mm×800mm，要在每排布置4根錨桿，都采用鋼帶和金屬網(wǎng)護(hù)頂。
四、結(jié)語
我國礦建工程的巷道掘進(jìn)速度一直受地質(zhì)條件、設(shè)備和技術(shù)的限制，難以提高生產(chǎn)率，只有深入分析原因，提出解決辦法，才能保證礦建工程安全有序地進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提高，滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對煤炭的需求。
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