摘要：隨著錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，礦山對(duì)錨桿支護(hù)的認(rèn)識(shí)也在不斷提高，不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍，目前礦山施工的錨桿巷道包括準(zhǔn)備巷道、回采巷道、大跨度綜采切眼以及大跨度巷道交岔點(diǎn)等。該文介紹了錨桿支護(hù)的優(yōu)越性，并提出了關(guān)于錨桿組件的回收復(fù)用問(wèn)題。
引言
為了維持巷道的穩(wěn)定性，防止圍巖發(fā)生垮落或過(guò)大的變形，巷道掘出后，一般都要進(jìn)行支護(hù)，如砌襯和木框架等。隨著采礦深度的增加和地壓理論的發(fā)展，20世紀(jì)初，美國(guó)創(chuàng)造了礦山巷道的錨桿支護(hù)方法。這種支護(hù)方法經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，到1940年前后，在世界普遍流行開(kāi)來(lái)，并且被廣泛地應(yīng)用到隧道、邊坡治理、地基加固等其它巖土工程領(lǐng)域。在實(shí)踐應(yīng)用中不斷發(fā)展，像錨網(wǎng)、錨網(wǎng)噴、錨帶網(wǎng)、錨注等，較為先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)已被廣泛采用，它不但克服了傳統(tǒng)支護(hù)方式的缺點(diǎn)，提高了巷道的穩(wěn)定性，并節(jié)約了大量的木材、鋼材，具有省時(shí)、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、安全可靠等特點(diǎn)。隨著錨桿支護(hù)技術(shù)在我國(guó)煤礦巷道圍巖控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，錨桿支護(hù)的優(yōu)越性目前已得到普遍認(rèn)同，其理論及實(shí)踐也日益完善。在我國(guó)煤礦應(yīng)用錨桿的支護(hù)來(lái)改善圍巖的“支—圍”關(guān)系，給礦區(qū)帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高和安全生產(chǎn)環(huán)境的改善越來(lái)越顯著。
使用錨桿支護(hù)的作用
隨著錨桿支護(hù)工程實(shí)踐的不斷豐富使用，與不同條件的各種錨桿支護(hù)理論的相繼被提出并逐步得到發(fā)展和完善，歸納起來(lái)，主要有以下三個(gè)作用。
懸吊作用
錨桿支護(hù)的懸吊作用，突出的表現(xiàn)在直接頂較薄，老頂較堅(jiān)固的情況下，錨桿將下部不穩(wěn)定的巖層懸吊在上步穩(wěn)固的巖層上，由錨桿承擔(dān)軟巖或危巖的重量，以達(dá)到井巷穩(wěn)定的目的。
這一理論提出的較早，有一定的實(shí)用價(jià)值。但是大量的工程實(shí)踐證明，即使巷道上部沒(méi)有穩(wěn)固的巖層，錨桿亦能發(fā)揮支護(hù)作用。例如，在全煤巷道中，錨桿就錨固在煤層中也能達(dá)到支護(hù)的目的，說(shuō)明這一理論有局限性。
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(xù)性巖層組成的巷道，其原理是在沒(méi)有穩(wěn)固巖層提供懸吊支點(diǎn)的薄層狀巖層中，可利用錨桿的拉力將層狀地層組合起來(lái)，形成組合梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)。并借助錨桿本身提供一定的抗剪能力，阻止其層間錯(cuò)動(dòng)，是防止分層在壓力作用下發(fā)生整體彎曲變形，呈現(xiàn)出組合狀態(tài)，從而提高頂板的抗彎剛度及強(qiáng)度。
這一觀點(diǎn)有一定的影響，但是工程實(shí)例較少，也沒(méi)有進(jìn)一步的依據(jù)資料供設(shè)計(jì)應(yīng)用。例如，巖層沿巷道縱向有裂縫時(shí)梁的連續(xù)性問(wèn)題和梁的抗彎強(qiáng)度問(wèn)題。
錨桿的減跨作用
如果把不穩(wěn)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(diǎn)，安設(shè)了錨桿就相當(dāng)于增加了支點(diǎn)，從而減小了頂板的跨度，使頂板巖層的彎曲應(yīng)力和撓度得到降低，維持了頂板穩(wěn)定。這就是錨桿的減跨作用，這套理論實(shí)際上來(lái)源于錨桿的懸吊作用，但它同樣未能提供用于錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)的方法。
總之，使用錨桿支護(hù)，可發(fā)揮其加固拱作用和懸吊作用，使復(fù)合頂板內(nèi)的各煤巖體與錨桿緊固成一個(gè)所謂的“組合梁”，從而提高頂板巖層的抗彎強(qiáng)度，減少各巖層層面滑移、離層和冒落的機(jī)率，從而保證巷道的穩(wěn)定性。代替了木支護(hù)，又適應(yīng)了國(guó)家天然林保護(hù)工程實(shí)施以來(lái)所導(dǎo)致的木材無(wú)法采購(gòu)的外部環(huán)境，并響應(yīng)了國(guó)家所提出的節(jié)能減排的號(hào)召。
錨桿支護(hù)的優(yōu)越性
支護(hù)效果好
錨桿支護(hù)在支護(hù)原理上符合現(xiàn)代巖石力學(xué)和圍巖控制理論，屬于“主動(dòng)”支護(hù)，錨桿安裝以后在圍巖內(nèi)部對(duì)圍巖進(jìn)行加固，迅速形成一個(gè)圍巖---支護(hù)的整體承載結(jié)構(gòu)，因而能夠調(diào)動(dòng)和利用圍巖自身的穩(wěn)定性，充分發(fā)揮圍巖自身的承載能力，所以錨桿支護(hù)有利于保護(hù)巷道圍巖的穩(wěn)定，改善巷道維護(hù)狀況。
勞動(dòng)強(qiáng)度低、效率高
與傳統(tǒng)架棚式支護(hù)相比，由于錨桿支護(hù)所采用的支護(hù)材料較少、重量較輕、巷道掘進(jìn)時(shí)，極大地減少了支護(hù)材料的運(yùn)輸量，勞動(dòng)強(qiáng)度也大為降低，有利于提高掘進(jìn)工效。工作面回采時(shí)，也省去了支架的回撤工作，既降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了安全系數(shù)。錨桿施工操作簡(jiǎn)單，緊跟掘進(jìn)面，有利于實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)支護(hù)機(jī)械化。
經(jīng)濟(jì)效益明顯
采用錨桿支護(hù)和減少支護(hù)材料投入，降低直接支護(hù)成本。由于錨桿支護(hù)不占用巷道工作斷面，因而在支護(hù)設(shè)計(jì)上，可相應(yīng)減少巷道斷面，節(jié)省大量材料。還能減少巷道維修量，節(jié)約維護(hù)費(fèi)用?？傊^桿無(wú)論在支護(hù)材料費(fèi)用方面還是運(yùn)輸和維護(hù)費(fèi)用方面都有著其他支護(hù)材料無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，錨桿支護(hù)技術(shù)在這些方面能夠降低成本，顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。
錨桿支護(hù)中應(yīng)注意的問(wèn)題
錨桿支護(hù)雖然具有即時(shí)承載、預(yù)緊力大、支護(hù)效果好、勞動(dòng)強(qiáng)度低、支護(hù)成本低等等優(yōu)點(diǎn)，大力推廣錨桿支護(hù)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)回采工作面高產(chǎn)高效的有效途徑。但采用該技術(shù)需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
錨桿必須成分利用錨桿的預(yù)緊力，錨桿的底部必須緊貼巖壁，否則錨桿無(wú)法起到加固梁和組合梁的作用。
掘進(jìn)煤巷時(shí)應(yīng)保持巷道頂板和兩幫的平整，最好以不破壞頂板完整和減少爆破震動(dòng)巷幫煤體為原則，避免巷道周邊形成應(yīng)力集中，確保巷道的穩(wěn)定性。
頂板錨桿不亦全部垂直頂板方向布置，應(yīng)以放射狀為準(zhǔn)，破碎的巖層間隙要以水泥注漿充滿，確保錨桿要有足夠的錨固力。
錨桿必須要有托護(hù)結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生一定的托錨力，沒(méi)有托錨力的注漿鋼絲繩錨桿由于不能形成主動(dòng)支護(hù)，因而不能用于煤巷支護(hù)。
隨著錨桿支護(hù)技術(shù)的普遍應(yīng)用，錨桿的回收再利用工作我認(rèn)為也應(yīng)當(dāng)受到足夠的重視，一套錨桿雖然價(jià)值不高，但積少成多，所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益將十分巨大。首先從材料上講，目前各大礦區(qū)大多數(shù)所使用的錨桿有稍釘式和壓塑式兩種，雖然稍釘式錨桿強(qiáng)度高，一旦安裝成功就以將錨桿螺紋損壞，卻無(wú)法回收再利用。壓塑式錨桿在安裝時(shí)可不破壞錨桿螺紋結(jié)構(gòu)，有利于回收復(fù)用要加大投入研究錨桿的回收技術(shù)。錨桿的質(zhì)量直接關(guān)系到巷道支護(hù)效果和煤礦安全，應(yīng)當(dāng)研制高質(zhì)量的錨桿及性能優(yōu)越的附件，提高錨桿支護(hù)水平
選擇合適的錨桿參數(shù)，確定有效的錨桿支護(hù)形式。
結(jié)論
錨桿支護(hù)由于能主動(dòng)地加固圍巖，最大限度地保持圍巖的完整性、穩(wěn)定性，控制圍巖變形、位移和裂隙的發(fā)展，充分發(fā)揮圍巖自身的支承作用，變被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)，有效的改善礦井的支護(hù)狀況，具有施工方便、效率高，有利于加快施工進(jìn)度，且施工成本低、支護(hù)效果好，已經(jīng)成為當(dāng)今巷道支護(hù)改革的主要趨勢(shì)。
成功提示
錯(cuò)誤提示
警告提示
評(píng)論 （0）