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　　引言

 

　　隨著煤炭科學技術(shù)進步，礦山現(xiàn)代化促進了生產(chǎn)的高產(chǎn)高效，煤炭資源開采由淺入深是客觀發(fā)展的必然規(guī)律，深部開采引起高地壓、高地溫、高巖溶水壓，深部礦井重力引起的垂直應(yīng)力明顯增大，構(gòu)造應(yīng)力場復(fù)雜，地應(yīng)力高，煤礦深層次的開采將會造成圍巖破壞嚴重，是當前世界產(chǎn)煤國家面臨的共同問題。巷道支護技術(shù)是有效減少上述問題的關(guān)鍵因素，巷道支護是在巷道掘后，先向圍巖打眼，在眼孔內(nèi)錨入錨桿，把巷道圍巖予以加固，充分利用圍巖自身的強度，從而達到支護巷道的目的。錨桿的主要作用不僅是承受巷道圍巖所產(chǎn)生的壓力和阻止破碎巖石的冒落，并且通過錨入圍巖內(nèi)的錨桿來改變圍巖固有的力學狀態(tài)，在巷道周圍形成一個整體而穩(wěn)定的巖石帶，錨桿與圍巖共同作用而達到支護巷道的目的。錨桿支護是當前有效預(yù)防井下巷道的支護方式，能加固巖石，防止圍巖變形、位移和裂縫。因此，在深入研究巷道支護理論的基礎(chǔ)上，開發(fā)研制支護材料與配套設(shè)備，為煤炭資源開采提供技術(shù)支持具有非常重要的現(xiàn)實意義。

 

　　1錨桿支護設(shè)計

 

　　為了解決巷道支護問題，考慮到巷道為永久使用巷道，服務(wù)年限長，并擔負礦井運輸任務(wù)，因此該段巷道的支護既要有足夠的承壓強度，又要保證施工安全，故巷道支護應(yīng)滿足達到支護效果的作用，確保礦井施工安全，在設(shè)計中應(yīng)充分考慮礦井的地質(zhì)條件及相互作用的承受力。

 

　　1.1頂錨桿通過懸吊作用，幫錨桿通過加固幫體作用，達到支護效果的條件，應(yīng)滿足：L≥L1+L2+L3

 

　　式中L—錨桿總長度，單位：m；

 

　　L1—錨桿外露長度（包括鋼帶、托板、螺母厚度）；

 

　　L2—有效長度（頂錨桿取圍巖松動圈冒落高度b，幫錨桿取幫破碎深度c）；

 

　　L3—錨入巖（煤）層內(nèi)深度。

 

　　其中圍巖松動圈冒落高度

 

　　式中B、H—巷道掘進荒寬、荒高；

 

　　—頂板巖石普氏系數(shù)；

 

　　—兩幫圍巖的似內(nèi)摩擦角，=。

 

　　1.2校核頂錨桿間、排距：應(yīng)滿足

 

　　式中—錨桿間、排距，m；

 

　　—錨桿設(shè)計錨固力，kN/根；

 

　　k—安全系數(shù)，一般取2；（松散系數(shù)）

 

　　L2—有效長度（頂錨桿取b）；

 

　　—巖體容重

 

　　2錨桿支護施工工藝

 

　　煤巷錨桿支護施工應(yīng)嚴格按照掘進工作面作業(yè)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定進行。主要包括：（1）錨桿的材質(zhì)、規(guī)格、間排距、安裝（包括藥卷的種類、數(shù)量及使用要求）、錨固力等要求；（2）錨桿的孔位、孔深和孔徑應(yīng)與錨桿類型、長度、直徑相匹配等要求；（3）錨網(wǎng)的鋪設(shè)與其他錨固裝置連接牢固等要求；（4）支護用的作業(yè)機具型號和有關(guān)技術(shù)要求（包括噴漿機具、錨桿鉆眼機具、樹脂藥卷攪拌機具、張拉機具等）；（5）支護質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)要求（錨桿扭矩、錨桿和錨索的抗拔力檢查、頂板離層監(jiān)測、保護層強度檢測等試驗器具及各類破壞性檢查的控制要求）。巷道施工支護工藝一般為臨時支護和永久支護。

 

　　2.1臨時支護

 

　　錨桿支護巷道掘進工作面應(yīng)采用臨時支護，不應(yīng)空頂作業(yè)，其臨時支護形式、規(guī)格、要求等應(yīng)在作業(yè)規(guī)程、措施中明確規(guī)定。煤巷掘進過程中的臨時支護，是保證安全生產(chǎn)，提高掘進效率的一個重要因素。臨時支護方法要求其操作簡單方便，安全性能可靠，才能在生產(chǎn)過程中才能被有效地使用。當前臨時支護主要有以下幾種：（1）可伸縮式安全點柱。可伸縮式的安全點柱形式：金屬摩擦支柱、內(nèi)注式單體支柱、千斤頂式點柱。此類支護方式能在一定程度上適應(yīng)巷高變化；（2）吊環(huán)前探梁支護。是利用吊環(huán)安裝在錨桿外露絲扣部位，前探梁貫穿在吊環(huán)中移動，從而使錨網(wǎng)施工操作人員在前探梁掩護下作業(yè)，操作空間寬闊；（3）掘進機機載式臨時支護。利用綜掘機的泵站供高壓液壓油，經(jīng)溢流閥到操作閥，再經(jīng)分流集流閥分流，控制截割臂上架體的折疊、伸縮等油缸，托住暴露的頂板，起到臨時支護的作用。

 

　　2.2頂板支護

 

　　錨桿支護巷道落煤（巖）后，應(yīng)及時進行頂板支護。若兩幫煤體穩(wěn)定，幫錨桿施工可適當滯后，滯后距離和最大空幫時間應(yīng)在作業(yè)規(guī)程、措施中明確規(guī)定。

 

　　爆破或綜掘機落煤后，快速將掘進工作面煤矸耙運到后方，使其達到方便錨桿安裝的適當高度，創(chuàng)造出煤與錨索施工安裝平行作業(yè)的條件，提高勞動效率。

 

　　規(guī)范對煤巷錨桿支護要求及時支護，說明了煤巷錨桿及時支護的重要性。及時支護是錨桿支護工藝技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通常講的是露頭就錨。

 

　　2.3錨桿施工

 

　　采用錨桿作為臨時支護，要對錨桿的抗拔力進行檢測，錨桿施工過程中應(yīng)在在掘進時要掌握巷道巖性變化動態(tài)。為了解錨桿隨時間或受動壓影響時應(yīng)力的變化情況，要對錨桿的錨固力進行監(jiān)測，在該巷道可選擇多個測站，每個測站選擇10根錨桿安設(shè)錨桿測力計。在錨桿施工時，及時對錨桿螺母的擰緊力矩進行檢測，檢查錨桿的安裝質(zhì)量。表1礦壓觀測的內(nèi)容、目的及手段。

 

　　3結(jié)語

 

　?。?）由于巷道深度不同，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地應(yīng)力動態(tài)變化，圍巖強度和變形特征變化明顯，圍巖變形的流變性、擴容性和沖擊性顯著，巷道支護困難。

 

　?。?）在循環(huán)進度范圍內(nèi)暴露的頂板都必須先支護好，方可再進行下一道工序的施工，以保護作業(yè)區(qū)內(nèi)的人身安全。

 

　?。?）在巷道錨桿施工中，錨桿支護主要作用在于控制錨固區(qū)圍巖的離層、滑動、張開裂隙等擴容變形與破壞，及時加固頂幫，防止出現(xiàn)片幫掉頂，影響錨桿安裝質(zhì)量，減少頂幫松動離層和圍巖變形量，提高錨固區(qū)圍巖的整體強度和穩(wěn)定性。

 

　?。?）及時支護在生產(chǎn)現(xiàn)場落實難度較大，特別是對于頂板、煤底、底板都松軟的“三軟”煤層，在巷道爆破后，待爆破的煤矸扒運其中的一部分后，具備頂板支護條件，就要進行支護，應(yīng)盡量一次支護有效控制圍巖變形，避免二次支護和巷道維修。

 

　?。?）隨著煤礦掘進技術(shù)的發(fā)展，錨桿支護在煤礦巷道支護中會發(fā)揮更好的作用，有效降低礦井的生產(chǎn)成本，具有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。