摘要：近幾年來，隨著我國煤礦開采深度的不斷增加，原巖應(yīng)力增大，巖體塑性大，巖體移動(dòng)量大移動(dòng)速度快，特別是在礦井深部變形量較大，開采后變形明顯，因此，在礦井深部巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足支護(hù)強(qiáng)度大、能抵抗高地壓、可縮性能好、可縮量大，能適應(yīng)圍巖大變形，封閉性能好，能有效地防止鼓底等優(yōu)點(diǎn)，因此，金屬支架很難滿足這些要求，應(yīng)更多采用錨桿、錨桿與錨索聯(lián)合支護(hù)等主動(dòng)支護(hù)方法，提高支護(hù)質(zhì)量、降低成本、增加效益。本文主要針對(duì)煤礦巷道錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析。
錨桿支護(hù)作為一種有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方式，由于對(duì)圍巖強(qiáng)度的強(qiáng)化作用，可顯著提高圍巖的穩(wěn)定性，加之成巷速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低、提高巷道斷面利用率、簡化回采面的端頭維護(hù)工藝，明顯改善作業(yè)環(huán)境和安全生產(chǎn)條件，成為礦井巷道的主要支護(hù)形式，得到了大力推廣應(yīng)用。
一、煤巷錨桿支護(hù)特點(diǎn)
使用錨桿支護(hù)，既可發(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，又能適應(yīng)國家天然林保護(hù)工程實(shí)施以來所導(dǎo)致的木材無法采購的外部環(huán)境。錨桿在煤巷中的支護(hù)理論和實(shí)踐已經(jīng)成熟，但是我國煤巷錨桿支護(hù)的效果不理想，究其原因，既有現(xiàn)場地質(zhì)條件的復(fù)雜多變，也有施工工藝的原因。煤巷錨桿支護(hù)主要有以下特點(diǎn)：a.提高巷道斷面利用率。采用錨網(wǎng)支護(hù)，既能有效地控制圍巖變形，又極少占用巷道有效空間，從而提高巷道斷面利用率，滿足了“雙高”工作面綜采設(shè)備不斷更新，巷道斷面不斷擴(kuò)大的實(shí)際需要。國內(nèi)煤巷采用錨網(wǎng)支護(hù)后，斷面利用率提高了10%～17%，以滿足“雙高”工作面要求；b.減少輔助運(yùn)輸工作量。采用錨網(wǎng)支護(hù)后，不需要運(yùn)輸大量的支護(hù)型鋼及其它輔助材料，改善了兩巷工作環(huán)境，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了循環(huán)進(jìn)度；c.極大地改善了綜采面端頭支護(hù)情況，簡化工作面超前支護(hù)方式，確保工作面出口暢通，有利于綜采面快速推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。
二、我國煤礦的錨桿支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀
我國錨桿支護(hù)起始于上世紀(jì)50年代，1956年，部分煤礦開始應(yīng)用剛砂漿無托板錨桿和機(jī)械端錨，這類單體錨桿僅適合于穩(wěn)定的巖石巷道，不適合用于圍巖較軟的煤巷。上世紀(jì)80年代到90年代，我國進(jìn)入了以錨梁網(wǎng)和錨帶網(wǎng)為代表的組合錨桿支護(hù)階段，由于錨桿支護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度低，經(jīng)濟(jì)效果與利益高，對(duì)破碎巖體的加固效果好，所以，我國煤礦中開始廣泛應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)。到1998年，煤巷中錨桿支護(hù)比重已達(dá)到20%以上。錨噴支護(hù)首先在支護(hù)形式和基本理論有所突破（意為打開缺口突破難關(guān)），將被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)積極地支護(hù)方式，可行地保持了圍巖的穩(wěn)定性和整體性；其次，錨噴支護(hù)可以最大化發(fā)揮圍巖自身的支撐作用，將圍巖從荷載轉(zhuǎn)化成為載體，可行地抑制了圍巖的位移和變形。最后使圍巖、錨噴層和錨桿形成一個(gè)有機(jī)的整體，在三者的共同作用下，圍巖巖體的整體性可以保持。
三、煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)
1、錨索聯(lián)合支護(hù)
巷道支護(hù)采用錨桿時(shí)通常與錨索進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)是一種先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)，它利用錨桿、錨固劑及其護(hù)表構(gòu)件給圍巖～定的支護(hù)強(qiáng)度，與圍巖組成支護(hù)體系，承受各種圍巖應(yīng)力和采動(dòng)應(yīng)力，達(dá)到支護(hù)的目的。在軟弱破碎圍巖條件下，巷道圍巖的變形量很大，巷道開挖后立即采用錨索支護(hù)可能會(huì)因錨索延伸量超過極限而破斷。因此在巷道開挖初期只安裝錨桿，通過錨桿的加固作用，錨巖支護(hù)具有一定的承載能力，允許圍巖發(fā)生較大的變形，釋放圍巖變形能，圍巖在一定變形范圍內(nèi)可以保持自身穩(wěn)定。隨著圍巖變形量的增大，錨巖支護(hù)支護(hù)體的承載能力和自穩(wěn)能力降低，當(dāng)錨巖支護(hù)的自穩(wěn)能力達(dá)到極限之前、圍巖剩余變形小于錨索工程延伸量時(shí)，安裝錨索減少了圍巖對(duì)錨索延伸量的要求，保持錨巖支護(hù)體和圍巖穩(wěn)定。通過錨桿和錨索聯(lián)合支護(hù)提高了支護(hù)阻力，減少了巷道圍巖變形。錨桿和錨索發(fā)揮了各自的優(yōu)勢，在巷道巷道開挖支護(hù)初期，以錨桿的柔性支護(hù)為主，后期以錨索的懸吊作用為主，從而大大改善了錨桿支護(hù)的整體支護(hù)性能，達(dá)到控制圍巖大變形的目的。
2、預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)
預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)主要是將一定長度的低松弛高強(qiáng)度鋼絞線配以專用錨具，通過樹脂或砂漿進(jìn)行錨固，再通過液壓千斤頂在其尾部施加預(yù)應(yīng)力，達(dá)到對(duì)巷道頂板進(jìn)行錨固支護(hù)的作用。煤礦普遍使用的小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索根據(jù)錨固形式的不同，結(jié)構(gòu)會(huì)有所差別，根據(jù)設(shè)計(jì)需要對(duì)端部進(jìn)行一定長度的錨固。錨索由內(nèi)錨固段、鋼絞線自由伸縮段和外錨固段（包括托盤、錨具和鋼絞線）組成；全長錨固錨索體在鉆孔中與膠結(jié)體全長黏結(jié)錨固，一般不施加預(yù)緊力，只用少量力把錨具設(shè)好即可。小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)是錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展中占有重要地位的一種支護(hù)形式，與普通錨桿相比，一是長度大（其他行業(yè)使用的錨索長度，可達(dá)40-90M，煤礦目前使用的錨索也在5-20M之間，所以錨索能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過圍巖松動(dòng)破壞范圍而錨入到深部穩(wěn)定巖石中）；二是可以施于預(yù)應(yīng)力（預(yù)應(yīng)力可以達(dá)到1000-6000KN，煤礦井巷中常用的也在200KN以上），且施工靈活，可以和其他多種支護(hù)形式進(jìn)行組合使用。同時(shí)具有不縮小井巷斷面、工期短、安全可靠、節(jié)約資金等優(yōu)點(diǎn)，也能限制巖體的有害變形發(fā)展，從而保護(hù)巖體的穩(wěn)定，延長井巷的有效服務(wù)期限。
3、桁架錨桿
桁架錨桿是組合錨桿的一種，主要由斜錨桿和水平拉桿組成，根據(jù)支護(hù)巷道斷面的大小和頂板條件的不同，桁架錨桿可采用不同的形式，主要有：單式桁架，復(fù)式桁架（在巷道跨度方向上由2～3套單式桁架錨桿組成）、交叉桁架（由單式桁架錨桿交叉形成十字形）、連續(xù)桁架（在巷道長度方向上通過結(jié)構(gòu)將單式桁架錨桿或復(fù)式桁架錨桿連成整體）。桁架錨桿的應(yīng)用范圍較廣，可用于支護(hù)頂板完整或節(jié)理裂隙發(fā)育、破碎的回采巷道和斷面較大或懸頂面積較大的硐室或巷道交叉點(diǎn)。
結(jié)束語
在巷道掘進(jìn)中，選擇科學(xué)合理的支護(hù)技術(shù)和方法已成為提高巷道支護(hù)效果，實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。巷道支護(hù)方式的選擇意義重大，不同的水文地質(zhì)條件、不同的掘進(jìn)方式都影響著支護(hù)方式的選擇合理性，依據(jù)巷道狀況科學(xué)選用錨桿或錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)既能達(dá)到支護(hù)強(qiáng)度要求，又能減少人力消耗和材料支出，是巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的優(yōu)先選擇。
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