锚杆支护加固技术在巷道掘进中的应用

锚杆支护加固技术在巷道掘进中的应用

张春江

新疆呼图壁县石梯子西沟煤炭有限责任公司新疆呼图壁831200

摘要：早在上个世纪五十年代处，我国便从国外引进并广泛应用了煤矿掘进巷道支护技术。随着时代的发展以及相关技术的成熟与进步，煤矿掘进巷道锚杆支护方式已经逐步发展成为一种高效、安全快速的煤矿掘进巷道支护技术，同时也成为了现代煤矿产业发展的重要安全保障。但是由于煤矿开采环境的复杂，使得锚杆支护方式的选择与应用面临巨大的抉择。如何结合实际工作的开展，就锚杆支护方式的应用予以升级，这无疑成为了相关从业者亟待解决的难题。

关键词：锚杆支护；加固技术；巷道掘进；应用

1采矿工程巷道掘进和支护技术中的影响因素

1.1巷道围岩强度因素

巷道的稳定性与围岩强度息息相关，为了可以形成对巷道的良好支护和支撑，需要经过勘察并结合围岩强度进行支护技术的合理采用。如果围岩强度可以在锚杆支撑下，实现了自身强度的提高，那么可以进一步加大保护支撑力。围岩勘察的过程中，主要针对地质应力的承载能力进行了解和分析。承载能力的高低与顶板位移的大小有着直接关系，承载性能强，当地质应力增加的情况下，会降低顶板位移的大小，发挥相应的保护和支撑效应。所以，采矿项目中的巷道掘进施工中，需要关注围岩强度提高支护有效性和掘进安全性。

1.2地应力因素

煤炭采矿工程中，地应力是具有较大安全影响的。其表现在会增加岩体位移、支撑物变形失效、煤层压松等方面，甚至还会造成岩层断裂、工程坍塌。为了有效解决这一隐患，确保采矿工程的顺利进行，具体的巷道掘进与支护时，务必全面有效的采取技术方案对作业面形成支撑体系，与此同时，科学处理采空区，以促进采矿作业的安全进行。例如，对顶板岩层进行支撑控制，这一方式在当前的工作面保护支撑中较为常见，顶板管理支护技术即工作面支撑与采空区处理的有机结合。

1.3巷道断面尺寸及形状因素

采矿作业的巷道掘进中，巷道围岩应力的优化和保护支撑是必不可少的，这就会造成断面出现应力不均的现象，为了可以使应力得到分散，应当在实际过程中严格控制巷道断面的形状和尺寸。

2煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用

2.1悬臂煤矿掘进巷道锚杆支护方式

随着煤矿领域的不断发展，与之相匹配的技术与设备也在不断的发展与创新。就锚杆支护方式的应用而言，悬臂式巷道锚杆支护技术的应用首当其冲。该技术的应用多见于大规模的国有煤矿，与传统的悬臂巷道掘进锚杆支护方式，当下悬臂掘进巷道锚杆支护技术的发展更为先进与安全。其主要构成有可伸缩带式输送机、悬臂式掘进机、转载机以及单体锚杆钻机等。在实际的应用过程中，该技术占据着重要的地位与作用。随着相关技术的发展，我国自上世纪八十年代引进的掘进机型难以满足实际需求的掘进效率。我国自主研制的EBJ-120TP型掘进机，不仅更为高效且操作简便安全可靠，目前已经具备取代引进机型的能力与条件。

2.2采掘合一巷道锚杆支护方式

采掘合一巷道支护方式的应用优势在于，其可以保证掘进工作与采煤工作的同时开展。与此同时，其对于采煤效率的提升也至关重要，这在当下煤炭企业间的竞争中具有十分关键的现实意义。该技术的应用可有效的作用于短壁开采以及矩形断面双巷掘进中。在采煤掘进技术的应用过程中，主要应用有间断式以及连续式两种运输方式。前者主要依托的设备有采煤车、锚杆钻车、胶带输送机、给料破碎机、铲车等。而后者在应用过程中主要依托的设备有锚杆钻车、连续运输系统等。

2.3煤矿掘进巷道锚杆支护方式

如何有效的提高锚杆支护技术以及巷道掘进技术的有效融合，其在当下锚杆支护方式的广泛应用背景下，已经成为煤矿开采企业的普遍共识。而为了有效的保证掘进速度，锚杆钻车的应用便是在此背景下，于传统采煤机的基础上进行创新的。摩阻锚具的应用原理在于对楔形磨具的利用，通过预应力的作用将钢材进行“挤紧”继而达到锚旋的作用。该方式的主要特点在于应用简便，且盈利损失较小。机械锚具则是通过机械加工的方式将钢材的端部进行处理，通过一个适合锚碇工作的环境的素材，促进预应力钢材逐步形成锚旋。

3采矿工程巷道支护技术的应用

3.1复采残采煤层中锚网支护的应用

掘进巷道最常使用的支护方式就是锚杆支护，进行支护时设置800mm的锚杆间距和排距，这一距离可以根据矿井的实际情况进行调整，当对地质条件复杂的矿井巷道进行支护时，或者遇到井下地质条件突然改变的情况时，因对支护的要求更高，所以可以适当增加锚杆的数量，即使锚杆间的距离缩小，保证支护达到稳定，从而保证安全生产，也可以不改变间距及排距，选择利用其他方法来加固顶板，螺纹钢的使用就是常见的一种加固方法，这一方法实际上是对锚杆的支撑作用进行补充，或者增设锚杆来达到护帮的目的。

3.2锚杆支护加固的具体应用

煤矿井下使用锚杆进行支护的技术己经发展得较为成熟，并且被广泛应用，同时，与之相关的技术和设备也进行了有效地建立，此过程对锚杆支护加固这一技术进行广泛应用起到了促进和推动作用，从而提高煤矿企业的经济效益。支护技术是随着巷道掘进方法以及机械化水平的进步而优化发展的，当前煤矿上使用连续的采煤机进行采煤，这一过程促进了巷道掘进技术的发展，同时也推动了支护技术向新的方向发展和进步。煤矿使用综掘机进行巷道的掘进工作，这些掘进设备在近几年也得到了很大的发展，种类增多，功能更加先进，机械化水平也大大提高。煤矿井下在巷道掘进过程中使用锚杆支护技术进行巷道围岩及顶板的稳固工作，这一作用主要从三个方面可以体现出来，首先是对巷道进行了一定程度的修复，当使用混凝土支护时，支护的主要方式是将其整体作为了煤矿的巷道，这种方式容易受到采动压力的影响使支架断裂，此时锚杆可以对破裂或断裂的支架进行修复。锚杆还可以对使用钢筋混凝土支护时巷道围岩表层出现浮石的情况进行修复。另一方面，锚杆还可以防治巷道底鼓，当巷道内底鼓现象时，可以使用金属或者混凝土锚杆拉近巷道的锚梁与底板的距离，之后再对这一问题进行针对性的解决。最后一个方面则是锚杆可以加固水平的煤柱。使用锚杆支护技术可以加固倾斜厚煤层水平间的边缘煤柱，这一过程能够使煤矿得到很好的经济效益。大量的实践及实例证明，使用锚杆对支护进行加固这一技术广泛应用于倾斜煤层的无人开采中，并且达到了很好的支护效果。

3.3U型钢支护技术

掘进过程中的巷道受高应力影响发生变形，通过加装金属支架抵抗高应力的影响，U型钢技术要求金属支架具有很强的伸缩性，随时抵抗高应力的影响，充分发挥支护作用，在围岩发生变形后可以起到很好的支护作用，但无法围岩变形前提前支护。

3.4锚索支护技术

矿山掘进施工过程中，面对复杂地质情况，一般都采用软岩的巷道支护技术。软岩这一岩石结构，具有较强变形性和较差稳定性，松脆或风化的几率很高，在掘进施工中如果遭遇软岩情况，那么巷道需要采取必要且有效的支护措施。国际层面对于巷道支护的研究中，提出过许多方法，然而却无法满足高应力状况下软岩巷道支护的需求，现阶段国内运用的锚索支护技术，能够较好的对围岩进行控制，增强围岩的安全可靠性，得到了广泛应用和推广。

结论

为了确保采矿工程的巷道施工安全，控制工程施工质量，以及巷道长期稳定性，工程过程中要根据巷道的实际情况和围岩特性科学的进行巷道掘进，严格按照要求进行施工，并且做好掘进支护工作，保障采矿工程施工的安全稳定性，从而提高巷道掘进的效率和质量。

参考文献：

[1]杨玉龙，王波.煤矿巷道掘进的影响因素及应对措施研究[J].资源信息与工程，2018，33（06）：63-64.

[2]王争明.掘进工作面锚杆支护设计分析[J].能源与节能，2018（10）：141-142.