解析矿建工程巷道掘进锚杆支护技术

方德山

（中国平煤神马建工集团建井一处，河南　平顶山　467000）

解析矿建工程巷道掘进锚杆支护技术

方德山

（中国平煤神马建工集团建井一处，河南平顶山467000）

摘要：矿建工程巷道掘进过程中，需要进行不断的巷道支护手段，给继续掘进创造安全的施工环境。巷道支护中锚杆支护技术应用较广。本文简要说明了矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的特点，分析了某矿建工程巷道掘进锚杆支护技术在应用过程中存在的问题，并提出相应的改进措施。

关键词：矿建工程；巷道掘进；锚杆支护；特点；问题；改进措施

随着我国经济的快速发展，能源消耗不断增加，为了满足经济增长对煤炭的需求，矿建工程不断增加。矿建工程中巷道掘进工程将爆破的岩石装运走后，就要对岩层顶板进行支护，即巷道支护。由于锚杆支护技术机械化程度高，支护强度高等特点，在巷道掘进中得到广泛应用。锚杆支护技术属于“主动”支护方式，有利于加固和提高围岩强度，保持巷道围岩的长期稳定[1]，为煤矿掘进的继续深入与综采的顺利进行提供安全保障。

1　矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的特点

1.1锚杆支护机械化程度高

传统的棚式支护在巷道支护中占有主要地位，但其费时、费力。而锚杆支护依靠现代化的支护设备，对巷道支护过程中，机械化作业占有主导地位。这样一来，锚杆支护将支护人员解放出来，大大的降低了支护人员的工作危险性。

1.2锚杆支护技术科技含量高

随着现代科学技术的不断发展，锚杆支护技术也得到了长足的发展。先进的锚杆支护技术是以科学理论为基础，通过对复杂的巷道顶岩应力场的科学分析，配合机械自动控制系统，形成了操作方便，支护参数设计合理的支护手段，有力的保证了巷道的安全。

1.3锚杆支护技术支护强度高

锚杆支护强度表现为锚杆对其锚固范围内围岩的强度强化程度[2]。锚杆支护采用高强度锚杆支护体系，配合锚固剂，对锚杆全长进行加固，极大的提高了锚杆支护对巷道围岩的加固效果。

1.4锚杆支护技术具有灵活多变的特点

锚杆支护技术不是一成不变，按部就班的支护技术，不具有万能性，相反，锚杆支护技术是灵活多变的，不同的煤矿，不同的巷道围岩特性，需要不同的锚杆支护方案。对于选用保种的锚杆支护方式，需要根据实际矿建巷道的工况进行有针对性的计算分析确定。例如复合煤层一采深部30°层掘进施工时支护方式经计算后确定为高强预应力锚杆菌+钢筋托梁+锚网+锚索联合支护[3]。

2　矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的应用存在的问题

某矿建工程掘进巷道的实际工况是煤矿煤层的顶板可分为基本顶、直接顶和伪顶。伪顶多为泥岩、碳质泥岩和砂质泥岩；直接顶以粉砂岩、细砂岩为主；老顶（直接顶）以中-细砂粒岩为主。煤层的底板为泥岩、砂质泥岩，也有少量的碳质泥岩，层位稳定，岩石硬度f＝4～6[4]。巷道掘进采用锚杆支护技术，易发生事故区配合锚网与钢筋棚支护。但此巷道经过长时间的开采作业后，时常出现冒顶事故。分析冒顶事故的原因，主要有以下几点：（1）锚杆不等强，对顶板支护力未达到设计值要求，支护强度低于顶板的压力，顶板断裂下沉发生冒顶事故。（2）锚杆无预应力，没有对顶板起到主动支护的作用，而待顶板下沉后产生被动支护，从而加大了顶板对锚杆的压力。（3）使用的 Z 型锚固剂，其胶凝时间和等待时间比 CK 型锚固剂时间长许多（胶凝时间：Z 型：120～240S，CK 型 20～60S；等待时间：Z 型：8分钟，CK 型：3分钟），施工人员为了加快进尺，将锚杆杆体搬弯注在眼内，这样使顶有很大的下沉量才能使锚杆产生对顶板的支护力。造成顶板下沉整体性破坏。（4）矿井煤层顶板为泥岩顶板，泥岩顶板遇水后变软，完整性及强度降低，从而发生离层，下沉并断裂冒落。（5）矿井没有进行顶板离层、下沉量观测，对顶板的活动只是凭观感和经验，对局部地段顶板的变化没有早知，失去了对顶板有变化段的提前支护时机。

3　矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的改进措施

3.1配套锚杆支护体系，使其达到标准支护强度

由于原来使用的螺母无论从质量上，做工上还是精确度上，都不符合锚杆支护对强度的要求，因此，需要变更螺母，将其换成锚杆专用专用螺母，从而加大了螺母的抗剪力，同时保证锚杆有足够的预应力。经过对锚杆进行标准化配套后，锚杆支护强度足以抵抗顶板压力，达到支护要求。

3.2锚杆托板的加厚处理

锚杆托板的重要作用就是抗压作用，只有保证托板具有足够的抗变形能力，就能对锚杆起到很好的稳固作用。因此，为了解决因托板变形引发的冒顶事故，必须增大锚杆托板的强度：保证的抗变形力在实际计算的压力之上。

3.3锚杆的丝选用拉脱力大的丝

车床车丝的拉脱力较滚丝机滚丝的拉脱力小，为了提高锚杆的支护强度，将原来车床车丝更换为滚丝机滚丝，从而大幅度提高丝的拉脱力。

3.4更换锚固剂

锚固剂对锚的固定时间越长，对巷道支护越不利，冒顶事故容易发生在锚固剂固定时间内。因此，要严格选择锚固剂。针对本文中提到的Z型时间较长，因此，需要将现在使用的Z型锚固剂改用CK型锚固剂，这样可以大大缩短锚杆的支护时间，提高掘进速度，避免施工人员将锚杆搬弯的问题，也可以及时对顶板进行支护。

3.5建立动态监测体系

现代化的监测技术相当成熟，因此，有必要对锚杆支护建立动态监测体系，从而实现时时在线监测，哪里发现问题，迅速定位，采取有效的措施进行支护加固。

4　总结语

矿建工程巷道掘进锚杆支护技术具有稳定性高，机械化作业高、支护强度高、科技含量高以及灵活多变等特性。在巷道支护技术中得到广泛应用。但是，由于矿建工程巷道掘进工况千变万化，围岩应力场复杂多变，锚杆支护存在一定的缺点，需要支护人员针对现场实际进行问题的分析，采取锚杆加固手段，保证巷道掘进的继续进行。

参考文献：

[1]崔光华，王金华.我国煤巷锚杆支护技术的基本特点[J].煤矿开采，1999（04）：9～12.

[2]吴志敏，冯国保.放顶煤回采巷道快速掘进锚杆支护技术研究[J].能源技术与管理，2007（06）：55～56.

[3]于可勇，刘明吉.复合煤层掘进锚杆支护技术[J].煤炭技术，2006（11）：124～125.

[4]刘团结，王建刚.矿建工程巷道掘出锚杆支护技术[J].企业导报，2010（09）：297～298.

作者信息：方德山（1983-），男，河南南阳人，助理工程师。