建井施工锚杆支护技术分析

赵 培

（山西省煤炭规划设计院，山西 太原 030045）

引言

矿井施工中的锚杆支护技术是保证矿井施工安全的前提。随着国内各行业对煤矿资源的利用率增多，煤矿开采工程也不断地增加，这就要求矿井施工技术要具有一定的安全性。因此，就目前而言，如何保证矿井施工安全，提高锚杆支护能力已经成为了当前煤矿企业以及相关部门最为重视的事。

1 锚杆支护技术简介

矿井巷道支护作为煤矿安全生产的基础保障，我国煤矿开采方式多为井下大量开掘巷道进行采煤作业，煤巷和半煤巷占绝大多数，为保障巷道生产期间安全、围岩稳定，巷道支护对建设安全高效矿井有着重要意义。一直以来所谓的锚杆支护技术主要是指在矿井的坡边缘或是岩石层的深基坑处采用特殊的加固技术进行支撑的一种手段。其锚杆支护主要是利用木条、金属条、聚合物质及其他的弹性和钢性强度较高的材料制作而成的杆状物件，并将其牢牢打入矿井岩石表层或坡边缘表层中，从而起到固定矿井岩层和边坡的作用［1］。锚杆支护具的成本较低，支护效果较好、操作方便易学、使用快捷等诸多特点，因而是目前矿井支护施工中最为常用的一种支护方式。

2 锚杆支护的作用

锚杆支护在矿井施工中主要起着加固矿井内岩石层结构的目的，从而提高矿井施工中的工作安全性。锚杆支护在矿井施工中有着以下几点作用：

2.1 悬挂作用

所谓的悬挂作用指的是将矿井内较为轻软的岩石层或是要冒落的岩石层利用锚杆悬吊的方式对其加以固定，形成应力面，利用锚杆作为主要支撑力，使易于冒落岩石层及较为轻软的岩石层可以紧密依附于较坚硬坚固的岩石层上。

2.2 组合梁作用

所谓的组合梁技术主要是指将矿井内平顶巷道层顶板作为矿井巷道两侧的主要支护点，并在两点之间架设支撑梁。传统的锚杆支护技术是在岩石层负荷的作用力下，使岩石层各层面的梁板都会呈自动弯曲状态，这样就形成了岩石层顶板的上下两面都受压的状态，在这种状态下，顶板岩石层很容易受压过大而发生坍塌现象［2］。但如果在矿井锚杆支护中使用组合梁支护技术，则可以使岩石层在受负荷的状态下，以梁板弯曲的形式支撑岩石层，从而不仅提高了梁板的抗压能力，还大大增加了岩石层的稳固性能。

2.3 挤压加固拱作用

所谓的挤压加固拱作用是指在矿井巷道的周边按工程所需系统性地布置锚杆点位，从而使巷道内具拱性节理的岩石层紧密地连接在一起。另外，挤压加固拱支护作用可以在一定的范围内创造出一个具有一定承受能力并连续性的拱形受力带，从而使原本作用于支架上的岩石层负荷转换到承载状态下，起到了最大限度支撑顶板压力的目的。

2.4 减跨作用

在矿井巷道支护中采用锚杆支护技术最主要目的就是能够减少岩石层压力拱的跨度。例如：在矿井跨道中增加1根锚杆，起支护作用，其承受力就相当于在跨道处建了1根支柱梁一样，从而使原来作用于岩石层上的拱被分为2个独立的小拱，这样就可以将原先1个拱所承受的压力分担到2个小拱中去。如果跨道较长的话或是负荷力较大的情况下，可以在跨道处多加设几根锚杆，以此来分担压力，降低压力拱的高度。

2.5 围岩补强加固作用

所谓的围岩补强加固作用主要是指对巷道周围的岩石层进行补充加固的一种技术手段。当矿井内巷道岩石层处于三向受力的状态下时，最接近于巷道内侧的岩石层则处于二向受力的状态中。这种情况就造成了二向受力区域远远无法承载三向受力区域所传递过来的压力，从而使整个岩石层因受力问题产生倒塌。因此，就需要在矿井巷道内的二向受力区域内加设锚杆支护，从而使原本的二向受力转化为三向受力，增强岩石层的稳定性。同时，锚杆支护技术还可以大大增加岩石层自身的抗压能力，从而保护矿井巷道内岩石层不受破坏［3］。

3 锚杆支护的施工方法

锚杆支护是矿井施工作业中最常用，也是最快捷的一种支护技术。

首先，在对锚杆进行安装时，要着重注意：施工人员在进行锚杆支护时要对所需施工范围内的岩石层情况进行调查和分析，并总结规划出具体的锚杆支护技术措施。然后，施工人员以钻孔的方式在矿井支护岩石层周围钻出多个眼孔，而后插入锚杆。在插入锚杆时要注意保证岩石层的稳定性［4］；要对矿井进行锚杆安装时，工作人员首先要使用气动锚杆钻机将事先规划好的施工范围按深度要求进行钻眼，等所钻眼孔达到规定基数后，使用锚矸将两卷树脂药卷送至眼孔中，同时利用比值为（30±5）s的专业设备进行搅拌。最后，利用顶锚搅拌器将螺帽阻尼塞打开，并用扭矩放大设备将其固定，从而保证锚杆在作业时不会出现松动现象。在对锚杆两帮进行安装时，首先要将两帮进行清洁处理，同时要保证两帮巷道的净宽度达到标准要求，然后利用风钻按规定的间排距、眼深打好帮眼，在打眼中一定要保证垂直煤帮符合规定要求。需要注意的是：在锚杆安装时，严禁用大锤将锚杆设备直接砸入眼孔内，而需施工人员将两卷树脂药卷先送入到眼孔中，然后再由带托盘装置的锚杆将其送入到眼孔最底部，当确保树脂药卷置最底部时，则可以采用搅拌器深入孔底进行搅拌。如果对矿井内进行巷道架棚支护时，则首先需要工作人员对施工现场的环境有一个准确的了解，并且同时对施工中可能会出现的各种问题进行模拟，待解决所有可能会出现的问题后，方可进行架棚支护技术；最后，要锚杆支护技术中，是有着诸多的专业技术性要求的，比如：在进行锚杆支护作业时，要求锚杆支护最大的控顶间距为2m，最小的控顶间距为0.5m。如果地作业时遇到顶板破碎所产生的压力较大时，则进行逐排施工，要求最大控顶间距为1.3m。又如在进行架棚支护时，要求最大控顶间距为1.9m，最小控顶间距为0.5m；如果在施工中遇到顶板破碎所产生的压力较大时，则进行逐排施工，最大控顶间距为1.3m。

4 结语

综上所述可知，锚杆支护技术在煤矿企业矿井施工作业中的应用十分广泛，并保证了矿井内巷道岩石层的最大稳定性要求。因此，在进行矿井锚杆支护技术施工时，要根据现场的实际环境进行分析，并根据所分析出的结果制定出最合理有效的一种锚杆支护技术，以最大限度保证矿井内巷道岩石层的稳定性，为施工人员生命安全提供必要的保障。

［1］ 王金华.我国煤巷机械化掘进机现状及锚杆支护技术［J］.煤炭科学技术，2014（1）：6－10.

［2］ 侯朝炯，郭励生，勾攀峰.煤巷锚杆支护［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2012.

［3］ 康红普.我国巷道围岩地质力学测试技术新进展［J］.煤炭科学技术，2012（7）：27－30.

［4］ 林健.回采巷道锚杆支护影响因素的FLAC分析［J］.岩石力学与工程学报，2013（5）：23.