锚网支护在巷道掘进中应用

牛现钦

(平煤股份香山矿，河南 平顶山 467000)

在长年的实际工作和理论研究当中可以得出，在各种各样的锚喷支护系统当中，锚杆都是起到主体作用的。锚杆在整个支护体系当中起到了绝对重要的作用，而其它支护设备，例如喷射金属网、混凝土、金属支架、钢带等都是锚杆的配套设施，可以根据实际的工作情况进行合理地选用，所以，但凡是以锚杆为中心，以网状设施作为配套设备，控制岩石的变形和结构，稳定岩石不塌陷的，都称为锚网支护。

一 锚网支护的概述

锚网支护是一种支护方式，是将铁丝网、钢筋网或塑料网等用托盘固定在锚杆上所组成的复合支护形式。它主要由以下几种形式:锚杆加金属或塑料网的支护、锚杆加金属或塑料网加喷射混凝土的支护、锚杆加金属或塑料网加钢带的支护、金属或塑料网加板梁和锚杆的支护。锚网支护的基本结构分为两部分，一个是顶板部分，一个是巷帮部分。顶板部分是由锚杆、钢筋网背板、锚索、槽钢梁组成，巷帮部分是由锚杆、钢筋网背板、槽钢梁组成。顶板每根槽钢梁安装三根锚杆，一根锚索，锚索布置在槽钢梁中部，且沿巷道纵向，槽钢梁中部的锚杆和锚索呈交错布置。巷帮每根槽钢梁上安装两根锚杆，其中，在每根槽钢梁下面布置一根底角锚杆，防止巷道底鼓。

锚网、锚索等都是巷道支护的有效设备，在有些情况下它们可以单独使用，有些情况下则需要互相搭配使用，这些应用方法都有许多成功的应用案例。对于每一样支护设备，在巷道支护系统当中都有自己的作用。首先，锚杆在开采巷道掘进支护当中起到了最主要的作用，它能承担绝大部分的地压，防止巷道周围的围岩松动和坍塌，并且具有可伸缩性，可以随着巷道的围岩走势的变化同时进行伸缩变形，但自身仍然可以保证一直存在一定的支护能力。其次是喷射混凝土，它的特点是可以和围岩进行紧密粘连，当巷道掘进当中碰到岩面暴露的围岩时能够即可对岩面进行喷射施工，将暴露的岩面封闭起来，从而尽量消除地下水和潮湿的空气以及巷道通风引起的风化对围岩的不利影响，减缓围岩强度的降低趋势，以间接提高了巷道围岩的强度。喷射混凝土还可以将围岩表面的凹陷处进行填平，使围岩表面形成光滑的曲面，一方面能够加强围岩的强度，另一方面能够消除因为岩面凹陷产生的应力集中现象，从而防止围岩因为受力不均造成的破坏。最后是网，网主要有铁丝网、塑料网以及钢筋网三种，它的作用是防止由于巷道内表面和锚杆间的松软岩石的滑落，对矿内作业的施工人员和开采人员造成的意外伤害。网一般铺设在喷射混凝土当中，这样可以改善喷射混凝土的性能，使混凝土由质地较脆变为质地较柔，提高喷射混凝土的韧性，防止由于地压过大或者地质运动导致的混凝土层过早开裂失效。

二 巷道掘进压力过大原因分析

在巷道掘进进程当中，容易出现顶板冒顶事故的位置一般都在掘进的工作面处。由于打眼和放炮的工作对顶板的振动比较大，容易造成对顶板的破坏，而且在放炮后支护系统还没能来得及做好支护动作，放炮也容易打倒支护棚子，种种原因都容易造成顶板冒顶事故。如果在巷道掘进的时候没有应用前梁支架以及敲帮问顶工作，一旦发生冒顶就极易发生人员伤亡事故。在巷道掘进当中发生冒顶事故的原因有很多，成因也比较复杂，但是可以归纳成下面几种常见类型:

1.地质因素

巷道掘进当中在碰到顶板松软和破碎的情况下比较难以控制，容易发生局部的冒顶事故，在有一些矿区当中还会存在冲击地压的影响。此外，掘进工作面如果碰到断层、地形褶皱、风化、陷落等情况下造成的顶板碎裂，一般都比较难以控制，也容易发生冒顶事故。

2.顶板压力变化

在煤矿矿开采工作的进行过程当中，存在冒顶的初次来压以及周期性的来压，在靠近采空区的一侧还会有固定的支撑压力。如果支护措施没有能够完全抵抗住这些压力，就会发生相应的冒顶事故。另外，如果在巷道掘进的设计当中，将巷道的前进方向涉及到压力的集中区，也非常容易发生顶板冒顶事故。

3.不同采掘工序带来的影响

在巷道掘进以及煤矿开采工作的过程中，放炮、移动输送机、采煤机割煤等都可能引发顶板冒顶事故。如果工作面处于过伪顶、过旧巷、过断层等特殊地质条件时，支护措施采取不妥当，那么也会发生顶板冒顶事故。在巷道掘进当中，如果工作面不应用前梁支护，空顶掘进的距离过大，更容易发生顶板冒顶事故。在放炮前，如果没有对巷道掘进的工作面支架进行十连锁，那么放炮容易将棚子打倒，同样也会引发顶板冒顶事故。

4.人为因素

在所有的顶板冒顶事故当中，由于操作人员的违规操作而造成的事故占绝大多数。这些操作人员大多存在对工作不负责任、不按照既定规则控制顶板、盲目私自掘进、心存侥幸、安全意识匮乏、安全知识缺乏、操作麻痹大意等情况。上述的各种问题一般都发生在节假日以及矿井停产检修临近和过后的时间段。所以，掘进工作在这一段时间内要更加注意。

三 锚网支护在巷道掘进当中的施工原则

通过前文分析，我们已经得知了在煤矿巷道掘进的过程当中容易出现冒顶的几个情况以及锚网支护的概况，那么可以根据实际情况来进行具体施工方案的设计。施工方案的设计遵循以下几个原则:

首先，对于沿着顶板掘进的巷道，无论采取机械掘进还是放炮掘进，在掘进过程当中，在进行支护之前要尽量减少或者不破坏岩石，这是巷道掘进最基本的原则。这个原则可以通过更改炮眼的布置方案和减少放炮的装药量来落实。根据矿井当地的地质结构来确定要预留断面上半部媒体的光爆层厚度以及松动爆破的循环进度。

其次，对于顶板掘进支护能否成功的关键因素就是支护是否及时。在巷道掘进之后，顶板的岩石由于自身重力以及外部压力的作用会有缓慢的下沉，对顶板进行及时的支护能够有效得减小顶板岩石的下沉程度，使得顶板在重力、压力、支护之间重新找到新的平衡状态，这样巷道才能稳定下来。如果没有在巷道掘进之后对顶板进行及时的支护，那么顶板的下沉程度就会过大，就算在下沉之后再进行支护，那么顶板岩石也很难再度找到新的平衡状态，还会继续下沉，严重的可以造成顶板岩石的断裂甚至冒顶。

第三，对于块状的以及破碎的顶板岩石，必须对其进行预先控制，采取减小顶板岩石松动的措施，例如前面讲过的喷射混凝土，或者打超前锚杆改变炮眼位置、减小装药量，尽量延长顶板岩石的稳定时间，以便进行后续的支护工作。

最后，对于矿洞巷道掘进工作面顶板岩石的具体情况，一定要做到准确推断其类别、地质特征、施工位置，安全保护措施和施工措施一定要恰当地选择，将锚网支护的高效性、可控性、主动性发挥到极致。在对顶板进行支护时，尽可能地维持顶板岩石旧有的物理特性一直是顶板支护技术的目的和首要原则。

四 结束语

通过长期的生产实践和科学研究证明锚网支护在上行开采巷道掘进当中的应用是可行的，特别是在岩石结构较松软的矿井内，相对其它方法安全系数要高得多。锚网支护成本低、效率高、能够保证正常的生产生产运行，另外，锚网支护对围岩的破坏程度较低，相对提高了围岩的承载能力。在日后对于煤矿的巷道掘进当中，可以得到广泛应用。

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