煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析

张红刚　彭志涛

摘 要：本文围绕煤矿巷道锚杆支护技术的要点、作用以及具体的应用进行详细分析，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。

关键词：煤矿巷道;锚杆支护;要点;作用;应用

1.前言

煤矿的开采作业具有很大的危险性，因此，做好煤矿的作业安全非常重要。常见的巷道支护方式是锚杆支护，本文将进行分析。

2.煤矿巷道锚杆支护技术要点

作为煤矿巷道锚杆支护的技术要点，以下四方面应为锚杆选用中的重要参数着重进行分析考量。主要的测量参数包含围岩的地质测量、现场设计情况、注浆与锚杆支护结合情况、施工质量监测及矿压监测、锚杆支护参数的选择。

2.1围岩地质测量

作为煤矿围岩强度衡量依据，钻孔触深法被广泛应用，基于煤矿围岩详细赋存分布，精准定位并得到矿井煤及围岩相应的强度，对于施工所需的煤岩体实际抗压强度则可以得出没有误差的赋存强度。业内使用率较高的电子钻孔窥探仪就是对上面所说很好的验证，这种仪器所得到的煤岩体赋存信息。测量的操作简便、快捷都为所得结果的准确起到了保驾护航的作用，既节省了工作时间，又提高了测量的准确性。

2.2设计分析

受各煤矿现场开采技术条件的限制，锚杆支护设计面临多重因素影响。为保证矿井生产过程中能够取得较好的支护效果，因此，在进行矿井设计之前，深入煤矿实地考察成为了前提条件，之后应进行相关资料的整理及汇总，方可进行锚杆支护的科学设计。材料的优选则对锚杆支护强度至关重要，强度较强的支护材料能够有效保证后续支护效果的保证，但在支护的过程中也需要注意对于材料的搭配组合，合理的材料的选择是设计的关键。

2.3注浆和锚固联合加固技术

使用多年的锚杆支护在进行单一进行支护时，强度已达不到现场要求。如果将注浆结合锚固，两种技术相结合能够有效提高整体的支护强度，避免由于单种支护技术下支护不到位的情况。这两种技术联合支护后，受益于合理利用破碎煤岩体实现了再次锚固，大大提升了稳定性，并加速了巷道的成型。

2.4施工质量检测和矿压监测

为保证支护后能够取得较好的效果，需要对整体施工技术进行定期的监测及监测。其中，支护施工之后便需对锚杆进行质量检测。其中有较高精准性及测量效果的拉拔计则应用广泛，这种设备能够提供较好的监控效果。可以降低检测时间提高速率的声波检测仪也是很好的设备。软件方面，智能化矿压监测已广受应用，其自动化及准确性为支护提供了坚实依据。

3.基于不同的锚杆支护作用分析

3.1悬吊式锚杆支护

通常，悬挂锚杆支护是常见的方法。在煤矿的地下开采过程中，周围的岩石条件通常很复杂并且会发生变化，在这种情况下，使用悬挂锚杆支护会在开发过程中产生问题。例如，在围岩周围有许多小的碎石，这在一定程度上反映了围岩本身的问题。如果此时继续选择悬悬挂锚杆支护将无法再保证锚支撑的整体有效性和稳定性，在重型道路周围的岩层会分层，破坏周围岩石的整体结构，从而给煤矿的开发带来了一定的安全隐患。

3.2组合梁锚杆支护

煤矿巷道中遇到的围岩通常是复杂的，并且在多个层面上是多种多样的。因此，组合梁锚杆支护方法可以用来保护道路，采用这种方法，可以在一定程度上实现多层围岩的固定，并可以增强整个围岩的承载能力。另外，如果岩石地层太破碎，则复合梁锚杆支护方法可以有效利用岩层之间的摩擦和压缩作用，促进围岩的稳定性，从而充分发挥支护作用。

3.3组合拱锚杆支护

与复合梁锚固支护相比，复合拱锚固支座具有以下特点：由于其独特的特性，如果周围的岩石层太破裂，复合拱锚可以保持周围岩石的稳定性。组合的拱锚杆支护不仅可以保护周围的岩石，还可以有效地加固拱形道路和大断面道路。在地下采矿过程中，借助组合锚杆技术，可以在一定程度上减少围岩塌方的发生，并且各层之间的相互摩擦和压缩可以增加整个拱结构的承载力。这样，可以有效地避免围岩的变形，并且可以提高整个围岩的安全性和稳定性。因此，连续使用组合拱锚杆支护技术可确保采矿的安全性，稳定性和高效率。

4.煤矿巷道锚杆支护应用研究

4.1技术概况

某煤矿一号井主采2煤层，赋存角度小于8°，最大煤厚3.8m，最大煤厚为6.7m。走向长350m，开掘顺槽6000m，一次采全高作业。本文所研究的112201工作面作为首采工作面，实体煤壁分布其两侧，巷道则连接2-2煤层回风大巷。

4.2煤矿巷道锚杆支护质量控制要点

依据现场实际情况，对锚杆支护进行质量监控，从三方面进行把控：

（1）断面大小。尺寸是支护质量的保障。随着巷道宽度及高度的相应增加，锚杆所受剪力增大，结构破坏最终导致破坏;受限于形状，矩形断面往往会因为锚杆支护效果不尽人意，带来巷道的支护效果严重降低;

（2）材料因素。对于支护材料的选取则会直接影响到支护的效果，其中常见材料如钢材、螺丝、树脂等质量的好坏，都将直接影响到锚杆机锚索的质量。另外一个重要的材料锚固剂，也将直接影响锚杆与煤岩层之间所形成的黏结作用，若选用不当，将直接降低支护力，甚至支护无效，造成严重后果;

（3）锚杆安装质量。锚杆安装质量指标内，包含多重因素，首先，对于锚杆安装角度的要求较为复杂，如若角度选择不恰当，则会导致锚杆的固定作用大打折扣，难以到达预期锚固设定，进而造成锚杆悬吊效果不良。其次，对于锚杆眼的深度要求也是小于其设计深度的，锚杆眼直接影响锚杆巷道的锁紧能力，如若实际深度未达设计深度，则锁紧力降低，造成锚杆眼内进入杂物，降低锚固剂的锚固性能，影响支护强度，最终效率低下。

4.3煤矿工作面锚杆支护设计

基于112201工作面生产技术概况，综合考虑矿区多种影响因素，对于锚杆支护进行合理选材，实际选取锚杆为长2.4m的编号为20的螺纹钢筋，对于锚杆的螺纹加工，其尾部需以22mm的螺纹作为加工，长度则需设计150mm，则需配合高强度螺母实现紧固作用。就锚固方式的选择而言，以长度为1300mm作为锚固的长度，合理的钻孔直径选取28mm。配套选取的托盘则应满足力学抗压变形力与上述锚杆匹配，最终选用钢号大于选择树脂加长锚固方式，钻孔直径选取28mm，锚固长度设置为1300mm。同时，托盘应与锚杆相匹配，保证高强度抗压，尺寸则为长宽均为150mm，厚度为10mm的钢号大于Q235的托盘。锚索选取应满足以下要求，首先，托板高于60mm，厚度大于40mm，承载力大于400kN

5.支护效果监测与分析

通过所安测站设立综合测点，监测并得到以下各方面数据：巷道表面位移、顶板离层、锚杆、锚索受力及巷道破坏统计等数据，并进项了相关评价。十字布点法是对巷道表面位移监测常用的方法。第一步需钻进孔之后将木桩钻入孔洞，所打孔径为30mm，深为380mm，选用木桩则为直径和长度分别为320mm和400mm。还需将弯形测钉与平头测钉分别布置于顶板、上部木桩端部及底板、下部木桩端部。其间距沿轴线应介于0.6m～1.0m。

6.结束语

综上所述，在进行煤矿巷道锚杆支护的作业中，要根据实际情况，调整施工作业，控制施工技术，保证施工质量。

参考文献

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