掘进巷道锚喷支护技术探析

张振军

(珲春矿业(集团)有限责任公司,吉林珲春 133300)

掘进巷道锚喷支护技术探析

张振军

(珲春矿业(集团)有限责任公司,吉林珲春 133300)

在煤矿开采过程中,支护工作面是非常重要的,既保证着煤矿井巷开掘工作的正常进行,又直接关系到采掘工作的顶板安全。目前我国煤矿锚喷支护技术在煤矿开采中的应用,发现锚喷支护仍然存在问题,还需要在推广应用上下工夫。本文重点论述掘进巷道锚喷支护技术,希望能为煤矿企业的锚喷支护建设提供一定的依据。

掘进 巷道 锚喷支护

1 前言

随着我国经济的不断发展，80 年代末时被应用在煤矿的支护中，并得到一定的推广。随着开采水平的不断延深，地压随之明显增大，有些锚喷巷道出现明显的压力如喷体开裂、巷道变形等显现。这些现象出现增加了巷道维修费用，影响了正常的安全生产。随着科学技术的进一步发展，工程技术人员进行了不断的探索，根据巷道不同性质的围岩，采用锚、网、喷等多种形式，使锚喷支护技术得到进一步的发展。锚喷支护技术应用也逐渐成熟，并得到煤矿开采的重视。锚喷支护技术在煤矿开采中的应用，是煤矿产业的一次革命，一次跨越，代替了传统的支护方式，形成了一个新的支护理念。锚喷支护在煤矿中的应用，虽然推动了煤矿产业的快速发展，但是从目前我国煤矿产业的现状看，锚喷支护在推广应用上仍然存在很多问题，尤其是在煤矿的推广应用上。本文就重点论述掘进巷道锚喷支护技术，期待此技术等到进一步的推广应用，为煤矿企业的锚喷支护建设提供一定的依据，确保煤矿的安全生产，和谐发展。

2 掘进巷道锚喷支护技术

2.1 锚杆支护技术

在锚杆——喷射混凝土支护巷道当中，锚杆具备支护的功能。以往常常借助管缝锚杆和钢丝绳，因为便于施工和机械化作业，使掘进的速度提高，这有利于推动锚喷支护技术的发展。可是，管缝锚杆也面临着不少难以克服的问题。因为管缝锚杆是借助钻孔岩石表面间的摩擦阻力对围岩进行锚固以及凭借管径的弹性变形形成的管壁，在安装质加工、材料等方面较难实现设计的标准，以及耐腐蚀性比较差，这减小了锚固力，不能够实现理想的支护质量。为此，借助强度与初锚力高的树脂螺纹钢锚杆能够使支护质量大大地提高，它的破断荷载与屈服荷载也明显地高于一般的锚杆，尤其是在强化热处理锚杆尾部螺纹之后，它的强度比杆体的强度要高，且可以确保相应的延伸率，从而更进一步地增强了锚杆支护的安全性。

2.2 全断面一次掘进技术

以静力学作为视角而言，能够看作巷道为由支护层和围岩组合而成的厚壁承载环。开挖巷道支护，使围岩固有的三向应力平衡打破，围岩就会出现位移与变形，进而发生松动与开裂。为了使这个过程减缓，需要迅速地闭合承载环，这样才可以体现它的承载性功能，鉴于此，实施全断面一次掘进有益于增强巷道的稳定性。它可以均匀地分布巷道围岩应力，避免喷层由于集中局部应力而受到破坏。在巷道施工的时候，倘若划分成为上、下施工的两部分，在时间上就不能同时重新分布围岩内部应力，不均匀分布应力就会发生在一个密闭环之内，会导致两帮面积较大的开裂和错动，以及巷道的底鼓，不利于应用的顺利进行。

2.3 复喷至迎头距离的确定技术

在场地施工的过程中，一些企业使复喷紧跟迎头。这在较小原始应力与巷道围岩状况理想的时候能够实施。由于开挖这种巷道支护基本不出现变形，然而大部分的巷道并不都是这样，它们常常需要一个变形阶段，进而重新分布应力和实现平衡，如此巷道才可以更加稳定。结合支护巷道的理论，作为主动支护的锚喷支护属于有效统一“让”和“抗”的柔性作用，进而合理地分布围岩应力，以使围岩的承受能力增强。只有如此，才有益于围岩维护的稳定性。

2.4 潮料喷射技术

提升混凝土强度和减少回弹物料的有效策略就是潮料喷射混凝土，并且可以使物料对喷射机具和输送管的磨损减少，以及使空气当中的粉尘浓度降低，通过这种技术能够实现理想的经济效益。

2.5 一次喷射厚度的技术

喷射的过程中，一层喷射混凝土会迅速地粘接在围岩表面。倘若太慢地移动喷头，混凝土的粘接就会越来越厚，一直到混凝土对自身的重量不支持，从而制约混凝土的凝聚和粘接。倘若太快地移动喷头，那么仅仅是一层砂浆留在围岩面上，绝大多数的骨料回弹，在薄层硬结之后，实施又一次地喷射会使回弹率增加，对效果产生影响。为此，一次喷射混凝土需要具备相应的厚度，需要结合喷射角度、巷道尺寸规格、围岩应力，以及岩性等确定它的厚度。

2.6 光面爆破技术

光面爆破就是对爆破参数进行适宜地选用，确保爆破之后的巷道的规整性，从而使欠挖与超挖减少，尽可能地确保围岩的自我承受能力，这对于安全地应用永久支护与安全施工非常有益，进行锚喷支护的基础与前提条件就是光面爆破。

2.7 近距离喷射技术

通过这个工艺，能够使混凝土喷射束的散射减少，这能够使喷浆料的回弹率降低，并且它可以使空气当中的粉尘量减少。是结合最小回弹率与最高喷射混凝土强度来确定受喷面和喷头的最理想距离，通常在经验数据喷距0.6米—1.0米、0.12 M Pa—0.18 M Pa供气压力、20米—50米输料距离最为理想。倘若距离太小，喷射粗骨料的情况下受到非常小的空气阻力，由于喷射动能非常大，因此导致非常大的回弹率。倘若距离太大，喷射的骨料受到非常大的空气阻力，喷射动能非常小就难以使混凝土嵌入。要想进行近距离地喷射，除了强化对喷射手的技术教育以及责任心之外，还应当实施真正有效的策略对喷射当中面临的问题进行解决，从而在场地有效地应用这种工艺技术。

3 结语

总之，随着煤矿开采深度的增加，吨煤成本也在随之增大。锚喷支护的质量不仅影响到煤矿生产的效率同时也影响到煤矿生产的安全，因此保证锚喷支护的质量是施工人员的责任。对于煤矿工程管理人员来说，我们应通过因地制宜地改变锚喷支护参数，降低工程造价以及加强技术管理与工程质量管理，提高巷道支护质量，保证煤矿的安全生产，降低巷道的维修费用，力争创造更好的经济效益。

[1]梁国家.浅议岩巷掘进锚喷支护技术及施工工艺的改进[J].管理学家,2012(01).

[2]于兴建,杨续冠.浅议岩巷掘进锚喷支护技术的改进[J].科技信息, 2010(10).

张振军(1969—),男,汉族,吉林省珲春人。2013年7月毕业于吉林辽源职业技术学院。现在珲春矿业(集团)有限责任公司生产技术部工作,工程师、注册安全工程师。