锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用

许东风

【摘要】早在1956年，我国煤矿就开始使用锚杆支护技术，到目前为止，已走过60年的历史。但是随着煤矿开采深度的加深，旧的锚杆支护技术已不能再适应如今市场发展的需要。为了维护煤矿安全，提高生产效率，我们要积极寻求新的途径，完善旧的锚杆支护技术，为煤矿以后更好的发展做贡献。本文通过分析我国锚杆支护技术的发展现状，提出锚杆支护的设计及施工要求，最后重点论述锚杆支护技术在煤矿巷道中的应用。

【关键词】锚杆支护技术；发展现状；施工要求；应用

引言

由于我国的锚杆支护技术发展久远，服务时间有限，而且旧技术所需的成本更高，维修成本不断加大，所以支护的效果不断下降。为了煤矿长期发展的经济利益，必须要完善支护技术，不断发展的锚杆支护技术是我国煤矿支护的主要形式，具有很多优点：支护的操作简便；效果好；消耗的材料低；节约成本等。通过分析目前我国锚杆技术的现状，经过改进，在煤矿巷道中的应用也相当广泛。

一、煤矿掘进巷道锚杆支护技术的发展现状

随着我国科技的不断进步，煤矿的巷道掘进机械化程度也不断提高，对锚杆支护技术也提出了新的要求，支护理论也得到了进一步的完善。

1.1巷道断面的扩大，要求支护技术更新

以前的煤矿主要靠人力开挖，机械化程度不高，规模也没有现在的大，自然对于巷道断面的要求也很低。但是随着科技水平的提高，煤矿的机械化程度不断加大，以前使用的木棚支护、型钢支护等，已无法适应新的局势发展，新的更大的矿井随之不断建成生产，这些就对巷道断面提出了更高的要求。在新的矿井中，对设备的通风能力、运输能力等要求进一步加强，所以巷道断面必须扩展到十几平方米甚至更大，这就要求摒弃传统的支护技术，发展新技术以适应新的巷道要求。

1.2巷道深度的挖掘对支护技术提出新要求

我国开采煤炭资源的历史悠久，早在春秋时代开始，先辈们就开始用简单的工具采煤了。虽然有着悠久的历史渊源，但是我国的采煤技术落后，所以一直停留在地皮表面挖掘，没有深入到地下。1981年，才开始使用简单的机械设备，进一步挖掘媒。到了近代，随着科技的发展，机械化操作不断用于开采煤矿资源，开采的深度也在不断深入，有的已经开采到地下几千米以下，这样使得矿山的压力越来越大，所以传统的支护技术需要不断改进。

1.3掘进效率的提高为锚杆支护技术提供了市场

機械化的应用，大大的提高了掘进的效率，这样传统的支护技术就无法适应，只有锚杆支护技术才能跟上掘进的速度，与之相适应。

以前的锚杆技术主要有：机械类锚固锚杆；端部锚固树脂类锚杆；管缝式锚杆；钢丝绳砂浆锚杆等等。这些锚杆已不能适应时代的变化，只适合在以前简单的环境中运作。近年来随着科技的不断发展，研究人员已经研究出高预应力的锚杆技术，能够解决比较复杂的巷道支护问题。

二、锚杆支护技术的原理以及设计、施工要求

2.1锚杆支护技术的原理

（1）加固挤压作用：在巷道的顶部排列一系列的锚杆，用力挤压，使得锚杆彼此重叠，形成一个压缩区，这样在保护自身稳定的同时，还能承受地压，防止上面的岩石松动。这就是锚杆的加固挤压作用。

（2）组合梁作用：将锚杆安装在巷道的顶板上，在预紧力的作用下，锚杆的叠合梁就会变成组合梁，这样就会大大的提高顶层的承载能力。

（3）悬吊作用：利用锚杆将危险的岩石或者软弱的岩石悬吊于其他完整坚固的石头上，然后由锚杆来承受岩石的重量。这样有利于维持顶板的安全。

2.2锚杆支护的设计依据

锚杆的设计应该按照大松动圈的标准，因为采动压力会使松动圈的大小形状发生很大的变化。经过大量的实验证明，岩石的松动圈如果在采动力的作用下就会比不在采动力作用下大2～3倍，也就是说，岩石的松动圈如果受到采动力影响，小松动圈就会变为中松动圈，而中松动圈就变成了大松动圈。所以我们在设计时，要以大的松动圈为准。

2.3锚杆支护技术的施工要求

（1）锚杆施工应该计算精确，尽量的减小误差，要根据设计的要求确定孔位，并且做好相应的标记；

（2）锚杆支护施工有着严格的安全规定，要按照掘进工程的标准化要求悬挂牌版。比如，悬挂的地点要方便相关单位的监督和检查，所以必须具备照明设施、通风设施，在特殊的地方要加特殊的保护措施。

三、锚杆支护技术的应用

3.1锚杆技术在巷道修复中的应用

在巷道中，一般用的是混凝土支架，而且是整个巷道。混凝土支架虽然坚固，但如果支架受到采动区的影响时，很有可能会出现裂缝，这是混凝土支架无法克服的缺点。所以这时使用锚杆技术，就会及时的修复混凝土出现的裂缝。比如，巷道中有浮石出现时，可以只破环一部分的钻孔，然后在里面安装钢筋混凝土锚杆。如果有意外发生时，一般出现的情况是巷道顶部的岩石坠落，这时可以先用锚杆支护巷道的顶部，再快速清理坠落的岩石，最后还得用锚杆把巷道底部的锚弄好。

3.2锚杆技术在防治巷道底臌中的应用

在防止巷道的底臌中，锚杆技术的效果是很显著的，这是长期的实践经验得出来的。锚杆不仅可以用钢筋混凝土锚杆，也可以用金属的，它的工作原理是通过横跨巷道，然后用力把它拉向巷道的底部。如果锚杆是钢筋混凝土锚杆，就可以在巷道的底部钻出一个大洞，然后利用钢绳形成的绳套，把锚杆引到大洞的底下。这里形成的绳套有特定的放置地方，所以不会影响到巷道的正常流通。通过这样的方法，使用锚杆支护可以使得巷道的底臌压力减少30%～60%，这也是在多次实践的基础上得出来的。

3.3锚杆技术在加固水平间煤柱时的应用

在以前开采地表的煤层时，需要的支护技术并不是很高，但是现在的煤矿开采，已经深入到地底的厚煤层阶段，所以对支护技术的要求是非常高的，尤其是开采急倾斜的厚煤层时，使用锚杆支护是最经济合理的。在以前的支护技术中，人们必须按照煤层的厚度来确定水平间的煤柱是使用单排的支架还是双排的。而在锚杆支护中，人们可以通过放置炸药包爆破采煤，成功的开启的无人采煤方法，对于开采急倾斜煤来说，更是具有及其重大的现实意义。

四、结语

运用先进的挖掘技术，对于提高煤矿的经济效益，发展煤矿企业有着重要的现实意义。锚杆支架与其他支架相比，成本低，质量轻，对于提高运输能力，加快掘进速度，降低折旧率等都有着巨大的优势。生活在这样瞬息万变的信息时代，我们要时刻保持着与时俱进的思想，不断创新。在煤矿这样的重工业中，对科学技术的依靠越来越大，我们只有不断武装自己，才能跟上时代的步伐，不被其淘汰。

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