锚喷支护在金属矿山中的运用浅析

李鸿良

（新疆有色金属研究所乌鲁木齐830000）

锚喷支护在金属矿山中的运用浅析

李鸿良

（新疆有色金属研究所乌鲁木齐830000）

随着现代工业的发展，金属矿山巷道建设离不开支护技术。锚喷支护技术在金属矿山的应用较为广泛，如何利用好锚喷支护技术对金属矿山的安全生产以及经济效益十分重要。该文就对金属矿山实际施工当中关于锚喷支护技术在不同施工阶段的特点、锚喷支护基本材料的选择以及锚喷支护在金属矿山中的应用形式等方面做了简单阐述，可以对金属矿山关于锚喷支护技术的实际应用提供一些建议。

锚喷支护金属矿山应用

1 前言

锚喷支护技术是一种在金属矿山应用较为广泛的支护技术。其主要是喷射混凝土以及各类锚杆的综合应用，根本原理是通过有效手段使得锚杆和围岩之间具备相互作用力进而起到支护作用并达到稳定状态。此外为加强支护强度，其在一定程度上也采用与金属网相配合的形式，进而提高支护强度。锚喷支护技术在金属矿山施工中由于阶段性的不同其应用要点和特性也不同，采用不同的材料对于其支护特性也有不同程度的影响，采用不同的方式也会对于其应用场景的应用产生一些规律。因此掌握好各个阶段的支护技术应用特点、材料构成以及支护方式，对于金属矿山的工程施工十分重要。

2 锚喷支护技术在不同施工阶段的特点

锚喷支护技术在工程应用实际中，受施工阶段的不同锚喷支护中锚杆和围岩的相互作用也不尽相同。对于工程施工的前期阶段由于顶部围岩破坏能力及范围较小，因此该时期锚杆起到的主要作用是控制，其控制的重点是为了确保整个岩体稳定进而控制顶部围岩相对位移。对于工程施工的中期阶段由于整个岩体的变长使得其在自身重力的作用下会发生一定的变形，并且在这个时期受到岩体中软体层的变化使得整体岩层的强度下降，因此在该阶段锚杆必须起到重要受力结构的作用，并且在与基岩之间形成侧向和径向的约束力进而防止岩层整体发生非稳定性错动。对于工程施工的收尾阶段，由于这个时期整个岩体受到设计施工的影响其整体形变达到最大，为此对锚杆受到的形变应力也达到最大，因此在该阶段必须通过合理而又有效的设计使得锚杆能够承受其变应力载荷并利用锚杆和围岩层的相互作用确保整体岩层的稳定性。而就锚喷支护技术的整体应用而言，其不论在何种施工阶段其主要核心便是合理和有效利用好锚杆和围岩的相互作用关系，使得整体岩层到达稳定。

3 锚喷支护材料的选择

3.1 锚杆材料选择

在工程施工当中特别是金属矿山的工程施工当中锚杆的材料选择是保证锚喷支护技术得到充分应用的基础，对于整个工程十分重要。对于金属矿山的施工由于其对支护强度要求较高，因此对于锚杆强度的选择应选择一些高强度锚杆，例如20Mnsi，其刚性条件好，并且因其表面的凸凹纹路因此在工程实际应用当中在不做二次处理的情况下便可直接应用，并保证其与锚固剂的结合和使用。

3.2 锚杆与锚孔的尺寸设计

锚杆和锚孔的尺寸设计直接影响到锚喷支护的应用效果以及成本投入，因此在其尺寸的设计时要在满足安全和基本功能实现的基础上尽量使得成本投入减少，保证安全经济合理性。对于锚喷支护的功能要求一般锚杆的直径与其强度成正比，及直径越大强度越高，相比锚孔制造成本与锚杆相比，其制造成本影响较小，因此在工程应用实际当中，一般选择直径稍大锚孔适当的配置较为合理。

3.3 混凝土材料选择

在锚喷支护技术的工程实际当中，混凝土是一项极为重要的基础性材料，其与锚杆的配合比例对于锚喷支护的整体性能影响十分巨大。一般情况下，其材料中的中砂石应当控制在含泥量的3%以下，并采用硅酸盐水泥，碎石一般也采用直径10mm以下，在此基础上还要控制用水的杂质含量，以及其他添加剂的使用，并按照设计要求调整比例。

图1 锚喷支护简化模型图

4 锚喷支护在金属矿山中的应用形式

对于锚喷支护在金属矿山中的应用形式要根据矿山巷道的施工阶段以及所处地质条件的具体情况科学采用。一般对于金属矿山锚喷支护的应用形式主要有以下几种：

（1）单独式即采用单独锚杆，对于该种形式支护一般仅用于局部支护；

（2）单独喷射式即采用单独喷射混凝土，对于该种形式与单独式基本相同一般也仅用于局部支护；

（3）结合式即采用锚杆和喷射混凝土相结合，其强度会明显增强一般多用于地洞的拱顶或边墙；

（4）赠网式即在锚杆和喷射混凝土的基础上增加金属网，对于增加的金属网其可采用单层也可采用多层，既有采用钢筋网也有采用其他金属网，其目的均是增加支护强度，而采用何种方式要根据工程实际和设计需要。该种支护方式一般均用在强度要求较高或有特殊要求的支护地点。此外无论采用何种支护方式，其必须还要根据工程实际情况合理地选择锚杆根数、深度、喷层厚度、间距以及金属网结构等参数。并且可以采用边挖边喷的方式灵活采用支护形式。

5 结语

综上所述，锚喷支护技术在金属矿山的应用当中在不同的施工阶段呈现不同的特点和功能需要。并且采用何种应用形式也要根据工程实际情况合理地选择适当的方式。锚喷支护的材料选择对于其支护功能具有十分关键的作用，其材料的选择必须遵循在满足功能性以及安全性的前提下尽量采用经济性原则，这样便有利于整体工程成本控制。总之锚喷支护技术在金属矿山应用当中必须按照工程特点按照设计要求灵活选择。

收稿：2015-03-29

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.015