煤矿掘进巷道锚杆支护的应用研究

魏东升

（中煤集团大屯煤电公司孔庄煤矿掘进四队 江苏省徐州市 221600）

煤矿掘进巷道锚杆支护的应用研究

魏东升

（中煤集团大屯煤电公司孔庄煤矿掘进四队 江苏省徐州市 221600）

本文以煤矿掘进巷道锚杆支护技术为切入点，就其技术的类型作用与优势所在作具体的阐述，并对其在具体工程中的应用方法与注意事项作了详细的探究，期望为我国锚杆支护技术在煤矿掘进巷道工程的进一步应用推广提供有益的参考。

煤矿掘进巷道；锚杆支护；技术应用

伴随我国经济发展与社会建设规模的快速增长，社会各行业对于能源的需求也在日益攀升，我国作为煤炭资源储备大国，在煤炭开采上就需要更加先进与安全的开采技术，增强煤矿资源的开采利用率与安全性，满足社会生产对煤矿资源的需求。煤矿掘进巷道锚杆支护技术在这一应用趋势与背景下被应用，利用此技术将能有效保护煤矿生产的安全，同时促进煤矿生产与开采效率的提升。因此本文以煤矿掘进巷道锚杆支护技术为切入点，就其技术优势、类型与在具体工程示例中的应用做细致的分析研究。

1 煤矿掘进巷道锚杆支护技术的类型作用与优势所在

1.1 类型区分及作用

煤矿掘进巷道锚杆支护技术就是指在掘进巷道围岩中，通过锚入锚杆的手段巩固巷道围岩稳定，从而实现锚杆支护与保证巷道施工安全的目的。锚杆支护是通过变更围岩结构的方式改变围岩的力学状态从而保持其稳固，而不同类型的锚杆支护技术其作用也不尽相同。悬吊式锚杆技术通过锚杆将层状围岩层悬吊起来加固巷道；组合梁锚杆支护技术通过锚杆将多层次围岩锚固为岩石板梁，加固围岩使之保持稳定安全；组合拱锚杆支护技术适用于将多层碎散的围岩做锚固工作，以提升围岩拱形结构的承载性能[1]。

1.2 优势所在

煤矿掘进巷道锚杆支护技术不同于传统的型钢支护、木支护与架棚支护手段，其所使用的施工材料相对较少，能大幅降低工程支护人力与资源成本，提升煤矿企业经济效益，并且在作业中也让巷道掘进的施工难度降到最低限度，有效提升煤矿生产的效率与进度。

锚杆支护能快速搭建支护结构，让围岩始终保持稳定优化施工安全性。此外，锚杆支护技术在巷道掘进中无需使用其工作断面，能有效降低支护结构设计中对工作断面的占用面积，减少工程支护材料与成本[2]。

2 工程概述

煤矿巷道掘进工程量为1043m，其巷道沿煤层顶板掘进施工，以挖掘机做掘进作业并自行装煤，巷道支护采用锚杆支护方式。本工程巷道的煤层走向为60～70°，煤层倾向300～340°，结构较为简单，同时煤层厚度在2.65～4.60m之间，厚度平均值在3.15m左右，且厚度变化趋势是由东向西逐渐增加的。煤层开门口处含有夹矸，夹矸由西向东厚度逐渐缩小并消失，煤层顶板为泥岩，呈块状，而底板也为泥岩，但为致密块状断口较不平坦。巷道在施工至203m处有落差为35m的F12断层，掘进至1006m处有一落差较大的KF13断层。工程巷道的具体断面如图1所示。

图1 示例工程巷道断面图

3 煤矿掘进巷道锚杆支护技术在工程示例中的应用

3.1 锚杆支护技术的施工应用

（1）巷道跟顶施工作业中，采用锚网+钢带的组合锚杆支护手段，其支护排距为1.2m；其工作断面呈梯形，净宽度4.4m，净高度2.6m，净断面面积为11.44m2。

（2）对钢带与顶锚杆配置方法按照梯形巷道中每1.2m处位置，各配置1根4.4m长度的煤矿用T型钢带，孔深控制在2150mm左右。而钢带两头的锚杆需打在其两端头最外位置的孔中，锚杆间排距误差应把握在±100mm之内。

（3）对锚索的应用是将其直接打入钢带孔内，锚索排距为2.4m，采用隔排布置方式。锚索一般设置在钢带的2.4孔内，锚索孔深达到6.0m，由于锚索需要＞20kN的初锚力，应用张拉器张紧锚索。

（4）对于两帮锚杆的支护应用，其上帮间排距设置为850×1200mm，下帮间排距设置为800×1200mm，两帮则使用φ18mm×2000mm的螺纹钢锚杆，两帮底脚锚杆用φ18mm×1000mm的圆钢锚杆协同梯子梁做巷道支护。其中就近巷道上帮锚锚杆设置5根，下帮锚杆设置3根，两帮梯子梁上端应压紧在钢带内部。

（5）对巷道顶部的支护作业只有在顶板破碎的情况下可做临时加锚支护，在各排之间（排距为600mm）顶部设置2根锚杆协同上方铁托加锚稳固，进而强化顶板支护效果。为避免两肩窝位置出现网兜，可在各排两肩窝位置（即与支护间距600mm处）补充打入1根φ18×1000圆钢锚杆与木托盘协同强化支护性能。同时两帮锚杆不能失脚，如果两帮锚杆距离底板的间距超出350mm的情况，应加锚入1根φ18×1000圆钢锚杆以确保两帮锚杆支护效果。

3.2 锚杆支护技术应用注意事项

（1）在锚索安装施工进程中，对锚索应隔排锚固两根，作业中若发现锚索锚固端位置在断层面的情况下，应及时更改锚索的施工角度或方向，以确保锚固端始终锚固在稳定性岩石层内。锚索在安装完工后其露出锁具长度应保持在150～250mm之间。

（2）在发现顶板有失效锚杆或锚索的问题时要及时做修护处理

①锚杆失效情形的处理。若失效成因是因锚杆盘上方煤层岩体松散错动引发的失效，可用锚杆机重新配合锚杆扭矩扳手拧紧加固；若因锚杆锚固力本身不符合支护需求，或是其螺母无法拧紧、锚杆的阻尼垫片遭到损坏等情况造成的失效，而且使用锚杆机重新拧紧也无法满足设计标准时，应在距离失效锚杆约200mm位置处重新补打一根锚杆。

②锚索失效情形的处理。若失效成因是因锚索盘上方煤层岩体松散错动引发的失效，可用张拉器重新张紧提升初锚力；若因锚索锚固力不符合设计需求导致失效的情形，应将失效锚索从孔位拉出，在原锚索锚固位置重新套眼孔后打入锚索，在套孔作业无法进行的条件下，可在距离原锚索眼0.2m的位置范围内重新补打锚索。

4 结束语

煤矿掘进巷道锚杆支护技术相比传统支护手段具有更低的人力资源成本，更加快捷便利的施工进程与更优异的围岩稳固性等优势，能为煤矿巷道施工、生产提供可靠保障，促进煤矿资源的生产效率以应对社会发展的能源危机。因此需要煤矿施工人员细致掌握锚杆支护技术在巷道中的应用细节，以促进锚杆支护功用的发挥。

[1]贾振凯.基于煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用研究[J].能源与节能，2016（05）：153～154.

[2]张伟敏.锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2015（10）：49～50.

TD353

A

1004-7344（2016）25-0181-02

2016-8-17

魏东升（1982-），男，江苏徐州沛县人，助理工程师，本科，从事煤矿井下生产工作。