煤矿巷道锚杆支护应用实例分析

张锦程

摘 要：针对我国煤炭开采技术的不完善、安全系数低、开采难度大等现状，相关部门一定要加强煤炭开采的安全性，并且加强对开采过程的监督检查。煤矿巷道锚杆支护便是在我国煤炭开采过程中产生的，对于巷道的安全性进行保护，保证煤炭开采技术的安全与稳定。但是，目前我国煤矿巷道锚杆支护技术还不完善，为了防止煤矿开采技术出现问题，要对该技术进行一定改善。

关键词：煤炭开采 煤矿巷道锚杆支护 实例分析

中图分类号：TD32 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（b）-0042-02

煤矿巷道锚杆支护是针对于我国煤炭开采技术手段不完善的状况产生的，在我国已经有很长一段时间的应用，目前已经能应用于大部分的煤矿开采企业，且以其高效、便捷的技术特点，通过在我国的多年运行与实践，现在已经成为我国煤矿开采技术中的重要手段。但是，面对技术水平的不断发展，我国一定要积极吸取先进的管理经验，再结合自身国情的基础上，及时对煤矿巷道锚杆支护技术进行改善，以满足我国煤矿开采的技术需要。

1 煤矿巷道锚杆支护技术的概念和发展过程

1.1 煤矿巷道锚杆支护技术的概念

锚杆支护技术的主要概念是指通过使用锚杆的特殊作用力，即轴向作用力将巷道周边的煤矿石头等实物的单向作用力或者双向作用力转变为三向作用力，这种技术可以在很大程度上减轻巷道的压力，提升锚杆的支护作用。锚杆支护技术改变了周围岩石的承受能力，大大提高了锚杆的支护能力，达到对周围事物承载能力进行分解的功能。

1.2 煤矿巷道锚杆支护技术的发展历程

（1）煤矿巷道的布置发展。

目前，我国的煤矿巷道在层位挑选上，要在很大程度上减少矿井建设的时间、提升开采速度，巷道便转变为煤巷；放煤顶技术的大面积采用，使回采巷道的组织形式从岩石向煤层转变；其次，在巷道断面的形态方面，为了保证开采速度和使用效率，拱形断面一定逐渐被矩形断面代替，并且面积也在不断增大，目的是为了实现大型装置的工作[1]；回采巷道数量也逐渐转变为多巷布置转变，使得高瓦斯矿井的正常运行得到保证；对于开采技术力度，开采的力度也逐渐变得更深入、更复杂。总体来说，煤矿巷道的支护技术需要越来越成熟才能保证煤矿开采的稳定。

（2）煤矿巷道支护的发展。

煤矿巷道支护在历经了木质支护、砌碹支护、型钢支护的发展过程，现在已经进入采用锚杆支护技术的新时期。锚杆支护的发展也是经历了由低强度支护到强力支护的转变。机器为主要工具的支护技术、钢丝绳混合砂浆的支护形式、树脂应用到支护顶端的支护形式以及混合水泥形式等技术都在锚杆支护技术中起到了不可磨灭的作用。而我国煤矿技术也在不断发展，为了满足我国煤炭开采的需求，目前我国的锚杆支护技术使用多锚杆技术、二次支护技术等新技术对我国煤炭的开采进行保证。

2 煤矿巷道锚杆支护技术分析

2.1 巷道围岩地址力学测试技术

（1）地应力测试。

对于地应力测试主要有应力解除法和水压致裂法。应力解除法主要采用国内的测量装置，有些矿区也会采用澳大利亚等国的装置对地应力进行测试；水压致裂法在对地面钻孔进行测量之外，我国技术部门还制造出特定用于针对井下小孔径水压裂地应力的测量装置。

（2）煤矿岩体强度测量。

我国煤矿岩体强度测量研制出钻孔触探法对井下的煤矿强度进行检测，能够简便地检测出煤岩体抵抗压力的能力。

（3）煤岩体结构测量。

我国对于煤岩体结构测量方面已经研发出电子技术作为支撑的钻孔窥视仪，能够准确地对井下煤岩体的结构进行测量，观测煤岩体的层次、裂纹或者其他形态，并对其进行快速报告。

2.2 锚杆支护设计方法

我国锚杆支护设计方法大部分使用动态信息设计法，使信息的设计变成一个动态的过程，保证过程中的各阶段进行及时报告。在对锚杆进行设计时，准确发挥锚杆与锚索之间的作用，保证锚杆托板与杆体、锚固剂性能与杆体、锚索与托板以及各个组合部件之间的稳定连接。对于性能较强的锚索，也要利用强度大的托板与其配合，保证其功能的准确发挥。

2.3 锚杆支护材料

我国普遍使用的Q235圆钢粘结式锚杆支护材料已经被高强度螺纹钢锚杆支护技术代替，该材料以其特有的材质，增强锚固的强度；同时也在研制锚杆专用材质，使其达到更高的使用效果。

2.4 锚杆支护质量检测与矿压监测

锚杆支护质量检测采用锚杆拉拨计、声波检测仪器等多种装置。在矿压监测方面，主要应用的装置是深部位测量装置、对锚杆锚索所受压力进行测试等多种装置。近期还研制出巷道矿压综合在线监测装置，实时对矿井的压力进行监控。

2.5 锚固与注浆联合加固技术

锚固与注浆联合加固技术能够合理处理破碎围岩巷道支护中存在的不足。对于特别破碎的岩石，要利用钻锚注加固技术，处理难以固结的碎块。另外，注浆材料为了适应不同的岩石也在不断完善，比如：聚氨酯等材料。

3 应用实例分析

3.1 煤矿开采工程介绍

该文以平庄矿区中的红庙煤矿举例说明。红庙煤矿的岩石层属于软基岩石层，这种岩石层缺乏稳定、衔接不够牢靠，使得岩石很容易受到自然环境的影响。这种现象大大增加了很多锚杆支护技术的难度，增大矿产开采的成本，并且安全性也会受到威胁。

3.2 煤矿开采的基本条件

需要开采的煤矿是平庄煤矿4号井中的4—2岩层。4—2岩层和4—1岩层连接比较紧密，两者之间的距离最小值仅为5.5 m，而且4—1岩层已经开采完成；4—2岩层的平均厚度6.11 m，单轴抗压程度小至4.8 MPa，地板岩质强度为15～35 MPa[2]。以砂纸泥岩为底，有很强的膨胀度。

3.3 采取树脂与锚杆综合的支护技术

平庄煤矿4号井的特性要求我们采取树脂与锚杆综合的支护技术。采用2.3 m长的左旋无纵筋螺纹钢，并用锚固剂固定，保证锚杆间距离900 mm，顶部860 mm，7根一组；锚杆索20 mm，通过树脂端部进行加固，每隔2 m要用3根锚杆固定，间隔控制在1.32 m，拉力控制在190～240 kn。

3.4 按照实际接近量和膨胀量支护

在相关准备完成后，要按照实际接近量和膨胀量进行支护。随着煤矿巷道与地面不断远离，锚杆承受的压力也不断增大，但在120 m左右会走向平稳，这时要拉伸锚杆固索来维持巷道的稳定。

4 煤矿巷道锚杆支护应用过程中的注意事项

在开发巷道时对周边岩层的承压能力和稳定性进行测试，保证开发过程的顺利；严格执行锚杆支护工作的流程，不能掉以轻心；锚杆之间的间隔程度也要严格按照规范；保证施工中的材料与装置的合格，防止材料的不合规导致工程受到影响；在工程施工过程中，要严格检测各种技术指标的安全性，对岩层承压能力、锚杆摆放位置等参数进行测量和记录，保证工程操作的稳定[3]；同时，制定应急预案，防止施工过程中出现的紧急状况对工程整体造成影响，并对施工过程中出现的问题进行及时监督、修复以及记录，及时寻找适当的方法进行解决，保证施工过程的准确与稳定。

5 结语

目前，煤矿开采行业已经成为我国经济中重要的组成部分，与国民的生活关系也比较密切。因此，这也对我国煤炭开采技术提出更高的技术水平要求，煤矿巷道锚杆支护技术在很大程度上保证我国煤炭开采的安全與稳定。

参考文献

[1] 康红普，王金华，林健.煤矿巷道锚杆支护应用实例分析[J].岩石力学与工程学报，2010（4）：649-664.

[2] 张辉.煤矿巷道锚杆支护的应用实例分析[J].山西煤炭管理干部学院学报，2016（1）：5-7.

[3] 李永清.煤矿巷道锚杆支护应用实例解析[J].内蒙古煤炭经济，2014（3）：168-169.