矿建工程巷道掘进锚杆支护技术

袁海生

（阳煤集团开元公司， 山西 寿阳 045000）

1 锚杆支护技术概述

1.1 锚杆支护技术原理

锚杆支护主要起到围岩加固作用、减跨作用、挤压加固拱作用、组合梁作用和悬吊作用[1-2]。围岩加固作用是在巷道较近的岩石受到二向受力，较为深入的岩石受到三向受力；减跨作用是利用锚杆减少对力拱的高度和跨度；挤压加固作用是通过使用锚杆对巷道周围发育岩体进行连接，在围岩支架上形成一个有效的承载结构，承载拱形压缩带；组合梁支护作用是在平顶巷道的层状顶板下使用锚杆压紧梁板，提升梁板的抗弯强度；悬吊作用主要是针对一些快要掉落的围岩和软岩，利用锚杆支撑围岩和软岩的重量，确保巷道的稳定性[3-4]。从锚杆支护技术原理来看，该支护技术可有效提升岩层的抗剪强度，从而稳定巷道。

1.2 锚杆支护技术参数的选择

在矿建工程巷道掘进工作面实施锚杆支护技术，首先要根据实际工程情况，科学合理地制定锚杆支护的相关参数，确保巷道掘进锚杆支护的质量，比如：绞拱机制、组合梁机制和悬吊机制，不同的技术参数在不同的围岩条件下发挥出的作用不同。围岩具有松脆性和软硬程度不一等特征，故在实际搭建锚杆支护过程中会选择对应的支护方式。

1.3 锚杆支护技术的设计方法

在信息技术高速发展的背景下，矿建工程施工设计更加精确，尤其是在锚杆支护技术的设计方式，使用全新信息跟踪设计，大大提高了锚杆支护技术的设计水平。使用各种先进的设备实现对巷道中的各种地质数据进行收集，数据划分标准使用最优条件和最差条件，在设计参数时，采取工程类比的方式，有效提高锚杆支护参数的科学性和合理性[5]。初始参数确定后根据现场实际情况，验证参数是否合理，提高参数的可靠性，并评价锚杆支护效果。最后根据现场检测结果使用计算机运算，优化调整锚杆支护参数。

2 矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的优点

1）支护能力强。在矿建工程巷道掘进过程中，锚杆支护技术的有效应用，可大大提升巷道的整体结构强度，尤其是巷道的抗震能力和承载能力。在地质条件复杂的巷道中，巷道强度很容易受到外界因素的影响，比如巷道断面形状尺寸、采动集中应力作用、地应力作用和巷道围岩强度等等，都会影响到巷道的强度。而锚杆支护技术可有效提升巷道的强度，提高后期施工和开采的安全性。

2）机械化程度高。在矿建巷道掘进工程中，棚式的支护方式比较常见，也是锚杆支护中最为主要的一种支护方式，但是由于大部分巷道掘进工程进度快，支护量大，为了确保整个工程的经济效益，必须要合理控制时间和成本，故棚式支护方式无法被应用到矿建工程施工中。锚杆支护技术是在运用现代化设备的基础上，借助大型机械实现支护的目的，故锚杆支护技术机械化程度高，支护质量高，既减少了施工成本，也大大缩短了施工周期，同时能够大幅度提升整个巷道掘进工程的安全性[6]。

3）灵活性较高。在矿建工程巷道掘进中，锚杆支护技术的参数都是根据巷道形式和围岩性质计算而确定。锚杆支护技术凭借着高适应性和高灵活性，在各种巷道掘进中得到广泛应用。

3 矿建工程巷道掘进锚杆支护技术应用的影响因素

3.1 巷道断面形状及其尺寸

在巷道掘进施工中，巷道周围岩应力会因为施工而有所改变，因此巷道周围岩应力的改变会引发巷道断面尺寸和形状的变化，为了稳定巷道断面尺寸和形状，通常使用锚杆支护体系稳定巷道周围岩应力，确保巷道顶板能够始终保持一个稳定的状态，提高后续掘进施工的安全性。在矿建巷道掘进施工中，首先要对顶底岩石强度进行分析，然后在选取对应的锚杆支护技术，不同的岩石强度对拉应力抵抗程度不同，如果强度较小就会引发巷道裂纹，另外巷道宽度和顶板移近率有着正比关系，所以在矿建工程巷道掘进中，必须要全面考虑这些问题，充分发挥锚杆支护技术的优势。

3.2 地应力

地应力主要为巷道自重应力和地质构造应力，地应力对巷道围岩形状具有直接的影响，如果巷道地应力大，则必须要使用锚杆支护技术，确保巷道围岩结构的完整性，但是地应力大小也会影响到锚杆的支护技术。另外地应力与巷道围岩的自重应力和埋藏深度具有直接的联系，埋藏深度越大，巷道围岩结构的整体性就越差，同时地质构造发育期也会影响到巷道围岩结构的稳定性，在应用锚杆支护时必须要重点考虑这些因素。

3.3 巷道围岩强度

在矿建工程巷道掘进中应用锚杆支护技术，随着围岩自身强度的增大，对锚杆支护的作用力就越大，为了更好承载巷道围岩强度，防止出现承载超载，在应用锚杆支护技术时，必须要重点关注、考虑巷道围岩的强度。

4 提升矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的措施

4.1 制定配套的锚杆支护体系

目前，大部分矿建工程巷道掘进锚杆支护技术都没有形成配套的体系，导致在应用过程中经常出现螺母规格不达标，影响到锚杆支护强度。所以当下必须要根据实际工程情况，提高螺母的整体抗剪力水平，满足实际工程的需求。另外，根据实际情况，制定出不同的锚杆支护体系，针对每个体系制定明确的水准，尤其是操作规范、施行标准和应用材料。

4.2 加厚锚杆托板

锚杆托板在锚杆支护技术中主要发挥抗压作用，能够为锚杆提供良好的抗变形能力，促使锚杆体系更加稳定、安全。所以在矿建工程巷道掘进中，防止出现巷道顶部冒顶事故，必须要加厚处理锚杆托板，提升锚杆托板的抗变形力，满足巷道掘进的实际需求，提升锚杆支护的安全性。

4.3 其他改善措施

在矿建工程巷道掘进锚杆支护中，现阶段所使用的车床车丝拉脱力较小，在锚杆支护质量上不达标，故只有使用滚丝机滚丝，才能有效提高锚杆支护效果。另外，在后续应用中，可使用动态监测技术，及时发现薄弱环节，采取对应的措施进行处理，提升锚杆支护质量，确保巷道掘进工作的安全。

5 结语

在矿建工程巷道掘进施工中应用锚杆支护技术，可有效降低施工成本，提高施工质量和进度。故在应用过程中，必须要遵循锚杆支护技术应用原理，科学合理地进行设计，这样才能使锚杆支护技术在矿建工程领域中发挥出巨大的作用。