矿建工程巷道掘进锚杆支护技术分析

矿建工程巷道掘进锚杆支护技术分析

郑亮亮

安徽省淮南市淮南矿业集团，顾桥煤矿掘进二区安徽淮南232100

摘要：锚杆支护在稳定性、支护强度、不同地质条件下的适应性上具有明显的优势，同时还能够进行机械化作业，加快工作效率。目前，已经有越来越多的矿建工程巷道掘进项目选择了这种支护方式，这也是矿建工程现代化建设的有力体现。本文从锚杆支护的原理以及发展过程入手，对矿建工程巷道掘进锚杆支护进行了分析。

关键词：矿建工程；巷道掘进；锚杆支护

引言

在我国煤矿开采的过程中深度不断增加，导致在煤矿开采的过程中会承受很大的压力。煤矿的巷道在施工的过程中，安全风险较大，所以才有锚杆支护的方法，保证在煤矿巷道的安全性，尽可能地减少风险的发生，在煤矿巷道中锚杆支护技术，可以强化巷道的安全性能，还能够降低材料的整体数量。

1煤矿巷道锚杆支护技术的原理和发展过程

1.1矿区巷道锚杆支护技术的原理

锚杆支护在煤矿巷道工作中，属于最常用的支护方法，是在煤矿巷道支护发展中的主要技术。对煤矿巷道锚杆支护的原理进行重点分析，例如：（1）悬吊原理，软弱岩石、危险岩石、在锚杆的支护的作用下，需要悬吊在坚硬安全的岩石上，以此解决煤矿巷道顶板的问题，有效控制岩体的离层风险，保证好巷道顶板的稳定。（2）加固拱原理，经过研究发现，在软岩石层中进行锚杆的安装，需要一个承载结构。在锚杆进行安装的过程中，锚杆的间距小，各个锚杆间的压力圆锥体之间相互重叠，在岩石中形成了一个均匀的压缩袋，均匀的压缩带可以承受住岩石的荷载情况，对拱内的岩石进行横向和纵向的加固，最后岩石处于三项受力的状态，提高了岩石承载能力。在锚杆的支护过程中形成的加固拱越厚，形成的岩石越稳定。（3）组合梁原理，锚杆支护与巷道顶板，利用预紧力的约束，将叠合梁，最后转为组合梁，增加顶板岩石稳定的承受力。

1.2煤矿掘进支护现状

1.2.1煤矿巷道。在我国一半以上的煤矿开采都是在地下进行的，在进行开采的过程中一定要注意煤矿内部的通风排水和煤矿的运输，这个空间统称为巷道。在进行煤矿开采的过程中，开采环境恶略，容易发生坍塌事故，所以在开采的过程中为了保证工作人员的生命安全，一定要合理布置巷道的方向，煤矿技术不断地普及，巷道实现过渡，放顶煤开采的过程中开采技术得到了普及，导致巷道在进行挖掘的过程中，挖掘的速度快，整体的工期短，需要从老旧的巷道逐渐向岩石的巷道逐渐过渡；地下开采的煤矿巷道规模较大，煤矿的数量较多，在进行运输的过程中，通风要求严谨，煤矿在开采的过程中单项的布置越来越少，多巷道越来越多；需要充分利用巷道的断面，在进行挖掘的过程中，传统的拱形断面逐渐减少，矩形的断面逐渐增加，导致在煤矿开采的过程中效率增加，质量增加，巷道的断面越来越多在进行挖掘的过程中难度也变大了；煤矿不断地大面积的开采，地质条件多变，从这些趋势来看，巷道在开采的过程中会发生很多的风险，挖掘的难度变大，就必须要求我们在挖掘的过程中对技术严格的创新，稳固好巷道的安全。

1.2.2煤矿巷道掘进支护。现阶段在煤矿巷道的施工过程中锚杆支护应用最为广泛，需要通过提高岩石的强度来解决在施工过程中出现的围岩张裂的问题，在开采的过程中一定要注重三高和一低，锚杆支护的高强度、高刚度、高的可靠性，支护密度，可以保证在挖掘的过程中提高挖掘的效率。在我国现阶段很多企业在煤矿开采的过程中都采用锚杆支护的技术，最后形成了一套完整的锚杆支护成套的技术，根据策略制定相应的标准和制度，推动锚杆技术的不断发展。

2巷道概况

1125(1)轨顺设计从北一11-2煤层回风下山(二)拨门,拨门坐标为X=33815.853,Y=61391.425,按1-1断面方位0°施工85m,按2-2断面方位0°按设计要求与掘进201队对头掘进(贯通措施另行编制),具体施工长度根据设计确定,跟11-2煤层顶板掘进?

工作面标高-898.0~-786.2m?工作面煤层赋存较稳定,煤层平均厚2.9m?受断层等影响,煤层厚度变化比较大,工作面存在煤层变薄区,煤层结构复杂?煤层正常倾角1°~3°,受断层和褶曲等构造影响煤层倾角变化较大,局部反倾?巷道后期煤岩层产状较大,倾角达到7°~8°?

3锚杆支护

3.1基本要求

巷道形状：采用综掘机施工，如果帮部煤体比较松软，巷道不易成形，可先将巷道肩窝切割到位，帮部预留300mm～500mm，待顶板支护结束后，采用人工挖刷的方式将帮部刷到设计值，然后对帮部进行永久支护。

钻孔成孔质量：孔直度要高，即接换钻杆时，应保证钻机的位置不能移动，保持成一条中心线；孔深要求要准确，在钻孔时要使用与锚杆相同长度的钻杆进行钻孔作业，要求误差要小于于20mm；钻孔完成要，为了保证孔壁的清洁，必须对其反复冲刷，直到孔内出现清水，不留煤岩粉。

锚杆安装质量：锚杆机应该满足搅拌要求，并能打开阻尼螺母（100～120N·m），必须二次预紧，以满足锚杆高预紧力的要求，确保达到锚杆设计预紧力。搅拌及时，匀速搅拌至孔底，并保证整个搅拌时间不少于30s；片帮、掉顶处应及时采用各种规格的木楔调节，木楔位置必须放置在钢带和网片之间，使网紧贴岩面；必须有专人对锚杆进行二次加扭。锚杆安装合格应有以下几个标志：丝扣外露10mm～50mm，确保锚杆上紧时，仍留有丝扣；塑料减摩垫圈严重挤压变形。

3.2安装顶板锚杆

巷道顶板采用6根Ⅳ级左旋螺纹钢超高强预拉力锚杆加M5型钢带、金属网联合支护。锚杆穿过钢带垂直锚入巷道顶板，锚杆规格：Φ22×2800mm，Z2380树脂锚固剂2卷/眼；1-1断面锚杆间排距：800×800mm，钢带规格：4400×178×5mm，10#镀锌金属网规格：5300×1100mm供顶部使用，3600×1100mm供帮部使用，网目：50×50mm；顶部锚杆预紧力矩不小于200N?m，锚固力不小于120kN。

进行临时支护：严格按本规程中“临时支护”的相关要求执行。

打顶板锚杆孔：用锚杆机按钢带孔位打锚杆眼。采用直径为Φ32mm的钻头、与锚杆等长的钻杆打眼。

送树脂药卷：穿过钢带孔眼向锚杆孔装入2卷Z2380树脂药卷，用组装好的锚杆缓慢将树脂药卷向孔底推入。

搅拌树脂：用搅拌接头将钻机与锚杆螺母连接起来，然后升起锚杆机推进锚杆，至顶板岩面300mm～500mm时开始搅拌，缓慢升起钻机并保持搅拌不少于30s后停机。

紧固锚杆：50s后再次启动钻机边旋转边推进，锚杆螺母在钻机的带动下打开扭矩螺母，托盘快速压紧顶板岩面，使锚杆具有较大的预紧力。待480S后进行锚杆二次紧固。

3.3安装帮部锚杆

按设计部位打巷道帮锚杆孔：采用帮部锚杆钻机，与锚杆等长钻杆，Φ28mm钻头；

送树脂药卷：穿过M5型钢带眼位向锚杆孔装入1卷Z2380树脂药卷，用组装好的锚杆慢慢将树脂药卷推入孔底；

搅拌树脂：用连接套将帮机与锚杆螺母连接起来，并用锚杆将树脂药卷推入孔底，然后开动钻机边搅拌边推进，保持不少于30s并推入孔底后停止；

安装锚杆：锚杆安装后，及时用加强扳手安装螺母使铁盖顶出，使托盘压紧岩面，安装完毕。

结束语

我国地域辽阔，因此煤矿开采的地形差异很大，煤层条件非常复杂，因此要想有效的开采煤炭就需要进行巷道的开掘，而且随着我国综掘机械化的发展，巷道掘进锚杆支护技术已经成为促进我国煤矿生产的关键技术。

参考文献：

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[3]马睿.巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制[D].中国矿业大学,2016.

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[5]梁振宇.浅谈有色矿建工程巷道掘进锚杆支护技术[J].黑龙江科技信息,2016,33:57.