薛鳳強(qiáng)

（安徽恒源煤電股份有限公司安全監(jiān)察局，安徽 宿州 234000）

前言

煤礦巷道的錨桿支護(hù)技術(shù)在我國應(yīng)用起始于1950年，至今已經(jīng)有50多年的發(fā)展歷史，由于其具有“快速、主動、有效”的特點(diǎn)，得到廣大煤炭企業(yè)和工程技術(shù)人員的普遍認(rèn)可。經(jīng)過多年的研究、改進(jìn)和工程實(shí)踐，已成為我國煤礦巷道的主要支護(hù)形式之一。

1 錨桿支護(hù)的原理

為了保持巷道的穩(wěn)定性，防止圍巖垮落或過大變形，巷道掘進(jìn)后一般都要進(jìn)行支護(hù)，過往大多采用架設(shè)棚式支架或砌碹來維護(hù)巷道，現(xiàn)在錨噴支護(hù)在礦山得到越來越廣泛的應(yīng)用，后者將逐漸取代前者，這是支護(hù)技術(shù)的一次重大革新與進(jìn)步。錨桿支護(hù)對圍巖的作用主要是組合梁作用和擠壓加固拱作用。

樹脂錨桿為端頭錨固型，即用樹脂為粘結(jié)劑，在固化劑和加速劑的作用下，將錨桿的端頭與孔壁巖石粘結(jié)在一起，待凝膠達(dá)到很高的強(qiáng)度時，在另一端加上墊板擰緊螺帽，錨桿通過錨頭和墊板對圍巖產(chǎn)生了壓應(yīng)力，改善了圍巖的受力狀況，使之處于三向應(yīng)力狀態(tài)，從而使圍巖強(qiáng)度得到進(jìn)步，起到加固圍巖，防止其移動，達(dá)到穩(wěn)定支承之目的。

2 煤巷支護(hù)參數(shù)設(shè)計

2.1 地質(zhì)概況

某巷開設(shè)在3#煤層中，沿煤層直接頂掘進(jìn)，巷道為矩形4.0m×2.5m，3#煤厚度2.2～2.6m，均勻厚2.4m，硬度為f=2～3左右；直接頂粉砂質(zhì)泥巖，厚0.8～1.2m，均勻厚0.9m，硬度5°；基本頂為細(xì)-中粒砂巖，厚 0.1～10m，均勻厚6.0m；底板為粉砂質(zhì)泥巖，厚2.1～4.0m，均勻厚3.5m，硬度為f=5。

2.2 錨網(wǎng)支護(hù)參數(shù)

3 施工方案及安全措施

3.1 爆破工藝

半煤巖巷采用分次打眼、分次裝藥、分次放炮的施工方法。煤巖巷采用全斷面一次爆破作業(yè)方式，正向裝藥大串聯(lián)聯(lián)線方式。巖巷采用毫秒延期電雷管。煤巷、半煤巖巷采用瞬發(fā)電雷管。每個炮眼使用一塊水泡泥后用成品炮泥封填搗實(shí)。

3.2 支護(hù)工藝

臨時支護(hù)使用3根超前探梁，永久支護(hù)為錨網(wǎng)支護(hù)。工作面放炮后，由當(dāng)班班長和一名有經(jīng)驗(yàn)的老工人配合，一人觀察頂板，一人持長柄工具站在安全地點(diǎn)處理頂幫活矸，然后在空頂處打3根代帽柱維護(hù)頂板。

在代帽柱的掩護(hù)下，在茬巖上部打托鉤眼安設(shè)托鉤。緊固螺帽用單螺帽將吊環(huán)固定在錨桿上。前探梁穿進(jìn)吊環(huán)中，端頭搭在托鉤之上，并用楔將前探梁與吊環(huán)背緊，前探梁上用木背板構(gòu)頂背牢。

打安錨桿時要先頂后幫，夠0.8m及時打安一排。打頂部錨桿眼時采用短支架換鉆桿的方法進(jìn)行，保證錨桿角度不小于75°，安裝錨桿時先用高壓風(fēng)吹凈眼內(nèi)巖粉，后將藥卷塞進(jìn)孔內(nèi)，用錨桿體輕推藥卷至眼底。將聯(lián)接桿擰在錨桿上，套上煤電鉆，開動電鉆攪動30～40s后，取下電鉆用石塊或木楔在孔口擠住桿體防止下滑，5min后取下聯(lián)接桿，15min后上鋼帶，托板緊固螺帽。

3.3 施工安全技術(shù)措施

3.3.1 樹脂藥卷過期失效及損壞后不得使用。

3.3.2 錨桿錨固力達(dá)不到要求要重新補(bǔ)打。

3.3.3 遇有劈口隙裂，要垂直于劈口加打錨桿，每平方米不少于2根。

3.3.4 施工隊組每班須設(shè)專人從茬巖外10m處由外向里逐根緊固螺帽，達(dá)到要求。

3.3.5 在工作中，必須經(jīng)常檢查巷道的工程質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)錨桿數(shù)目不夠、夾角太小、螺帽松動等，位置分歧格必須停止掘進(jìn)，重新補(bǔ)打處理錨桿。假如巷道超挖30cm以上，要在超挖處原錨桿間排距的位置，補(bǔ)打一根單體錨桿。

3.3.6 放炮撤進(jìn)間隔直巷150m，拐彎巷50m，且拐彎后不少于10m以外有掩護(hù)的安全地點(diǎn)隱蔽。

4 我國錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展

4.1 進(jìn)一步完善錨桿支護(hù)理論和技術(shù)

錨桿支護(hù)有諸多種理論，但這些理論與實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展適應(yīng)性較差。所以有必要在進(jìn)一步深入研究巷道圍巖礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，探索錨桿支護(hù)理論。完善煤巷錨桿支護(hù)理論，提高煤巷錨桿形式和參數(shù)選擇的科學(xué)性、實(shí)用性是促進(jìn)采準(zhǔn)巷道錨桿技術(shù)發(fā)展的一個重要因素。為此，我們要學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的煤巷錨桿支護(hù)的工程監(jiān)控設(shè)計方法，消化吸收國外先進(jìn)的錨桿支護(hù)理論和設(shè)計方法，結(jié)合我國具體情況，建立適合我國由地質(zhì)調(diào)查——初始設(shè)計——工程監(jiān)測——修改設(shè)計的設(shè)計方法，從而提高煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計方法的科學(xué)性、實(shí)用性。

4.2 發(fā)展掘錨新機(jī)具

就目前的施工工藝而言，影響快速掘進(jìn)的主要因素有兩方面:一是掘進(jìn)機(jī)割煤速度；二是錨桿機(jī)打眼及安裝速度。當(dāng)前煤巷快速掘進(jìn)的施工方法為:掘進(jìn)機(jī)割煤——橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和固定皮帶機(jī)運(yùn)煤——敲幫問頂——頂錨桿機(jī)打頂眼并安裝、幫錨桿機(jī)打幫眼并安裝，實(shí)現(xiàn)一次成巷，及時支護(hù)。這種方法的主要矛盾是掘進(jìn)工作面的開機(jī)率較低，一般在30%以下，支護(hù)時間過長，跟不上機(jī)掘速度，影響單進(jìn)水平的提高。因此發(fā)展掘錨聯(lián)合機(jī)組，實(shí)現(xiàn)“掘支錨一體化”平行作業(yè)，將是加快煤巷錨桿支護(hù)單進(jìn)速度的必要手段。它將是我國煤巷快速掘進(jìn)的又一發(fā)展方向。

4.3 錨桿支護(hù)監(jiān)測技術(shù)及設(shè)計方法的研究

錨桿支護(hù)實(shí)施于井下后，要進(jìn)行綜合監(jiān)測，以驗(yàn)證初始設(shè)計的合理性和可靠性，并為修正初始設(shè)計提供依據(jù)。目前錨桿支護(hù)的綜合監(jiān)測內(nèi)容有：采用十字布點(diǎn)法監(jiān)測表面位移、采用頂板離層指示儀測試頂板巖層錨固范圍內(nèi)外位移值、錨桿測力計測量錨桿(索)錨固端部和全長的工作阻力。日常監(jiān)測的內(nèi)容有：錨桿錨固力抽檢、頂板離層、錨桿預(yù)緊力矩檢測。

4.4 礦使用錨桿的經(jīng)錯桿支護(hù)人員培訓(xùn)人是一切工作計劃的制定者和執(zhí)行者，無論從結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量上乘的錨桿到性能優(yōu)良的錨固劑，還是從靈活高效的錨桿鉆裝機(jī)具到靈敏精密的監(jiān)測儀器儀表，都需要人來操作。我國煤礦施工隊伍人員素質(zhì)偏低，加上監(jiān)督管理不到位，往往施工質(zhì)量難以保證。因此，重視和加強(qiáng)錨桿支護(hù)技術(shù)人員和施工工人的技術(shù)培訓(xùn)和崗位訓(xùn)練，必然有助于我國煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展和錨桿支護(hù)的普及。

總結(jié)

通過對錨網(wǎng)支護(hù)的巷道的礦壓觀測得知：采用錨網(wǎng)支護(hù)的巷道頂板下沉量及兩幫移近量均小于架棚支護(hù)的巷道，且巷道支護(hù)效果比架棚支護(hù)巷道要好得多，支護(hù)本錢降低，減少了巷道的維修量，工人勞動強(qiáng)度減輕，勞動效率進(jìn)步。所以我們應(yīng)積極開展地應(yīng)力測量工作完善我國煤巷錨桿支護(hù)理論，形成科學(xué)的實(shí)用設(shè)計方法，根據(jù)不同的巷道圍巖類別，采用不同的錨桿支護(hù)形式完善錨桿監(jiān)測技術(shù)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的錨桿鉆機(jī)，提高錨桿支護(hù)的安全可靠性。只要我們認(rèn)真對待，注重研究，錨桿支護(hù)將會迎來更加迅速發(fā)展的時期。

[1]江波.錨桿支護(hù)理論發(fā)展與現(xiàn)狀[J].山西建筑,2007,33.

[2]付榮.范明建.煤礦軟巖巷道支護(hù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].煤,2007,16.

[3]楊德傳.煤巷錨桿支護(hù)應(yīng)用現(xiàn)狀研究理論及當(dāng)前研究重點(diǎn)[J].煤礦開采,2005,10.

[4]楊德傳.煤巷錨桿支護(hù)現(xiàn)狀及其存在的問題探討[J].采礦技術(shù),2006,6.