文章首先闡述了錨桿支護的基本理論以及優越性,然后介紹了錨桿支護技術的原理,進而對錨桿支護施工技術的要點及施工中的細節問題進行了分析。
錨桿支護的理論
經過多年的支護實踐,煤礦科研人員以及工作人員已相繼提出了不同的錨桿支護理論,其中比較成熟的錨桿支護理論有以下三種:第一,懸吊作用。這種理論主要是在直接頂較薄,老頂處于較穩固的狀態時,錨桿可以把下部不穩定的巖層懸吊在上部較為穩定的老頂上,這時,錨桿承擔了下部不穩定巖層的部分重量,從而實現巷道支護的目的。這一理論得到了煤礦界的廣泛認可,但隨著工程實踐的不斷深入發現,當上部巖層不穩固時,錨桿也可以達到支護的目的;第二,錨桿的組合梁作用。這種理論為找不到穩固的懸吊基點時,錨桿可以采用拉應力的形式將這些較薄的巖層形成一個整體巖層,形成較為穩固的組合梁結構,從而實現了良好的支護效果。此外,錨桿還可以增大巖層的抗剪能力,很好地避免巖層錯動現象;第三,錨桿的減跨作用。這種理論是將具有不穩定性能的頂板巖層看作為支撐在巷道兩幫的組合梁,在頂板巖層上安裝錨桿,這樣就增加了巖層中的支點,使得頂板的跨度減小,從而有效地降低頂板的彎曲應力以及撓度,最終實現了良好的支護效果。
2錨桿支護技術原理
現階段,錨桿支護技術在巖巷開采中的使用率已經達到了80%,在巷道的挖掘工作中也得到了廣泛使用。?S著這一技術的不斷發展,掘錨一體化建設也在不斷加快,當前,在新樹脂錨桿、高強錨桿和各種單體錨桿等鉆機研發方面已取得很大的成效,加快了煤礦井巷快速挖掘工作的發展。錨桿支護主要通過改變圍巖的受力情況,將原來的二向應力狀態轉變為三向應力,提高周圍巖石的強度,并通過圍巖的加固,提高自身抗變形能力,以減少變形帶來的不安全影響,最終起到穩定、支撐的作用。同時,錨桿支護還能進行圍巖的弱面控制,使不規則的巖石之間實現無縫連接,加大摩擦阻力。
3煤礦巷道錨桿支護技術
3.1煤礦開采錨桿支護設計方案的選擇
隨著現代煤礦開采難度的增加,煤礦行業對于錨桿支護技術的要求越來越嚴格,因此,錨桿支護前期的方案設計必須考慮整個煤礦開采的各環節,以保障其錨桿支護設計的合理性、科學性、安全性。錨桿支護的前期方案設計要重點考慮支護部件材料的科學性選擇,錨索與錨桿支護構件之間的契合性及所有支護部件間的合理搭配性。相關技術人員在進行錨桿支護初期方案設計時,應根據煤礦開采地的地質情況,實地調研開采地環境和其他周圍因素,設計出切實、有效的錨桿支護方案,并在保證錨桿工程高質量完成的基礎上,保障礦區礦體整體的性能結構和錨桿的安全施工。
3.2錨桿支護工程的質量控制
煤礦巷道支護工程中,礦壓的監測工作及工程施工質量控制工作直接關系到整個煤礦巷道支護工程的質量,對煤礦的開采具有重要意義。近年來,施工技術人員不斷從提升工程質量監測手段方面對錨桿支護工程的質量進行改進,并研發了很多工程監測儀器,比如錨桿預緊力監測儀、錨桿拉拔計等,進而加快了錨桿支護技術的發展。另外,為了更好地推進國內煤礦的開采,國家在煤礦巷道內礦壓的監測上也采取了一系列的措施,促進了技術的發展,確保巷道內的礦壓一直處于穩定、安全的狀態,進而大大提升了煤礦開采工作的安全性。
4錨桿支護施工的細節問題
4.1錨桿選擇
相關技術人員在選擇錨桿及其相應的配套設備時,要根據實際工程性質和環境情況而定。在購買錨桿前,要謹慎選擇錨桿的供應廠家,了解供應廠家的生產運營資質,還要檢查其生產許可證、合格證和質檢報告等,確保具有合法性后,才能購買。同時,在錨桿的選擇上,也要對其生產批次、型號、質量等進行全面檢查,確保沒有質量問題后,才能在施工中投入使用。
4.2支護選擇
在錨桿支護的具體選擇中,相關人員要根據實際的煤礦井巷特性進行合理分析,選擇合適的支護方式。井巷支護方式有很多,主要有錨網支護方式、錨桿支護方式、錨噴支護方式和錨網噴支護方式。同時,在錨桿的各種性質和參數上,也要考慮全面,比如錨桿長度、錨桿之間的距離等,這樣可以避免應力對井巷穩定性帶來的影響。另外,破碎煤礦井巷最好選用全長錨固的方式進行支護,這樣可以使破碎煤礦的支護性能達到最佳狀態。一般情況下,每個錨桿之間的距離要根據圍巖的結構強度、錨固力的強弱、圍巖在挖掘后的松散情況及變形情況等來確定,但錨桿之間的距離一般控制在60cm到80cm之間。同時,錨桿還需要一定的錨托力,且需要相應的托護結構。
4.3穩定性保護
井巷的挖掘工作要沿著頂板的方向,且要減少造成頂板的破壞,爆破方式最好采用光面爆破方式,這樣可最大限度地減少巖石震動,保證井巷頂部及兩側的固定性,減少圍巖的應力集中,保障井巷穩定性不受破壞。另外,在煤礦井巷的方案設計中,要考慮到煤礦應力造成的圍巖變形,并且,斷面的設計要足夠大,對于煤礦護巷的寬度設計也要考慮到應力集中的問題。
總結
在煤礦井巷施工中,錨桿支護施工直接影響到巷道的安全性能,關系到煤礦井下作業人員的生命安全。同時,錨桿支護作為煤礦巷道支護中常用的一種技術,可以有效地克服各類巖層對巷道工程造成的影響,保證煤礦開采作業的順利開展,而在實際應用的過程中,技術人員需要結合礦區的具體情況制定支護措施,以達到開采的基本要求。