基于巷道錨桿支護的問題分析

1.錨桿支護系統分析
　　1.1錨桿支護理論。目前錨桿支護理論有懸吊理論、組合梁理論和加固拱理論等。懸吊理論是最早的錨桿支護理論，具有直觀、易懂及使用方便等特點。特別是在頂板上部有穩定巖層，而其下部存在松散、破碎巖層的條件下，這種支護理論應用比較廣泛。其主要缺陷是僅考慮了錨桿的抗拉作用，沒有涉及其抗剪能力及對破碎巖層整體強度的提高。組合梁理論充分考慮了錨桿對巖層離層與滑動的約束作用，適用于層狀巖層。該理論認為，錨桿提供的軸向力將對巖層離層產生約束，并且增大了各巖層間的摩擦力，與錨桿桿體提供的抗剪力一同阻止巖層間產生相對滑動。加固拱理論認為，即使在軟弱、松散、破碎的巖層中安裝錨桿，也可以形成一個承載結構。只要錨桿間距足夠小，就能在巖體中產生一個均勻壓縮帶，它可以承受破壞區上部破碎巖石的載荷。該理論充分考慮了錨桿支護的整體作用，在軟巖巷道中得到較為廣泛的應用和得到良好的經濟效益。
　　1.2錨桿支護的適用條件。普通單體錨桿只適用于加固穩定的巖石巷道或圍巖巖體較完整的巷道，但在圍巖較軟或破碎帶規模較大的巖巷、煤巷及動壓巷道中往往取不到應有的效果，導致質量事故。
　　1.3煤礦巷道的錨桿支護的優勢。在煤礦巷道的錨桿支護與舊式的棚式支護比較起來具備明顯的技術優勢：煤礦巷道的錨桿支護技術含量高和經濟實用；煤礦巷道錨桿支護是主動開展的支護，安裝時能夠根據現場的情況進行相應調整，可以隨著圍巖提供的軸、橫兩個方向及提供支護阻力；煤礦巷道的錨桿支護能夠依照適應圍巖的形狀，有效增加支護阻力，加大了煤礦巷道圍巖的承力，增加了圍巖強度的同時降低了圍巖的變形機率，能夠有效、長期保證圍巖持續穩定使用，使煤礦巷道的錨桿支護維護變得簡單。
　　煤礦巷道的錨桿支護的圍巖發生變形的機率比原來的棚式支架支護要降低50%以上；煤礦巷道錨桿支護時安裝所用的材料體積和重量都比棚式支架支護要小、要輕，在安裝的過程中使材料的運輸成本大大降低，既減輕了安裝人員的工作量，又使得錨桿支護的安裝效率大大提高；煤礦巷道的錨桿支護因為不需要安裝棚腿和頂梁，所有增大了煤礦巷道的的空間使用面積，明顯減少煤礦巷道內的通風阻力，使安裝工序和支架、設備的工作效率大幅提升；煤礦巷道的錨桿支護在回采面端頭不需撤棚，節省、簡化了工作管理程序；煤礦巷道的錨桿支護的維護維護費用低廉；可以有效、快速地提升煤礦巷道的掘進速度。
　　2.煤礦巷道的錨桿支護應用存在的問題
　　2.1煤礦巷道的錨桿支護研發不到位。我國煤礦地質的軟巖地層很多，大多數煤巷道都會受到經常采掘影響而使得煤礦巷道的圍巖發生變形甚至塌落，這種情況嚴重時會使煤礦巷道的使用年限大為縮短，并隨之產生急需解決的問題。目前我國煤礦巷道的錨桿支護的研究開發未能在大變形巷道如發生高應力、軟巖等的支護上發揮有效的作用，這成了我國煤礦巷道的錨桿支護繼續發展的瓶頸。我國現階段把錨梁網、錨索和錨噴網應用于煤礦軟巖巷道的錨桿支護中，但對于不同的圍巖的錨桿支護的技術研發還是沒有新的技術性突破。
　　2.2煤礦巷道的錨桿支護應用不廣泛。目前我國煤礦巷道的錨桿支護的應用還不普遍，與國外發達國家的煤礦巷道的錨桿支護技術相比還有較大距離。在煤礦巷道的錨桿支護應用約在兩成，而且主要應用于一類煤礦巷道。我國的煤礦巷道圍巖松軟，受到影響就會變形。現在煤礦巷道的錨桿支護所使用的剛性錨桿的固強能力不高，致使煤礦巷道的使用年限相比較短。而煤礦巷道圍巖只要發生50毫米的移動就是發生變形，變形時圍巖周圍就會裂開并掉落，且圍巖頂板和煤幫嚴重鼓出，錨桿的支護作用受到明顯影響，固巖層和巖體的錨桿受壓會發生脫落，致使煤礦巷道冒頂或坍塌，造成安全事故。煤層巷道的圍巖易發生大變形也是煤礦巷道的錨桿支護應用不廣泛的主要因素。
　　2.3煤礦巷道的錨桿支護力度偏低。我國煤礦巷道的錨桿支護的初錨力、錨固力和工作阻力普遍不高，錨桿鉆機的扭矩是41-140Nm，而發達國家的錨桿鉆機扭矩則比我國的水平則高出130-240Nm，這樣明顯的技術差是我國目前無法達到的。為降低錨桿支護的螺母及托板的互相摩擦力，可以采取加添些塑料墊片及向節墊提升錨桿鉆機的扭矩數值，這樣使得錨尾螺母和錨桿的初錨力盡可能增大；我國煤礦巷道的錨桿支護所用的錨固劑與發達國家的技術差別也影響煤礦巷道的錨桿支護，要增大研發力度；我國安裝錨桿間距為0.7米左右，這樣的間距不夠理想，影響產煤時的生產效率。
　　三、提升煤礦巷道的錨桿支護應用的措施
　　3.1完善煤礦巷道的錨桿支護技術。我國煤礦巷道的錨桿支護雖然有著豐富的理論研究成果，但卻未能把這些研究成果有效地運用到煤礦巷道的錨桿支護的實踐中。為完善煤礦巷道的錨桿支護技術，要深入研究煤礦巷道的圍巖壓力和錨桿支護理論，科學、合理地選取我國的煤巷錨桿支護的參數選擇和實踐形式，促進巷道錨桿支護技術得到高速發展。要學習國外先進的煤礦巷道的錨桿支護的技術和方法，結合我國煤礦巷道的錨桿支護實際情況，制定出適合我國的煤礦巷道的錨桿支護技術體系，有力完善煤礦巷道的錨桿支護技術。
　　3.2提高煤礦巷道的錨桿支護監測技術。錨桿支護完工后要進入實施階段，要對其實際支護情況進行有效監測。要及時整理和分析監測錨桿支護數據，用其驗證錨桿支護設計是否合理、安全，對不合理的地方提出修正依據。我國錨桿支護的監測工作主要有：監測錨桿支護的表面位置移動值；使用頂板離層指示儀監測頂板巖層的位置移動值；監測錨桿的工作阻力等。加強監測技術要以測試應力測試作為基礎，依照現場監測的信息數值模擬進行動態設計，所得錨桿參數就是煤巷錨桿支護的最佳支持參數。平時要采用計算機及時監測支護情況，發現問題及時解決，以免發生重大坍塌事故。
　　3.3加強錨桿支護人員的工作技能培訓。錨桿支護工作人員是煤礦巷道的錨桿支護工作的執行者，工作人員負責使用質量過硬的錨桿從事錨固和監測工作，工作人員必須有專業的知識和過硬的職業素質才能出色地完成錨桿支護工作。但目前我國的煤礦隊伍的工作人員素質普遍不高，對工作的監管措施不盡力，使得煤礦巷道的錨桿支護工作質量難以提升。所以要想提高我國煤礦巷道的錨桿支護工作水平，必須要注重錨桿支護的技術人員及工人的專業技能的培訓，通過培訓提升其崗位工作經驗，促使其更好地開展錨桿支護工作。
　　3.4提高錨桿支護的初錨力、錨固力和工作阻力。為提高煤礦巷道的錨桿支護工作效率，就一定要在提升錨桿的初錨力、錨固力和工作阻力三方面做足工作。提升錨桿的初錨力要使用技術先進的錨桿鉆具，在錨桿鉆機扭矩加大的基礎上提高初錨力；提升錨固力則要采用合適的錨固劑以提升錨固質量；提升工作阻力則是要加大錨桿的間排距，使煤礦巷道的錨桿有著預應力高和間排距大的錨桿支護體系，從而使煤礦巷道的錨桿支護能夠得到快速發展和廣泛應用。