煤礦預應力錨桿支護技術的發展

　我國對于煤炭資源的需求較大，所以不少煤礦在進行長時間開采之后需要不斷的提高挖掘深度，通過增加挖掘深度來獲得相應的煤炭，但是隨著挖掘深度的增加施工安全就難以得到保障，煤礦的挖掘主要是通過挖掘巷道并不斷延長巷道來實現的，深度越深對巷道的支護挑戰越大，傳統的支護技術已經無法滿足現今煤礦的開采需求，而預應力錨桿支護技術則可以很好的完成保護任務，通過預應力錨桿支護技術的使用，煤礦的開采速度得到了較大的提高，而且降低了巷道的支護成本，因此預應力錨桿支護技術在煤礦開采中得到了較多的運用。隨著煤礦挖掘深度的不斷加深其地質環境就變得越來越復雜，開采難度較大，支護難度也顯著增加，錨桿支護技術也隨著挖掘深度的增加而不斷改進升級，并形成了現在支護安全性較大的預應力錨桿支護技術，現今預應力錨桿支護技術在我國的煤礦開采過程中占據著非常重要的地位。
　　一、煤礦錨桿支護技術的發展
　　在煤礦開采中錨桿支護技術運用的較早，當時的煤礦開采條件也不是非常苛刻，所以簡單的錨桿支護技術就可以滿足煤礦安全開采的需要。隨之我國煤礦開采又使用了錨噴支護技術，但是由于開采地質較為復雜、錨桿支護強度較低。所以錨桿支護技術停滯不前[1]。但是隨著煤炭資源的缺乏人們不得不研究出強度更高的錨桿來完成巷道的安全支護工作，于是就相繼推出了機械錨固錨桿、快硬水泥錨桿以及高強度樹脂錨固錨桿，這些錨桿在我國煤礦的開采過程中都取得了較好的效果，但是隨著煤礦挖掘深度的進一步增加，這些錨桿支護技術也逐漸被淘汰。
　　我國在煤礦的開采過程中由于巷道支護安全性較低所以造成了許多煤礦安全事故，國家針對煤礦開采的安全問題也進行了相應的科研攻關項目，旨在煤礦的開采過程中避免安全事故的發生，并在1995年間制定了相應的支護規范，1997年間完成了錨桿支護成套技術研究，提出了動態支護設計方法、高強度螺紋鋼錨桿的設計，隨著這一系列的支護技術的使用，我國煤礦開采中錨桿支護技術得到了較多的運用，并且取得了較好的效果。2000年以后，隨著煤礦挖掘深度的進一步增加，煤礦錨桿支護技術再一次面臨著巨大的挑戰，巷道的支護難度愈來愈大，各煤礦也采取了相應的支護技術來保障煤礦開采的安全，并在2005年提出了高預應力錨桿以及強力錨桿與錨索支護技術，這項技術的提出使得煤礦巷道的支護安全得到了較大的提升。同時也使得煤礦開采作業更加便利的進行[2]。至此我國形成了自身獨特的錨桿支護技術，并且對于我國的煤礦開采產生了巨大的作用。
　　二、煤礦預應力錨桿支護理論
　　煤礦預應力錨桿支護理論主要包括錨桿支護作用分析以及預應力對錨桿支護的作用，下面將對其進行敘述。
　　1、錨桿支護作用分析
　　錨桿支護技術從本質上來理解其實就是一種加固技術，通過錨桿支護技術的運用將使得周圍的圍巖更加穩定，但是錨桿支護技術與混凝土襯砌有很大的區別，首先錨桿支護技術是通過提高圍巖強度來提升巷道的安全性，其中包括提升圍巖的黏聚力以及摩擦力，使得巷道周圍的圍巖力學性質得到較大的改變，并使其更加穩定。錨桿同時還會在較大程度上增大圍巖的強度，因為錨桿可以有效降低圍巖的剪力，減少圍巖給巷道造成的壓力，而且還使得巷道周圍的圍巖強度得到一定的增加。錨桿在圍巖中可以改變圍巖的受力以及施力狀態，首先會消除圍巖部分的拉應力，然后提高受剪圍巖部分的摩擦力，通過這種方式圍巖對于巷道的作用力就會大大減小。
　　2、預應力對錨桿支護的作用
　　錨桿支護的過程中錨桿的強度也是非常重要的，而高預應力錨桿將使得巷道的安全性更加穩定，通過預應力錨桿的運用煤礦安全事故的發生率顯著降低，因為采用預應力錨桿可以更大范圍的提高巷道的支護效果，預應力錨桿支護技術中預應力錨桿主要是將自身結構與巷道周圍的圍巖更好的接觸，使得自身結構的穩定性更強，因為深處的圍巖給錨桿結構提供了相應的拉力，而且錨桿和圍巖也形成了一個穩定的機構，使得錨桿能更好的支護圍巖。不至于使得圍巖坍塌而導致煤礦安全事故的發生[3]。錨桿預應力對圍巖的支護有著非常重要的作用，首先錨桿本身會對圍巖施加更大的預應力，然后還可以通過自身構件將其更大限度的施加到圍巖里面，那樣所起到的效果將更好。
　　三、預應力錨桿支護技術的應用
　　基于預應力錨桿支護技術如此多的優點以及其較高的穩定性，所以預應力錨桿支護技術被廣泛的運用在煤礦開采巷道支護過程中。
　　1、預應力錨桿支護
　　如果僅利用預應力錨桿來進行圍巖的支護其限制條件較多，主要是對于圍巖的性質要求較高，單獨的使用預應力錨桿支護僅僅適用于圍巖相對完整的巷道，如果運用在圍巖情況較為復雜的巷道中將會給其帶來一定的危險性，而且單獨使用預應力錨桿不宜在較深的礦井巷道支護中。
　　2、預應力錨桿與錨索共同支護
　　預應力錨桿與錨索共同支護在煤礦巷道支護中非常常見，而且其也取得了較好的效果，預應力錨桿與錨索共同作用，這種支護方式可以運用在巷道的頂板、地板以及兩幫中，運用的非常廣泛，主要是由于其穩定性較高、支護效果較好。
　　3、預應力錨桿、錨索與注漿支護
　　預應力錨桿、錨索以及注漿聯合支護的效果最佳，因為在預應力錨桿中注漿以后可以使得破損的圍巖有效的聯合起來，這樣就使得零散的圍巖變成一個整體，有效的提高了圍巖的強度，注漿的同時也為預應力錨桿和錨索提供了堅固的基礎。使得其穩定性得到較大的提高[4]。這種方式對于部分地質較松散的煤礦巷道而言是非常有效的，更大限度的增加了巷道的穩定性，使得煤礦開采更加安全方便。
　　煤礦預應力錨桿支護技術會隨著煤礦挖掘深度的增加而不斷的創新提高，以此來保證煤礦開采的安全可靠性。