文章首先阐述了锚杆支护的基本理论以及优越性,然后介绍了锚杆支护技术的原理,进而对锚杆支护施工技术的要点及施工中的细节问题进行了分析。
锚杆支护的理论
经过多年的支护实践,煤矿科研人员以及工作人员已相继提出了不同的锚杆支护理论,其中比较成熟的锚杆支护理论有以下三种:第一,悬吊作用。这种理论主要是在直接顶较薄,老顶处于较稳固的状态时,锚杆可以把下部不稳定的岩层悬吊在上部较为稳定的老顶上,这时,锚杆承担了下部不稳定岩层的部分重量,从而实现巷道支护的目的。这一理论得到了煤矿界的广泛认可,但随着工程实践的不断深入发现,当上部岩层不稳固时,锚杆也可以达到支护的目的;第二,锚杆的组合梁作用。这种理论为找不到稳固的悬吊基点时,锚杆可以采用拉应力的形式将这些较薄的岩层形成一个整体岩层,形成较为稳固的组合梁结构,从而实现了良好的支护效果。此外,锚杆还可以增大岩层的抗剪能力,很好地避免岩层错动现象;第三,锚杆的减跨作用。这种理论是将具有不稳定性能的顶板岩层看作为支撑在巷道两帮的组合梁,在顶板岩层上安装锚杆,这样就增加了岩层中的支点,使得顶板的跨度减小,从而有效地降低顶板的弯曲应力以及挠度,最终实现了良好的支护效果。
2锚杆支护技术原理
现阶段,锚杆支护技术在岩巷开采中的使用率已经达到了80%,在巷道的挖掘工作中也得到了广泛使用。�s着这一技术的不断发展,掘锚一体化建设也在不断加快,当前,在新树脂锚杆、高强锚杆和各种单体锚杆等钻机研发方面已取得很大的成效,加快了煤矿井巷快速挖掘工作的发展。锚杆支护主要通过改变围岩的受力情况,将原来的二向应力状态转变为三向应力,提高周围岩石的强度,并通过围岩的加固,提高自身抗变形能力,以减少变形带来的不安全影响,最终起到稳定、支撑的作用。同时,锚杆支护还能进行围岩的弱面控制,使不规则的岩石之间实现无缝连接,加大摩擦阻力。
3煤矿巷道锚杆支护技术
3.1煤矿开采锚杆支护设计方案的选择
随着现代煤矿开采难度的增加,煤矿行业对于锚杆支护技术的要求越来越严格,因此,锚杆支护前期的方案设计必须考虑整个煤矿开采的各环节,以保障其锚杆支护设计的合理性、科学性、安全性。锚杆支护的前期方案设计要重点考虑支护部件材料的科学性选择,锚索与锚杆支护构件之间的契合性及所有支护部件间的合理搭配性。相关技术人员在进行锚杆支护初期方案设计时,应根据煤矿开采地的地质情况,实地调研开采地环境和其他周围因素,设计出切实、有效的锚杆支护方案,并在保证锚杆工程高质量完成的基础上,保障矿区矿体整体的性能结构和锚杆的安全施工。
3.2锚杆支护工程的质量控制
煤矿巷道支护工程中,矿压的监测工作及工程施工质量控制工作直接关系到整个煤矿巷道支护工程的质量,对煤矿的开采具有重要意义。近年来,施工技术人员不断从提升工程质量监测手段方面对锚杆支护工程的质量进行改进,并研发了很多工程监测仪器,比如锚杆预紧力监测仪、锚杆拉拔计等,进而加快了锚杆支护技术的发展。另外,为了更好地推进国内煤矿的开采,国家在煤矿巷道内矿压的监测上也采取了一系列的措施,促进了技术的发展,确保巷道内的矿压一直处于稳定、安全的状态,进而大大提升了煤矿开采工作的安全性。
4锚杆支护施工的细节问题
4.1锚杆选择
相关技术人员在选择锚杆及其相应的配套设备时,要根据实际工程性质和环境情况而定。在购买锚杆前,要谨慎选择锚杆的供应厂家,了解供应厂家的生产运营资质,还要检查其生产许可证、合格证和质检报告等,确保具有合法性后,才能购买。同时,在锚杆的选择上,也要对其生产批次、型号、质量等进行全面检查,确保没有质量问题后,才能在施工中投入使用。
4.2支护选择
在锚杆支护的具体选择中,相关人员要根据实际的煤矿井巷特性进行合理分析,选择合适的支护方式。井巷支护方式有很多,主要有锚网支护方式、锚杆支护方式、锚喷支护方式和锚网喷支护方式。同时,在锚杆的各种性质和参数上,也要考虑全面,比如锚杆长度、锚杆之间的距离等,这样可以避免应力对井巷稳定性带来的影响。另外,破碎煤矿井巷最好选用全长锚固的方式进行支护,这样可以使破碎煤矿的支护性能达到最佳状态。一般情况下,每个锚杆之间的距离要根据围岩的结构强度、锚固力的强弱、围岩在挖掘后的松散情况及变形情况等来确定,但锚杆之间的距离一般控制在60cm到80cm之间。同时,锚杆还需要一定的锚托力,且需要相应的托护结构。
4.3稳定性保护
井巷的挖掘工作要沿着顶板的方向,且要减少造成顶板的破坏,爆破方式最好采用光面爆破方式,这样可最大限度地减少岩石震动,保证井巷顶部及两侧的固定性,减少围岩的应力集中,保障井巷稳定性不受破坏。另外,在煤矿井巷的方案设计中,要考虑到煤矿应力造成的围岩变形,并且,断面的设计要足够大,对于煤矿护巷的宽度设计也要考虑到应力集中的问题。
总结
在煤矿井巷施工中,锚杆支护施工直接影响到巷道的安全性能,关系到煤矿井下作业人员的生命安全。同时,锚杆支护作为煤矿巷道支护中常用的一种技术,可以有效地克服各类岩层对巷道工程造成的影响,保证煤矿开采作业的顺利开展,而在实际应用的过程中,技术人员需要结合矿区的具体情况制定支护措施,以达到开采的基本要求。