谈锚网支护技术在半煤岩巷道中的应用

魏俊学

珲春矿业（集团）八连城煤业有限公司

谈锚网支护技术在半煤岩巷道中的应用

魏俊学

珲春矿业（集团）八连城煤业有限公司

为了研究锚网支护技术现状，通过对锚网支护技术半煤岩巷道中的应用概述。提出锚网支护技术存在问题及改进。巷道掘出后及时实施支护，不仅能保证施工的安全。而且还能大幅度的提高支护的作用效果。尤其对喷锚支护巷道更为重要。不及时的支护将引起围岩的变形是松动，降低围岩自承强度，甚至发生垮冒破坏。

锚网支护技术；半煤岩巷道；应用；问题

1 引言

谈锚网支护一般由索体、锚固剂、锚具和托板等组成，具有锚固深度大、承载能力高、可施加较大的预应力等诸多优点，在交通、铁路、水利水电隧道和地下硐室工程，城市基坑工程，边坡工程，及坝体工程中得到广泛应用。

2 煤矿巷道支护概述

对于煤矿井下巷道支护，如何提高围岩强度并正确选择支护方式是保证巷道稳定性的关键。巷道围岩应力变化主要表现为在岩体内开掘巷道引起的应力集中，或回采引起的比原岩应力大得多的支承压力对巷道的影响。锚网支护与传统支护方式的不同点在于对围岩内部加固,改善围岩受力状态，充分利用围岩的支撑能力来支护巷道，抗变形能力强。

同时对于当前薄煤层综采矿井，采用锚网支护方式能够适合半煤岩巷道掘进工作面，既能减少矸石混入煤流，又能提高掘进速度。

3 半煤岩巷道采用锚网支护的优点

1、煤岩分装，有利于煤质管理。在矿井开采过程中，随着开采深度的不断增加、煤层厚度不断变薄，掘进时矸石排放量也随之增大。锚网支护可以对井下掘进工作面实施煤矸石分装分运技术，即掘进工作面可以先出煤炭，打顶锚支护顶板，然后在工作面后方设耙岩装置拉底锚帮，将矸石通过矿车运输到地面。这样可以有效地减少半煤岩掘进巷道的混矸量，有效地提高煤质、实现利益最大化。

2、帮、顶支护平行作业，提高掘进速度。为满足掘进和支护平行作业的连续采煤机掘进技术，掘进工作面可以先出煤炭，打顶锚支护顶板，然后在工作面后方可以设耙岩装置拉底锚帮，将矸石通过矿车运输到地面。这样实现了帮、顶支护平行作业，而传统碹体、U钢、工字钢支护巷道则无法实现这一点，必须一次掘全高，掘进速度低。

3、改进运输系统，提升排矸（煤）的速度。长期以来，煤矿基本采用矿车排矸（煤）的方式进行运输，不仅运输速度慢，而且还容易发生安全事故。半煤岩巷道掘进工作面迎头采用总掘机与皮带机集中出煤，掘进后方跟着矿用小铲车拉底。这样不仅能够大幅提高运输速度，省去转运的中间环节，还节约人力成本。从而大大提高工作效果，减少安全事故的发生。

4、使用光爆锚喷支护的技术。使用光爆锚喷支护技术的巷道有着明显的优势。不但成形好，而且岩面平整。在采用这项技术以后，半眼率已经在50%之上，超欠挖则降低至15%。我们按照不同岩巷的岩性来针对支护参数修改以及优化。在以往，锚喷巷道支护全部是使用2.4米的锚杆来支户，而不去考虑顶板的情况。经过现场跟班以及对比实践，在顶板情况良好的地段可以适当缩减锚杆的长度，同时可以延长间排距。经过对于支护参数的调整，不但缩减了锚杆眼施工的数量，而且打眼所要花费的时间明显缩减。这样节省了成本并且提升了工作效率。

5、改进施工工艺。积极推行岩巷“喷、锚、喷”施工工艺。一般矿井岩巷锚喷支护施工工艺都是“锚、喷、喷”，由于岩性的不断变化，光面爆破的效果时有起伏，原有的“锚、喷、喷”工艺在光面爆破不理想时影响其支护效果，巷道成形差，网片、锚杆托盘不能紧贴岩面，支护费时费力，还遗留安全隐患，从五月份下旬开始推行岩巷“喷、锚、喷”新工艺，有效缩短了支护用时，提高了支护效果，加快了掘进施工速度。

4 锚网支护技术存在问题及改进

喷锚网支护技术优点多，易推广，具体表现为：首先，一定强度和直径的锚杆打入围岩，形成了人为施加的外部应力，在时间和空间上一定程度的提高了围岩抗剪破坏能力，在岩石圈内部形成压缩带。充分提高了围岩的整体性。钉住不稳定围岩防止脱落。其次，柔性钢筋网的设立与安装充分补偿了锚杆打入的刚性应力，进一步进行补强。而钢筋网还具备极强的抗拉、抗剪能力，能进行单独的分级支护。充分适应不同地质条件，避免锚空事故的发生，成本低、作用大。最后通过对工作面进行速干混凝土的喷射可以很好的固结巷道内壁。修表面毛刺，避免软弱围岩的风化削弱作用。同时填补锚杆打入时引起的细小裂缝与岩石的天然节理。从里到外形成一个完善的岩石加固圈，提高巷道岩石承载能力。

锚索支护技术在加强煤矿巷道安全性能上取得了良好的效果，为企业提供了充分的技术与经济保障。值得大力研究与推广，但是任何技术从研究到投入市场都有一个不断发现问题解决问题的时期的。当前该技术还存在一些问题值得进一步探讨，例如：

在基础设计领域，锚索、锚杆的协调支护作用与围岩的形变；力学场变化及其复杂情况下的支护参数作用机理；参数优化与应力模型的演算，拟合公式的精度等等。都需要大量的实验和数学演算去进一步论证。

在材料工程领域，如何多快好省的进行锚索支护材料等构件的制造与选取；在不同岩性硬度条件下选用何种硬度的锚杆材料进行施工，施工中打入围岩多深等和材料有关的施工参数细节都有待现场运用的反馈。

在施工与效率方面，使用何种型号的锚索、锚杆进行协调支护效果最优；在大直径、高吨位锚索施工设计要求下如何更快施加预应力并提高工效；在施工参数、锚杆材料、施工手段上如何达到科学的平衡，从而避免施工中使用过长、过密的锚索全方位节约材料，优化成本。

在施工后期检测和施工完善程度上，如何避免当前技术人员重视锚索的作用而轻视锚杆的作用而减小了整体支护效果；后期如何监护锚索预应力变化并定期进行合理调整；如何进行数据拟合在考虑到锚索张拉过程中预应力损失后保障施工达到设计要求；如何运用相关仪器仪表进行现场预应力实时监控。

5 结语

巷道的挖掘会改变当前地层应力，诱发瓦斯溢出，地层塌方等多情况安全事故，应住够重视。而巷道支护技术能有效克服应力变化，防止岩石发生形变。巷道支护技术应在挖掘后马上实施防止不及时支护而产生的围岩变形和松动。该技术的关键点在于锚索与锚杆的配合使用。而后续的喷锚网支护及喷射混凝土工艺又可进一步提高围岩稳定性防止锚索材料腐蚀和围岩的风化剥失。在实际施工时还要加强施工质量监护，如实时监控应力变化，进行巷道表面的变形观测，防止事故的发生。

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