摘要：锚杆支护技术是一种支撑煤矿矿井下岩石、保障巷道围岩稳定性的结构支撑技术。锚杆支护技术是通过传统的架棚支护技术发展而来的，主要是通过锚杆与托盘、锚索等相互作用，对井下围岩进行加固、稳定，锚杆的一端与岩石通过打孔、树脂锚固等方式进行固定，另一端则利用垫板、托盘等进行支撑，对巷道内围岩的作用力进行引导和改变，通过转变围岩的受力情况，达到对围岩的稳固作用，避免由于围岩移位而发生相关的安全事故，是当前煤矿巷道支护技术中最为简便、快捷、经济、实用而且安全系数较高的支护技术，得到了越来越广泛的使用。
关键词：巷道掘进；锚杆支护；技术
锚杆支护是巷道稳定性的重要保障，主要采用主动支护的方式改变巷道围岩的作用力，充分发挥巷道围岩的自身承重、承压能力，维护巷道的稳定性，不仅在施工中减少材料和人工的投入，而且还减小后期维护和回填时的工作强度，有效提升了巷道的掘进速度和使用成本。随着科学技术的不断创新和发展，锚杆支护技术必将成为煤矿巷道中的最为优越的支护技术，也必将得到进一步的完善和创新。
1锚杆支护的技术原理
锚杆支护技术是在巷道中常用的支护技术，通过对巷道围岩的掘进在岩石中打眼，再将锚杆插入眼孔，充分利用围岩自身的强度来稳定围岩，锚杆支护并不是传统意义上的锚杆承受围岩的作用力，而是通过锚杆引导巷道围岩的自然作用力，改变围岩周围的力学状态，从而起到稳定围岩的作用。在锚杆支护前，围岩由于受到自身重力以及周围压力产生一种作用力。而经过锚杆支护，改变围岩这种作用力，将围岩的整体作用力朝着稳定的方向发展，即起到稳固巷道结构的作用。因此总结来说，巷道锚杆支护技术是通过改变围岩自由状态下的作用力，转变围岩屈服点的变化趋势而起到稳定的作用。即锚杆支护技术是通过主动承受围岩作用力，将围岩作用力进行分散和转移，从而起到稳固围岩整体结构的作用，提高巷道安全性。
2锚杆支护技术的优越性
2.1支护效果好
锚杆支护是通过改变巷道围岩在自然作用力下的运动轨迹，从而起到确保巷道安全性的作用，其原理符合岩石力学和围岩控制理论，具有较高的科学依据，当通过锚杆嵌入各个分散的围岩，形成一个整体结构的围岩，通过发挥锚杆的辅助作用，充分利用围岩自身的承载力来保障巷道围岩整体的稳定性，改善巷道安全状况，因此可以说锚杆支护技术相对于其他被动支撑技术来说，支护效果较好。
2.2劳动强度低
巷道锚杆支护技术与传统的巷道架棚支护技术来比，其采用的材料较少，仅仅利用一部分锚杆、托盘和锚索便可以完成对巷道内围岩的加固与稳定，且材料重量轻，用量少，节省材料的同时也减轻了人员的劳动强度，有利于提高巷道的掘进效率。另外在巷道回撤时，锚杆支护技术也节省了回撤的工序，再次降低了劳动强度，避免了回撤时的安全风险，且操作简单。锚杆支护紧跟巷道掘进面，有利于更好地配合机械化掘进速度。
2.3资金耗费少
巷道掘进采用锚杆支护技术最为直接的便是锚杆支护技术材料用量较少，直接降低了巷道支护成本，其次，锚杆支护技术由于锚杆锚索等配件占用空间较少，基本可以忽略其对巷道横断面空间的占用，因而在巷道掘进时可以不考虑支护方面对巷道空间的占用，在巷道的设计上，相应得减少巷道横断面的设计和施工，节省掘进成本和支护成本，维护费用与支护费用也自然而然节省下来。总之，巷道锚杆支护技术无论在支护技术实施期间的材料投入、人工投入、还是在后期的维护以及对巷道空间的节省等方面，都具有其他支护技术无可比拟的优势。
3巷道掘进中锚杆支护的相关影响因素
3.1巷道周围岩体的强度和硬度
巷道周围岩体的硬度和强度是影响锚杆支护的主要因素之一，当巷道周围岩体强度和硬度与锚杆支撑作用保持一致，就可以有效保证支护力度的进一步强化。巷道周围岩石对于地质应力的载荷能力对支护效果具有直接影响，如果巷道周围岩体具有较好的载荷能力，这种情况下当压力不断增强时，支护设备的顶板也不会发生较大的位置移动，因此可以保持良好的支护作用。因此在实施巷道掘进过程中，实施锚杆支护必须考虑到巷道周围岩体的硬度及强度。
3.2地应力
在采矿工程中实施巷道掘进，需要面对矿山自身的压力作用，当矿山压力过大而又没有实施对应的保护措施，就会影响巷道的完整性，最常见的现象包括巷道周围岩体发生变形断裂，进而对巷道产生严重挤压，当压力达到一定程度，就会促使巷道周围岩体发生不同程度的位移，煤层被压松，如果实施了对应的支撑措施，强大的矿山压力会对支撑物造成巨大压力，导致其发生一定程度的变形或断裂。矿山压力对煤炭的开采过程会产生深远而又直接的影响，如果在巷道开采过程中未能及时采取有效措施，往往会引发严重的安全事故。因此需要在巷道掘进及支护操作时采取措施积极应对矿山压力，一般来讲需要对巷道掘进的工作面实施有效的支撑保护，针对采空区则需要实施对应的处理措施，这些操作可以针对巷道周围岩体变形及应力改变进行有效控制，继而确保巷道的稳定性，促使巷道施工的安全。
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3.3巷道断面形状及其尺寸大小
煤炭采矿工程巷道掘进及支护技术在操作过程中需要严格保证其安全性，因此需要积极调整巷道周围的应力状况，而应力分布将会直接受到巷道断面形状及尺寸大小的影响，为了有效控制巷道周围岩体的应力分布，需要科学控制巷道断面的形状及尺寸，进而积极发挥其对巷道周围应力的有效分散作用，最终将巷道内部的压力影响降到最低，保证巷道施工的安全性与稳定性。巷道断面形状和尺寸大小的控制需要结合施工需要及支护技术的实际需要，并采用先进的科学技术及时掌握相关数据和内容。
4巷道掘进和支护技术的实际应用
4.1针对软岩回采的巷道支护问题
为了解决软岩回采的巷道支护问题，首先需要对支护网进行有效强化，尤其是针对其中的薄弱部位实施加强操作，从而有效提高巷道周围岩体的支撑能力。如果施工地区地形地质条件相对复杂，可以结合实际需要进行多次支护强化操作。另一方面还要加强支护网柔性，这样就可以在巷道周围岩体发生变形时有效释放岩体压力，提高施工的安全性。
4.2采用对应的锚杆支护体系
在实际施工过程中为了进一步发挥支护作用，可以针对巷道掘进的需要采用对应的锚杆支护体系，这样就可以释放各种压力，保证巷道内部的稳定性与完整性。需要注意的是要严格控制支护材料的质量和性能，保证锚杆支护体系使用对应的零件，一般采用锚杆支护体系需要使用的专业螺母等材料，这样有助于大幅提升支护体系的整体抗压能力。
4.3精确锚杆眼间距和排距
首先，在锚杆支护工作开展的同时，锚杆固定位置和固定方式是决定锚杆支护效果、确保巷道围岩稳定性的重要影响因素。锚杆支护技术的原理即通过对巷道围岩作用力的改变来起到稳定巷道围岩的作用，所以在锚杆支护技术施工时需要精确测算锚杆的支护位置，在打眼之前应严格寻找周围的活石，对有可能发生围石冒落的区域进行重点支护，在打眼前应事先做好临时支护再进行打眼工作，确保支护工作的安全性。在打眼时要注意锚杆眼的间距和排距，必须严格按照巷道围岩的作用力情况进行布置，锚杆至迎头的间距必须小于锚杆的设计排距，确保锚杆对巷道围岩的紧密支护，防止因支护位置偏差所造成的围岩冒落危险，影响巷道的安全性。
4.4严格按托盘的使用和施工要求进行托盘的固定作业
托盘是锚杆支护技术施工中的重要构件，在整个支护系统作用力结构中起着重要的作用，托盘在受到螺母压力的同时会紧贴巷道，使周围围岩受到预紧力的作用，从而改变围岩应力，有效防止围岩滑动、开裂等情况，因此在托盘的固定作业中，首先要确定周围围岩的发育情况及强度，其次必须通过机械力或者力矩扳手将螺母拧紧，并且确保锚杆与托盘紧贴巷道围岩，在查勘托盘与围岩的贴合程度时，严禁在托盘与围岩的接触缝隙中填充木片、杂物等。
4.5实施动态监测系统
煤炭采矿工程实施巷道掘进及支护技术的过程中，需要根据具体情况实施动态监测系统，从而全面及时掌握支护技术在工程应用中的实际效果。同时，及时的监控还有助于掌握支护技术中存在的问题及缺陷。在此基础上可以通过现代化的检查方法对问题部位进行准确定位，进而采取对应的改进措施，这样一来就可以实现对巷道支护技术的实时控制和掌握，最终有助于提高巷道掘进及支护技术在实际应用中的安全性和有效性。
4.6施工注意事项
首先，施工过程中，工作人员应在严格遵照基本流程的基础上充分检查锚杆孔情况，并完成孔距的调试工作。一般情况下，锚杆孔距应小于１００ｍｍ，且孔轴偏差也应小于５°，且孔深应超过锚杆长度。实际施工过程中，应事先凿掉悬浮在围岩表面的活石，对容易冒落的位置做好支护措施，完成施工后，还应及时清理孔内的积水与岩粉。其次，应机械扭紧锚杆，确保锚杆托盘紧贴巷道，之后清理干净托盘中的渣滓。最后，应做好预紧力扳手与拉力计的准备工作，顺利完成拉力试验。
结论
锚杆支护技术因支护效果佳且具备成本较低、应用便利等优势，被广泛应用到煤矿巷道掘进过程中。实际应用中，施工单位应创造适宜的施工条件，掌握具体的施工注意事项，提升锚杆的安全性。除此之外，施工人员还应在结合锚杆支护技术使用情况的基础上，深入分析，找出问题并及时改进。
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论文作者:张德学
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：巷道论文; 围岩论文; 锚杆论文; 技术论文; 作用力论文; 托盘论文; 作用论文; 《基层建设》2018年第5期论文;