摘要：随着我国科学技术的发展，在工业的生产中更多的新技术被广泛的应用。煤矿掘进技术是煤矿开采中的主要措施，掘进技术水平越来越多的受煤矿企业管理人员的重视，煤矿掘进支护技术具有安全性高和稳定性高的特点，在开采中起到关键作用，在复杂地质条件下的煤矿开采是影响开采进度的主要因素，地质条件的好坏直接影响煤矿开采的效率，因此做好煤矿掘进支护技术是保障煤矿安全生产和预防事故发生的关键，但目前我国的煤矿开采过程中仍然存在支护困难的问题，针对具体问题提出相应的措施，从掘进支护中存在的问题入手，对掘进支护技术进行简单介绍。
关键词：煤矿；巷道；锚杆支护；技术分析
引言
锚杆支护技术的开发和应用已历经60多年，成为煤矿巷道设施设备重要组成部分之一，为安全采煤工作提供了必要的保障。要在煤矿巷道安装锚杆，首先需直接在周围的岩石打洞眼，然后将锚杆插入洞眼，这样就能利用岩石本身的硬度促成固定作用，以此实现锚杆主动支护作用，不仅能预防巷道内碎石掉落，还能消解来自岩石自身的压力，因为锚杆支护作用在岩石上使周围的力学状态达到平衡。这种技术在长年的巷道施工中得到了不断完善，颇受煤矿施工队成员的高度认可。
1锚杆支护作用原理
煤矿巷道内岩石本身具硬度、强度和力度，锚杆锚入岩层将其利用起到加固作用，巷道支护工程初步完成。力具有相互作用，锚杆的悬吊作用及岩石的应力构成力的平衡状态，因此岩石碎落的情况大大降低。锚杆支护理论发展逐步完备，以下就悬吊、组合梁、减跨和挤压加固拱这四个锚杆支护作用进行简单阐述。20世纪50年代初就提出了悬吊理论，主要是指将巷道顶板软弱、松动和不稳定的岩层悬吊在坚硬的岩层上，阻止岩块或岩层的垮落。悬吊理论的运用有一定局限性，而组合梁理论作为补充可解决前者部分问题。在没有稳固岩层提供悬吊支点的薄层状岩层中，运用锚杆的拉力可将层状地层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。组合梁的稳定性主要受预拉应力、杆体强度和岩层性质这几方面影响。煤矿巷道顶层是一个弯曲的半圆形，当按照竖排隔断的方式安插锚杆，就相当于建筑结构内的竖梁一般形成支柱，减少了半圆顶板的跨度，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板和岩石稳定性的情况下，岩石自然不易变形和破坏。从一个大拱划分成2个或数个小拱，拱高降低，跨度减小，这就是减跨作用。
2锚杆支护参数应满足条件
锚杆支护参数是在锚杆支护设计、施工过程中控制支护效果的所有参数。支护的效果很大程度上决定于支护参数的匹配问题，其关乎支护经济成本和最终效果。支护强度不足或强度过大等支护参数都不能满足安全生产需要和支护成本要求。这就表示设计支护参数时，追求安全度和成本之间的折中点非常重要。当煤矿巷道挖掘时就需对周围地质条件及巷道条件进行测算，选择不同作用机制设计锚杆支护参数。就以下四种做简单介绍：第一，悬吊机制。锚杆的作用是将顶板的破碎岩石悬吊在上部稳固的岩层或自然平衡拱上，其所承受的拉力来自被悬吊的岩层重量，需据此设计锚杆支护参数。若巷道上部没有稳固岩层，如全煤巷道中，锚杆在煤层中也能起到支护作用；第二，组合梁机制。锚杆的预拉应力既能挤紧层状岩层增大岩层间摩擦力，又能提供抗剪能力防止层间错动，这些锚固的岩层形成组合梁之后可保持同步变形，为顶板岩层抗弯刚度作用增强；第三，三饺拱机制。三饺拱是种稳定的结构形式，锚杆悬吊松散的危石，本是分散的切割状态的围岩被拉紧，因而能支护整体结构而防止岩块掉落；第四，均匀压缩拱机制。巷道拱形上壁是一个很好的施工带，如果设计成按一定间距安装锚杆，就能在拱形区域形成压缩带并具备承载能力，而只要调整预拉应力、间距宽度和锚杆长度等还能获得不同的承载力压缩带。
3锚杆支护设计方案
煤矿巷道支护设计方案在实际操作中得到不断完善，但早期的工程类比法和理论分析法（解析法和数值计算法）已不能全部满足现实需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现代信息技术的发展又开拓出新思维和新方法，将传统的支护方法与锚杆支护设计理念有效整合，产生了全线信息跟踪的设计思路。设计模式的运行：第一，工程技术人员需采集基础地质数据，初步分析每一项参数的平均值，并估算地质条件将会产生的最好和最坏的支护效果；第二，初始参数值确认使用工程类比法；第三，实测支护预紧力、支护阻力、应力和岩石条件等相关信息；第四，工程技术人员需进行部分测试，客观预估所采用支护技术产生的效果；第五，利用计算机对上述已实施步骤再一次测算，并有可能补充挖掘其他锚杆支护参数。全线信息跟踪设计方式步骤紧凑、环环相扣、针对性更强，经过科学测算之后提高了支护设计工作的准确性。当然，工程类比法、理论分析法、全线信息跟踪等并不是独立存在的，综合利用、科学实测才能发挥出更大的优势。
4锚杆支护技术施工注意事项
4.1锚杆的施工
安装锚杆前首先需在巷道周围的岩石上钻眼，钻眼不能随便进行，需在施工区域提前敲帮问顶，保证施工区域的作业安全，然后找到锚杆插入的角度，因此对孔位、孔深和角度都有相应要求。最后再由施工人员依次安装锚杆。
4.2锚杆支护施工的注意事项
作为煤矿开采的基础巷道锚杆支护安装，以下六方面的注意事项非常关键：第一，严格遵照操作规定；第二，按规定布置锚杆孔的横竖间距；第三，架设临时支护按指定位置进行打孔，打好的孔需处理积水和岩粉；第四，拧紧锚杆，紧贴岩壁，碎矸不得遗落锚杆托盘；第五，配备测力计和扳手，根据现场需要方便试验拉力；第六，锚杆支护安装过程中，出现任何不符合常规的情况停止工作，先排查原因解决问题之后才能再次作业。只有按规定章程实施锚杆安装的每一项操作，才能省时、省力、省成本地做好煤矿巷道的支护措施，保障每位工程人员的生命安全。
4.3主要的掘进技术
煤矿掘进支护技术以锚网支护为主，开采过程中根据实际操作情况也可以选择直接破顶法或锚杆临时支护等技术。直接破顶法通过利用掘进支护设备的作用留下结构稳定部分的围岩，拆除断顶顶部结构不稳定的部分，再用锚网支护进行支护，直接破顶法多适用于断层较多或坡度较大的巷道掘进中，锚网锁可以增强工作面和巷道的稳定性，顶板围岩的硬度控制在2M左右可以进行锚网锁支护，但当岩层硬度较高时可以采用退后卧底法进行支护，在掘进作业过程中，掘进机保持后退状态，可以满足巷道内对稳定性的要求，是保障断层完整性和提高围岩结构的安全技术。矿井机械水平的提高，多数机械设备中都具有临时支护的功能，综掘机自身的液压系统可以将自身稳定与液压稳定结合在一起，利用机身的液压锁进行临时支护，可以提高支护的安全和可靠性。锚杆支护技术广泛应用于巷道的支护中，具有操作灵活，安装简单的特点，巷道原有的应力受到破坏后，围岩顶部会出现滑动情况，此时锚杆支护可以有效进行加固，达到稳定围岩的作用，减少变形为后期施工奠定基础。
结语
煤矿巷道架设锚杆支护的成功经验，在水电、建筑等其他工程领域都有可借鉴性。由于锚杆支护与传统支护的被动承受坍塌岩土的荷载不一样，而是主动加固岩土形成承受力，有效控制岩层变形，防止碎石掉落甚至坍塌事故。锚杆支护技术有效控制顶板，得到更为广泛的推广，意义深远，值得从业人员的继续研发和创新。
参考文献
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论文作者:张琳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/11/13
标签：巷道论文; 锚杆论文; 岩层论文; 煤矿论文; 顶板论文; 岩石论文; 作用论文; 《基层建设》2018年第27期论文;