山西和顺天池能源有限责任公司 山西晋中 030600
摘要：现阶段锚杆支护技术已经在我国各大矿区广泛推广应用，取得了显著的技术经济效益，也是煤矿巷道围岩控制的主要方法，但是随着我国煤矿开采深度的增加，地质条件逐渐恶化，锚杆支护难度增加，且目前煤矿工人整体素质较低，工人施工技术不扎实，导致锚杆支护效果较差、效率低，不能与目前建设高产高效矿井相适应。因此，迫切需要提升煤矿工人专业素质，使其熟练掌握锚杆施工技术工艺，特别是构造区、破碎离层区、软煤区及应力集中区等地质条件复杂区域的锚杆施工技术，在保证锚杆施工质量的前提下提高其施工效率，实现煤矿巷道的高效掘进。
关键词：煤矿；掘进巷道；锚杆支护；应用
一、煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用
1、采掘合一巷道锚杆支护方式
采掘合一巷道支护方式的应用优势在于，其可以保证掘进工作与采煤工作的同时开展。与此同时，其对于采煤效率的提升也至关重要，这在当下煤炭企业间的竞争中具有十分关键的现实意义。该技术的应用可有效的作用于短壁开采以及矩形断面双巷掘进中。在采煤掘进技术的应用过程中，主要应用有间断式以及连续式两种运输方式。前者主要依托的设备有采煤车、锚杆钻车、胶带输送机、给料破碎机、铲车等。而后者在应用过程中主要依托的设备有锚杆钻车、连续运输系统等。
2、煤矿掘进巷道锚杆支护方式
如何有效的提高锚杆支护技术以及巷道掘进技术的有效融合，其在当下锚杆支护方式的广泛应用背景下，已经成为煤矿开采企业的普遍共识。而为了有效的保证掘进速度，锚杆钻车的应用便是在此背景下，于传统采煤机的基础上进行创新的。摩阻锚具的应用原理在于对楔形磨具的利用，通过预应力的作用将钢材进行“挤紧”继而达到锚旋的作用。该方式的主要特点在于应用简便，且盈利损失较小。机械锚具则是通过机械加工的方式将钢材的端部进行处理，通过一个适合锚碇工作的环境的素材，促进预应力钢材逐步形成锚旋。
3、悬臂煤矿掘进巷道锚杆支护方式
随着煤矿领域的不断发展，与之相匹配的技术与设备也在不断的发展与创新。就锚杆支护方式的应用而言，悬臂式巷道锚杆支护技术的应用首当其冲。该技术的应用多见于大规模的国有煤矿，与传统的悬臂巷道掘进锚杆支护方式，当下悬臂掘进巷道锚杆支护技术的发展更为先进与安全。其主要构成有可伸缩带式输送机、悬臂式掘进机、转载机以及单体锚杆钻机等。在实际的应用过程中，该技术占据着重要的地位与作用。随着相关技术的发展，我国自上世纪八十年代引进的掘进机型难以满足实际需求的掘进效率。我国自主研制的EBJ-120TP型掘进机，不仅更为高效且操作简便安全可靠，目前已经具备取代引进机型的能力与条件。
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二、现阶段煤矿掘进巷道锚杆支护方式存在的问题
1、掘进施工工艺不合理
我国煤矿行业在发展的过程中，积累了大量的煤矿巷道掘进施工的经验，钻爆法是目前主要的掘进方法，效率较低，对岩体的影响也较大。巷道支护主要采用锚喷支护的方法，支护虽然有效单施工质量较低。在采用钻爆法进行巷道掘进的过程中，如果药量没有合理控制，或位置不当，往往会早晨巷道的支护效果大大降低，而这也正是钻爆法应用的难点。
2、地质构造异常复杂
地形因素对煤矿巷道掘进施工的影响是不容忽视的，通常会采用成熟的顶板支护技术，同时也要结合实际情况进行适当变化。煤矿周围的地貌种类多变，一些地点的地质条件较为稳定，此处开展支护工作和掘进施工，就可以适当加快进度。而在一些地质条件较为复杂、疏松的地点，就需要控制掘进的速度，并加大巷道的支护力度。
3、安全支护技术不足
水体对煤矿巷道围岩岩体的影响也应予以考虑，岩体具有变形性、复杂性，一些煤层更是具有稳定性和可靠性差等特点，这也极大地加大了掘进工作和支护工作的难度。在巷道掘进工程中，由于外在膨胀力的存在，巷道的位移和变形现象时常出现，而这种情况一旦严重就可能损坏煤矿巷道，在一些岩层较为松软的巷道更是尤为明显。另外一方面，巷道掘进的速度如果过慢，或者没有做好安全防护工作，就可能影响施工进度目标的完成。
三、煤矿掘进巷道锚杆支护技术质量控制措施
1、有效修复煤矿巷道
煤矿资源开采中，假若选用整体性混凝土支架支护，在采动区影响下，支架裂缝问题发生几率大。此种情况下，采用锚杆支护可及时修补混凝土支架损坏部位。例如巷道出现浮石，对破坏部位进行钻孔，并将钢筋混凝土锚杆安装在此处，辅以槽钢与型钢，发挥锚梁作用。发生事故后，巷道顶板冒落岩石，自然平衡拱出现，因而对巷道采用锚杆支护显得尤为重要。锚杆支护状态下，将冒落的岩石清理干净，再用锚杆将巷道下端固定好。
2、有效预防巷道底臌问题
一般情况下，锚梁与巷道是相互交叉的，通过锚杆有效连接巷道底板，金属或钢筋混凝土锚杆，甚至钢丝绳锚杆有一定的适用性。如果属于后种情况，在底部通过药壶爆破法进行钻打孔。巷道断面钢绳编制相应的绳套，并引入到钻孔底部。巷道底板部位，将钢丝绳放置于特定凹槽中，确保巷道底板不受影响。实际工作中，锚杆支护技术的应用，可使巷道减小30-60%的底臌现象。
3、水平煤柱做好加固
锚杆支架应用前，结合煤层厚度，以单排或双排桁架式支架支护水平间煤柱，将木托梁安装于工作面与回风顺槽相交叉的部位。此种情况下，超前工作面1.5-2.0米处，安装好桁架式支架。对水平间煤柱进行锚杆支护，积累了丰富的成功经验，为急倾斜煤层开采中，选用锚杆支架应用无人采煤方法提供保障。
4、条件复杂区域锚杆支护
4.1 松软煤帮有效锚固
目前提高煤体锚固力的方法有增加锚固剂长度、采用全长锚固、注浆加固围岩、采用异型锚杆等方法，但是增加锚固剂长度或者全长锚固在现场施工中会造成锚杆（索）推进困难，施工难度大、施工效率低，注浆加固则需要投入大量的人力物力，严重影响施工进度，而异型锚杆则需要专用设备进行加工，且价格较贵。对于可锚性差的巷道煤帮，可采用扩孔钻头，将锚杆（索）孔底锚固长度的一部分进行扩孔，增大该区域的钻孔直径，锚固剂锚固后在孔底形成一个楔形结构，增大锚固剂与围岩的接触面积，可以有效提高锚固力。结构如图1所示。内部扩孔的工艺是：①采用普通钻头打孔至钻孔深-1m位置；②退出钻杆，改用扩孔钻头继续打孔至设计深度；③退出钻杆，按照锚固剂，再安装锚杆（索）；④按照设计要求，依据锚固剂的使用要求，用钻机搅拌锚固剂至规定时间；⑤安装托盘、球垫和螺母或锁具，等待规定时间进行预紧。
4.2 复合顶板区域支护
对于复合顶板区域，应及时调整巷道支护参数，采用全锚索支护，并严格按照设计要求施工，增加锚索锚固长度，保证锚索锚固效果。由于巷道顶板存在软弱结构面或裂隙，因此在锚杆支护打钻施工中应加强对顶板结构的探测，记录顶板岩性的变化情况，及时跟踪反馈，在巷道顶板出现明显变化时，及时增加架棚支护。
结束语
煤矿掘进巷道锚杆支护技术已经具备了较高的应用价值。但是受制于很多现实因素的影响，在实际的应用过程中仍旧暴露出很多的不足，这对于现代化高效率矿井开采的发展而言显然是不够的。所以继续加强煤矿掘进巷道锚杆支护技术的发展与升级，不仅是每一位从业者予以关注的问题，同时也是整个行业发展需要切实解决的难题。
参考文献：
[1]崔立军，兰朝顺．基于煤矿巷道支护技术及选用类型探究[J].内蒙古煤炭经济，2018（22）．
[2]赵凤岩．煤矿巷道掘进施工与支护技术[J].能源与节能，2018（12）．
论文作者:王庆虎
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/15
标签：巷道论文; 锚杆论文; 煤矿论文; 锚固论文; 技术论文; 顶板论文; 方式论文; 《防护工程》2019年10期论文;