[摘要]:本文主要介绍了我国煤矿巷道锚杆支护理论、支护设计、支护材料以及井下应用情况,并介绍了新型锚杆支护理论的探究方向。
引言:
锚杆是一种安设在巷道围岩体内的杆状锚栓体系。采用锚杆支护的煤矿井下巷道,是在巷道掘进后向围岩中钻锚,使其与道拱部岩体连接在一起,便在一定的范围内形成了一个连续的、具有一定承载能力的拱形压缩带,使巷道围岩由原来作用在支架上的载荷变成了承载结构,以支撑其自身的重量和顶板压力。锚杆支护的大体程序就是现在围岩处钻制杆眼,在杆眼里放置树脂,然后将锚杆安置在锚杆孔内,对巷道围岩进行加固,以维护巷道的稳定性。锚杆支护由于能主动的加固围岩,对大限度保持围岩的完整性、稳定性,稳定控制围岩变形、位移和裂隙的发展,充分发挥围岩自身的支撑作用,变被动支护为主动支护,有效的改善矿井的支护的状况,具有施工方便、效率高,有利于加快施工进度,且施工成本低、支护效果好,已经成为当今巷道支护改革的主要趋势。
1、巷道锚杆支护
1.1使用锚杆支护的作用
使用锚杆支护,既可以发挥其加固拱的作用和悬吊作用,使复合顶板内的各个岩体与锚杆紧固成一个所谓的“组合梁”,从而提高顶板岩层的抗弯强度,减少各岩层层面滑移、离层、冒落的几率,从而保证巷道的稳定性。使用锚杆支护成本低廉,不需维修。与其他支护方法相比较,不但节约成本而且也减轻了操作人员的体力劳动,消除了其他支护方案操作带来的不安全隐患,改善了操作人员的劳动环境,杜绝了超时劳动和超体力劳动。
1.2巷道锚杆支护现状
以前的巷道支护大多采用木支护,采用水泥锚固剂、藤条锚杆、挂铁丝网,但支护效果都不好,而木支护巷道每半年都要重新支护一次,使用的投入增大,必须采用新型的支护方式。
如此锚杆支护应运而生,锚杆支护的结构形式主要有单一锚杆+水泥托板,锚杆+网+水泥托盘,锚杆+网+w型钢板钢带,锚杆+网+钢筋梁形式。形式的选择主要取决于巷道围岩的性质,在ⅠⅡⅢ类较好的围岩巷道中一般选择锚杆+网+水泥托盘,随着围岩条件的变化程度及断面的增大,ⅣⅤ类围岩巷道采用锚杆+网+w型钢板钢带、锚杆+网+钢筋梁的支护形式。
2、巷道锚杆网喷浆支护
2.1使用锚杆网喷浆的支护作用
锚杆网喷浆支护作用技能充分发挥锚杆作用,又充分发挥喷射混凝土的作用。同时网使威严表面破碎圈完整化,增加弯矩、抗剪能力,并具有较高柔性和较大的允许变形量。
锚杆网喷浆支护突破了传统旧的支护形式和支护理论,不是消极的支护已松动的围岩,而是谁主动的保持围岩的完整性、稳定性,控制威严变形、位移以及裂隙发展,充分发挥威严自身的承载能力。即以护为主,以支为辅,是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种支护形式。
2.2喷射混凝土
喷射混凝土厚度选择。喷层过薄影响支护强度,过厚影响其柔性,使脆性增加,易于威严离层,而使围岩形成的承载结构不能保持。根据巷道服务年限,跨度,围岩稳定性和该矿实际经验选择相应厚度的混凝土层。
喷射混凝土材料要求。根据实际情况围岩状况的不同,需要的混凝土型号以及水灰比以及具体细部混凝土骨料的级配选择也会不同,因地制宜,并且借鉴已有方案是最佳选择。
喷射混凝土参数。跟凝聚喷射面距离的不同选用相应型号的混凝土喷浆机,喷两墙时取最小值,喷射拱顶时取最大值,并做到潮拌料,喷前岩壁洒水,降低回弹,粉尘,保证混凝土强度。
2.3锚杆支护检测智能化
为了准确及时地检测巷道锚杆支护的信息,实现检测智能化,需要对相应强度的锚杆进行智能处理,即在锚杆内部埋设应变片。制作方法就是取一根某强度的锚杆,相应的等距离在锚杆侧边铣出几个小型浅槽,并在此处埋设应变片,由于铣过处容易产生应力集中,故在该处应该用高强胶进行填筑,保证整体的强度,不出现应力集中,应变片的信号统一收集,实现锚杆支护智能化。
还可以研制顶板离层情况,并且具有临界值报警、半双工同化功能,监测数据可以通过电话线传输到地面电脑.
锚杆支护实施于下井后,要跟踪进行综合检测,以验证初始设计的合理性和可靠性,并为修正初始设计提供依据。目前锚杆支护的综合检测内容有:采用十字布点法检测表面位移,采用顶板离层指示仪测试等般岩层锚固范围内外位移植,锚杆测力计测量锚杆锚固段和全长的工作阻力。日常的检测内容有:锚杆锚固抽检,顶板离层,锚杆预紧力矩检测。
在日常生产中,一些必要的检测工作没有很好开展,使其应有的作用没有得到很好的发挥。因此,应在大力宣传的基础上,进行必要的强制约束,进一步加强这方面的研究工作,以保证安全生产。
2.4支护的人员的操作培训
人是一切工作计划的制定者和执行者,无论从结构合理、质量上乘的锚杆到性能优良的锚固剂,还是从灵活高效的锚杆钻装机具到灵敏精密的监测仪器仪表,都需要人来操作。我国煤矿施工队伍人员素质偏低,加上监督管理不到位,往往施工质量难以保证。因此,重视和加强锚杆支护技术人员和施工工人的技术培训和岗位训练,必然有助于我国煤矿锚杆支护技术的发展和锚杆支护的普及。
3.结束语
我国煤矿锚杆支护经历了50年的努力探索,锚杆支护应用范围已扩展到受动压影响的回采巷道、软岩巷道、破碎或复合顶板巷道及工作面开切眼和大断面铜室锚杆支护。锚杆支护技术是一项貌似简单,实则复杂的系统工程,影响支护效果与成败的因素很多。所以我们应积极开展地应力测量工作完善我国煤巷锚杆支护理论,形成科学的实用设计方法,根据不同的巷道围岩类别,采用不同的锚杆支护形式完善锚杆监测技术,经济实用的锚杆钻机,提高锚杆支护的安全可靠性。只要我们认真对待,注重研究,锚杆支护将会迎来更加迅速发展的时期。
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