浅谈锚杆支护技术在矿井巷道中的应用作者：邹家均 胡朋来源：《科技创新导报》2011年第26期 摘 要:随着科技技术的发展,锚杆支护技术在我国煤矿巷道围岩控制中的应用越来越广泛。本文论述了锚杆支护的原理和安装施工中注意的事项以及锚杆支护技术在矿井巷道中的优越性。 关键词:锚杆支护技术巷道
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0066-01
引言
随着锚杆支护技术在我国煤矿巷道围岩控制中的应用越来越广泛,锚杆支护的优越性也得到了认同,其理论及实践也日益完善。锚杆支护能保证巷道围岩稳定,防止出现围岩垮落或产生过大变形而无法满足正常生产和安全要求。巷道支护的直接目的在于改善围岩的受力状况空压机管道,减缓围岩的变形和移动速度,维护矿井安全的工作空间。在我国煤矿应用锚杆的支护主要是来
改善围岩的“支—围”关系,从而给矿井带来更大的社会经济效益,并有效改善矿井的安全生产环境。
锚杆支护就是在巷道掘进后先向围岩打眼,在眼孔内锚入锚杆,把巷道围岩加固,充分利用围岩自身的强度,从而达到巷道支护的目的。锚杆不用于一般支架,它不是消极地承受巷道围岩新产生的地压和阻止破碎岩石的冒落,而是通过锚入围岩内的锚杆来改变围岩本身的力学状态,在巷道周围形成一个整体而稳定的岩石带,锚杆与围岩共同作用而达到支护巷道的目的。因此说,锚杆支护是一种积极主动的支护方法。随着锚杆支护工程实践的不断丰富使用,与不同条件的各种锚杆支护理论的相继被提出并逐步得到发展和完善,归纳起来,主要有四个作用。(1)悬吊作用。在层状岩层中,锚杆支护的悬吊作用,突出的表现在直接顶较薄,老顶较坚固的情况下,锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部的岩层上,锚杆所受拉力来自被悬吊的岩层重量,以达到稳定井巷的目的。(2)组合梁的作用。为了解决悬吊理论的局限性,在层状地层中提出了组合梁理论。组合梁理论适用于顶板由多层小厚度连续性岩层组成的巷道,其原理是在没有稳固岩层中,锚杆将薄层岩石锚固成一个岩石板梁,并借助锚杆本身提供一定的抗
女厕老式沟槽式厕所剪能力,阻止其层间错动,是防止分层在压力作用下发生整体弯曲变形,呈现出组合状态,从而提高顶板的抗弯刚度及强度,提高顶板的承载能力。决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的锚固力及杆体强度和岩层性质。这一观点有一定的影响,但是工程实例很少,也没有进一步的依据资料供设计应用。例如,岩层沿巷道纵向有裂缝时梁的连续性问题和梁的抗弯强度问题。(3)挤压加固拱作用。在块状围岩中,锚杆可将巷道周围的危石彼此挤紧,对岩石起到挤压加固作用,在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不进能维持自身稳定,而且能阻止其上部围岩松动和变形的加固拱,薯片加工设备从而能保持巷道的稳定性。(4)减少跨度的作用。巷道顶板打上锚杆,相当于在该处打上了点柱,因此就相当于把巷道顶板岩石悬露的跨度缩小了,从而提高了顶板岩层的抗弯曲能力,维持了顶板稳定。这就是锚杆的减跨作用,这套理论实际上来源于锚杆的悬吊作用,但它同样未能提供用于锚杆支护参数设计的方法。
2锚杆支护的优越性
(1)支护效果好。锚杆支护在支护原理上符合现代岩石力学和围岩控制理论,属于“主动”支护,锚杆安装以后在围岩内部对围岩进行加固,迅速形成一个围岩——支护的整体承载结构,因而能够调动和利用围岩自身的稳定性,充分发挥围岩自身的承载能力,所以锚杆支护有利于保护巷道围岩的稳定,改善巷道维护状况。
(2)降低劳动强度、提高工效。与传统架棚式支护相比苹果灯,由于锚杆支护所采用的支护材料较少、重量较轻、巷道掘进时,极大地减少了支护材料的运输量,劳动强度也大为降低,有利于提高掘进工效。工作面回采时,也省去了支架的回撤工作,既降低了工人劳动强度,又提高了安全系数。锚杆施工操作简单,紧跟掘进面,有利于实现快速掘进支护机械化。
(3)节约资金。采用锚杆支护和减少支护材料投入,降低直接支护成本。由于锚杆支护不占用巷道工作断面,因而在支护设计上,可相应减少巷道断面,节省大量材料。还能减少巷道维修量,节约维护费用。总之锚杆无论在支护材料费用方面还是运输和维护费用方面都有着其他支护材料无可比拟的优势,m型钢锚杆支护技术在这些方面能够降低成本,显著提高经济效益。
3施工过程中安全注意事项
锚杆支护虽然具有即时承载、预紧力大、支护效果好、劳动强度低、支护成本低等等优点,大力推广锚杆支护技术是实现回采工作面高产高效的有效途径。但在施工过程中还应注意一下问题:(1)巷道锚杆支护施工必须有作业规程,并且严格按作业规程及《煤巷锚杆支护技术规范》的规定组织施工。(2)锚杆眼必须按作业规程要求的间距和排距布置,锚杆至迎
头的间距必须小于锚杆的设计排距。(3)打眼前。必须敲帮问顶,掉悬矸活石；在对有可能发生冒落的位置附近,钻眼前必须先架设临时支护再钻眼,钻眼前应按事先确定的眼位标志钻进,钻完后应将眼内的岩粉和积水吹(掏)干净。(4)锚杆安装必须用机械或力矩扳手拧紧,确保锚杆的托盘紧贴巷壁,严禁在托盘后充填木片、渣子等杂物。(5)采用锚杆支护的施工现场,必须备好预紧力扳手或测力计,并正确进行拉力试验。施工过程中药保护好器材。(6)正常锚杆支护作业时,如遇煤炮剧烈、顶底板及两帮移近量显著增加、底板出现较大底鼓、顶板出现淋水或淋水加大,围岩层理发育、突发性片帮掉渣、巷道不易成型、钻进速度异常等情况,应停止作业,分析原因,采取有效措施后方可继续作业。
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