浅谈煤矿支护技术

浅谈煤矿支护技术

概要：本文结合国内主要运用的锚杆支护技术的现状分析了锚杆支护技术的具体作用原理和设计方式，阐述了支护理论的演变，说明了支护技术的重要意义，最后强调了锚杆支护技术的实施以及施工过程中的注意事项。

标签：煤矿；支护技术；锚杆支护

煤矿产业的安全生产工作离不开行之有效的煤矿支护技术。在分析和总结了近年来国内多起煤矿事故发生的原因后，我们发现究其根本原因则是支护技术的不过关。血的教训除了让我们深思之外，更多的应该引起我们对煤矿支护技术的重视。另外，国内需求日益旺盛的煤矿能源消耗促使煤矿开采在深度、广度和强度上有更高的要求，如何在深度大、地压大、地温高、岩溶大的极不稳定条件下运用先进的支护技术维持一个具有强有力支护的煤矿巷道对确保煤矿高效率的安全生产显得尤其重要。

1 支护理论的演变

我国有较长的煤矿开采历史，相关学者对巷道支护的重要性有深刻的认识，在经过理论结合实践之后，我国学者总结出的很多支护方法引导了我国煤炭产业的安全生产。例如提出了人为加强围岩自身的坚硬程度从而增加围岩对巷道给予的强地压的承受能力，这种支护理论称之为新奥法支护理论。这种支护理论还详细的阐述了围岩具备承担施载物体和承载结构体的“二重性”，在巷道支护过程中扮演的角色极其重要。联合支护是巷道支护中运用最为广泛的支护原理，针对复杂的巷道支护问题，我国学者从哲学角度出发，提出了“先柔后刚，先让后搞，柔让适度，稳定支护”的重要理论，较好的解决了这一问题。

松动圈支护理论是在联合支护理论的基础上提出的一种支护理论，一直以来，松动圈支护理论针对围岩变形异常的问题得不到很好的解决，后来我国学者又创造性的提出了针对围岩松动圈的大小采用不同的支护技术的方法，使得这一问题迎刃而解。再后来，随着在提高围岩应力状态，加强围岩承载能力等方面的突破性进展，从而诞生了一种更为实用的支护技术，即锚杆支护技术。经过多年的实践对比，锚杆支护技术较于其他支护技术在国内的应用范围最为广泛，在经济性和技术性方面都取得了长足的进展，笔者在下文中将详细介绍锚杆支护技术，以及在实施过程中需要注意的问题，希望可以对有关方面有一定的参考价值！

2 锚杆支护技术的使用现状及其具体作用原理和设计方式

2.1 锚杆支付现状分析

锚杆支护在我国有近60年的使用历史，因其高效，高速的特点，以及在支护工具方面的创新，使其成为我国煤矿巷道支护不可或缺的重要手段，对巷道支护有立竿见影的效果，煤矿安全作业的技术管理水平也因此而提高，继而使得我

国的综合煤产量也得到了突飞猛进的提高。目前情况下，利用锚杆支护技术来对巷道围岩加以控制在国内成为一种普遍现象，锚杆支护技术能够使围岩的稳固性得到保证，从而保障井内的正常安全施工，围岩的垮落或者是发生较大的变形状况也得到了有效的避免。

2.2 锚杆支护技术的具体作用原理

挖完煤矿巷道后，将锚杆牢牢的锚如事先打好的围岩眼内，再充分运用围岩的自身强有力的属性，进一步的加固巷道内的围岩，巷道支护的效果得以显现，这即是锚杆支护技术的运用原理。锚杆支护技术有四个方面的具体作用，即悬吊、组合粱、减少跨度以及挤压加固拱的作用。

悬吊：运用锚杆将有可能出现冒落的巷道围岩或软弱的岩层悬吊在上部坚硬的岩体之上，让锚杆来承担弱岩或冒落围岩的重量。

组合粱作用：为了充分解决悬吊作用在层状地层中所存在的一些局限性，于是有关学者又提出了组合粱作用，把巷道的层状顶板当成是叠含梁。各层板梁在荷载作用的影响下都会出现单独弯曲的现象，此时每层的板粱上下缘都是分别处在受压或是受拉的状态之中。运用锚杆来把各组合板梁加以压紧，在荷载影响之下，所有板梁的弯度就像是同一块板粱的弯度，每层板粱的抗弯度得到了一定程度上的提高，同时也使得巷道顶板岩层的承载力得到了提高。

减跨作用：在矿井内的巷道上装置锚杆，可以使压力拱的跨度及高度在一定程度上得到减少。在矿井内的巷道跨中加设一根锚杆，就像是在这个地方打上了一根支柱，使原拱按照1：1的比例分成了兩个较小拱，进而使得压力拱的跨度变成了原拱的二分之一，与此同时其高度也得到了较为明显的降低。

挤压加固作用：在巷道内的块状形围岩中锚入锚杆能够使巷道内具有冒落可能性的一些危石相互彼此之间进行挤紧，从而达到挤压加固岩石的作用，进而在一定范围之内的巷道围岩四周，形成一个既可以维持其自身稳定性的又可以防止巷道上层的岩石出现松动变形现象的加固拱，充分的保障了施工环境的安全稳定性。

2.3 锚杆支护技术的设计方式

当前，我国煤矿矿井内巷道锚杆支护设计的主要方式主要有两种，即理论分析法和工程类比法，但是这两种方式在实际操作中也有其自身的局限性。在经过不断的研究和实践操作之后，技术人员把设计理念和现代信息技术加以结合推出了全线信息跟踪设计方式。这种设计方式具有其他设计方式所不具有的优势和特点，比如，此种设计方式的针对性比较强：这种方式可以比较准确的预测出巷道顶部岩石的稳定性，所以它具有很高的可靠性；这种设计方式所需要的采集工作比较简单而且还可以进行科学化的管理。

3 锚杆支护技术的实施以及施工过程中的注意事项

3.1 在巷道围岩上安置锚杆

在围岩上安置锚杆需要钻锚杆眼及安装锚杆这两道工序来完成。在锚杆安装之前，施工人员要按照锚杆布置方式具体的设计要求利用矿井内巷道的中腰线来标识出所要锚入锚杆的具体眼位。在打眼的时候，其眼位、角度以及眼深一定要符合设计要求。在钻好锚杆眼以后，施工人员便可以实施安装锚杆的工作。

3.2 锚杆安装过程中所需要注意的事项

通过广泛的推广实施巷道锚杆支护技术可以实现高产高效的回采工作面。但是在安装锚杆过程中施工人员还要谨记下面的六个问题：

3.2.1 安装巷道锚杆支护一定要有操作规程，在施工过程中严格的按照操作规程来实施，组织施工还要遵循电曝巷锚杆支护技术的有关规定。

3.2.2 一定要按照操作规程所要求的锚杆眼之间的距离和捧距来具体的布置锚杆眼，锚杆与达迎头之间的距离一定要小于锚杆的捧距。

3.2.3 在具体实施打眼之前一定要做到敲帮问项，从而找到可能冒落的岩石部位；并在其周围架设临时性的支护，然后再实施钻眼工作。在实施钻眼时还应该注意按照事先已经确定好的眼位标志处进行操作，在完成钻眼以后施工人员还应该把存于眼内的一些岩粉或积水进行清除工作。

3.2.4 在安装锚杆的时一定要用机械或者是力矩扳手拧紧锚杆，从而保障锚杆的托盘能够紧紧的与巷壁相贴，切忌在锚杆的托盘后面填充一些渣子、木楔等物质。

3.2.5 在运用锚杆来支护围岩的施工现场，工作人员一定要准备好测力计或者预紧力扳手，确保能正确的进行拉力试验。在矿井内施工的时候一定要保护好这些器材。

3.2.6 在遇到巷道围岩层理发育、巷道不能成型、钻进速度出现异常、底板处现底鼓等情况的时候，安装锚杆支护的作业应该立即停止，及时组织分析这些问题出现的原因并采取有效的措施加以防范，在此之后才能继续进行正确的操作。

4 结束语

经过多年的研究和探索，我国的煤矿支护技术方面已经取得了诸多的成就。从最初的探索阶段到广泛应用再到改善提高，煤矿巷道支护更多地降低了支护成本，减轻了施工人员的劳动强度，提高了采煤的效率和煤矿的安全生产水平，为煤矿高产高效打下了坚实基础！随着我国科学技术不断发展和突破，锚杆支护技术也将会得到更大程度的完善和发展，因而它也将会成为最有潜力的巷道围岩支