煤矿巷道锚杆支护应用分析
来源:用户上传
作者: 关通
摘要：在煤矿的开采当中支护的好坏直接影响着安全和生产的效率，这就要求在进行支护之时既要保障稳定性和安全性，又要保障提高支护效率，实现巷道的快速掘进。目前我国的锚杆支护之上依旧存在不少的问题，比如设计不科学、设备缺乏、施工工艺不够优化等问题。以下主要针对锚杆支护存在的问题、实际运用等方面进行了分析。
关键词：煤矿巷道 锚杆支护 应用
0 引言
进行有效的支护对于安全生产而言有着重要的意义和地位。随着煤矿开采地区的地质条件各方面变得越来越复杂，对于支护的要求也相应增高。
其中锚杆支护在我国已经有了超过五十年的历史，锚杆支护技术在不断的朝着先进化方向前进。
然而随着煤矿巷道埋深增加，地质条件越来越复杂，以及强烈的采动影响，进行高强度的锚杆支护当中所出现的问题也随之增加。
支护效果不佳，无法保障安全生产，这就要求从优化锚杆支护设计等方面提高支护效果，保障在应用当中的有效性和高效性。
1 应用理论基础
锚杆支护的应用理论主要有三个方面的内容：
第一，加固拱论证。针对那些较为松散、破碎和脆弱的岩层，并不影响锚杆的使用，同样可以通过锚杆形成完整的承载结构。为了保障结构的完整性，在进行锚杆的安装之时，间距应该较小，这就能够在岩体里产生较为完整的，并且足以承受破坏上部分破碎岩层载荷的均匀压缩带。由于该观点将整体对锚杆支护的作用，进行了完全而充分的考虑，并且保障了在经济之上获得较大利益，所以在软岩巷道当中应用较为广泛。
在具有层叠状的岩层当中较为适用组合梁。此种方式的基础就是锚杆对岩层滑动又离层的相互制约作用，并且对于各方面都进行了综合性的考虑，最终形成了该原理。锚杆提供轴向力也通过该论证证明，并且通过锚杆支护能够有效的束缚离层，提高岩层间的摩擦和阻力，这样就和锚杆一起形成抗压力，共同阻挡岩层间的滑动。
悬吊理论是最早出现的锚杆支护理论，该理论较为简单，容易理解，并且运用也较为方便。悬吊理论较为适用上方岩层稳定，下方岩层破碎、松散的情况。
2 锚杆支护的不足和对策
2.1 锚杆支护的不足
目前我国的锚杆支护之上还存在诸多的不足，主要存在以下几个方面的缺陷：
第一，设计缺陷。我国针对煤矿巷道的锚杆支护之上制定了相应的规范，但被运用在实际当中之时，设计之上的缺陷依旧存在。对于锚杆支护的设计由于受到的制约和影响因素较多，所以设计不够完善和合理，甚至由于设计不科学而造成安全事故。
第二，材质问题。在选择支护的材料之时，由于选择的材料质量达不到相关标准和规范，最终导致支护达不到预期目标，无法保障生产的安全性。
第三，设备落后。目前使用的一些常规仪器，在精度和实用之上较为欠缺，无法满足在实际运用当中的需求。
第四，技术施工的不足。在进行具体的施工当中，由于技术限制无法完全按照设计进行，对于系统的理论无法领会、管理水平不高等。
2.2 对策
可以从以下方面完善以上存在的不足：
首先，引进先进技术。针对技术不足这个问题，可以通过引进同行业或者国外先进的技术，进而完善技术。同时要不断的进行自主创新，促进支护技术的发展。只有不断的提高锚杆的强度和刚度、可靠性，才能够切实保障煤矿开采的安全性和高效性，实现快速掘进。
其次，结合市场情况，调整产品结构，提升市场竞争力。
最后修订产品标准，建立健全相关法律法规。
3 实际应用分析
3.1 锚杆支护的应用发展
目前锚杆技术在我国的煤矿当中运用最为广泛和深刻，这种技术在各种地质复杂、条件困难的背景之下，由于其诸多的优势而表现良好。在巷道支护的发展过程当中，从木支护到后面的锚杆支护，这整个发展过程都说明了锚杆支护具有经济性和有效性，而且在开采煤矿当中能够提高生产效率，是实现快速掘进不可缺少的一部分。它保障了效益和安全的双赢局面，完美的攻克了支护之上的技术难题。
如今我国的煤矿需求在一定时期之内依旧会保持一个稳定上升，甚至快速上升的趋势，面对煤矿需求的增加，开采巷道各方面条件也越来越复杂。加之巷道当中多会出现矩形断裂面，它的承受力较小，所以长时间保护煤巷的柱体面也很小。以上的所有因素导致在开采煤矿当中对于巷道的安全支护非常困难、复杂，对于支护的要求也更高，而锚杆支护无疑很好的解决了这个技术难题。
通过科学合理的支护设计，保障预应力高且所支护的强度达到相关要求，避免再次支护。通过支护手段有效的保障了岩体的连续性，解决了在具有复杂性和深度较高的煤巷开采阻碍。并且为了更好的满足煤矿行业的需求，进一步的开发出，具有多种技术进行测试和维护的，成套性的支护技术。这就成为了在实际应用当中的一个首选，其能够有效的控制围岩的强烈变形，长时间的保持稳定，支护效果十分显著。
要提高锚杆支护的效果和普及应用，进行机械化施工是必要的条件之一。其能够有效的提高工作效率和质量，降低工作人员的劳动量、改善劳动条件等。
因此煤矿行业的工作人员一直致力于改进锚杆机具，提高相关技术水平，开发出综合性的设备，集掘进和锚杆于一体，有效的提高了工作效率，实现安全支护和快速掘进。
3.2 锚杆支护相关技术的进步
通过长期的发展，锚杆支护的测量手段呈现多元化趋势发展。在位移测量之上可以选用测杆、单点和多点位移计等方式进行。针对锚杆的锚固力和轴向力之上的测量，可以利用锚杆拉力计、托盘式压力盒等方式。这些多元化的测量方式，有效的为设计提供了重要依据。在锚杆支护当中，锚固的作用有两种效应：
第一种是轴向效应。它的主要作用是径向的作用于围岩，在最大限度之上保障三向压应力状态，从而确保进行开挖之后能够形成新的较为稳定的状态。
第二种是横向效应，主要是阻止剪切破坏。当岩体发生错动之时，或者受到的剪应力太大，就会相应的造成剪切破坏。
而锚杆支护的横向效应主要就是为了提高横向之上的抗剪切强度。通过锚杆支护的应用，有效的推动了煤矿企业的快速稳定发展，保障了煤矿巷道的安全性和稳定性，提高了工作效率。
4 结语
综上所述，随着煤矿行业的发展对于锚杆支护的运用越来越多，其不仅能够有效的解决了在复杂地质之下进行煤矿开采的难题，而且有效的实现了安全快速掘进的目的。
这就要求在之后的运用当中不断的提高锚杆支护的设计科学性、优化施工等，不断的提高锚杆支护的有效性和先进性。
参考文献：
[1]戴俊，郭相参.煤矿巷道锚杆支护的参数优化[J].岩土力学，2009，S1：140-143.
[2]康红普，王金华，林健.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J]. 煤炭学报，2010，11：1809-1814.
[3]张志野.三家子煤矿巷道锚杆支护应力、位移数值模拟分析[D].辽宁工程技术大学，2012.
[4]康红普.煤矿巷道锚杆支护技术现状与发展趋势[A].中国水利水电地基与基础工程专业委员会、中国岩石力学与工程学会锚固与注浆分会.地基基础工程与锚固注浆技术：2009年地基基础工程与锚固注浆技术研讨会论文集[C].中国水利水电地基与基础工程专业委员会、中国岩石力学与工程学会锚固与注浆分会，2009：8.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/3/view-5352666.htm
