煤矿掘进巷道锚杆支护的应用探讨

黄彬刚 杨帅

摘要：锚杆支护是煤矿掘进巷道支护的常用手段，其能在发挥加固、悬吊和组合梁作用的基础上，提升巷道的稳定性和安全性。本文在阐述掘进巷道锚杆支护原理及作用的基础上，就煤矿掘进巷道锚杆支护技术要点和应用情况展开分析，期望能进一步提升锚杆支护技术应用水平，保证煤矿掘进巷道安全稳定，为采矿生产创造良好的作业环境。

关键词：煤矿；掘进巷道；锚杆支护

煤矿生产作业环境复杂，对于矿工的生命安全具有较大威胁。在煤矿巷道掘进过程中，岩体结构的破坏会使得矿井巷道受力状态发生较大变化，容易引起坍塌等多种风险，基于此在巷道掘进施工阶段，需注重掘进巷道的有效支护，锚杆支护是掘进巷道支护的常用方式，其能改善围岩周围的稳定情况，为煤矿生产创造安全稳定的空间环境。

1掘进巷道锚杆支护原理及作用

1.1支护原理

煤矿巷道掘进施工中，锚杆支护方式凭借着自身安全、高效的优势特征得到了广泛应用。从支护过程来看，锚杆支护在巷道支护中发挥着加固、悬吊和组合梁的作用。巷道掘进施工中，支撑锚杆多是按照一定的距离进行排列的，这样在顶紧力的作用下，每根锚杆周围的岩石会形成一定的压缩带，这实现了巷道的有效加固，避免了巷道围岩松动问题的发生。悬吊作用是锚杆支护的基础作用，在锚杆作用下，巷道内出现裂痕与碎裂的岩石会被吊起，这在强化巷道结构的基础上，阻止了岩层断裂问题的进一步发展，有效地保证了巷道的坚固性和稳定性。此外，在一些围岩结构较为复杂的煤矿，组合梁锚杆支撑体系的应用较多，该支撑体系下，多层岩石经过锚杆形成了石板梁，其在防止岩层移动、提升顶板抗压力的基础上，保证了巷道的承载能力，确保了巷道结构的稳定性^[1]。

1.2支护作用

锚杆支护对于巷道掘进施工的稳定性安全性具有积极作用。一方面，煤矿巷道掘进施工本身的环境较为复杂，这严重的影响了巷道掘进和采矿生产的效率；采用锚杆支护方式，能有效地解决这些问题，满足巷道掘进生产需要。另一方面，巷道破损、坍塌等问题对施工人员的人身安全具有较大威胁，实施锚杆支护后，能通过加固、悬吊和组合梁作用，创造安全的作业环境，保护作业人员的人身安全。此外锚杆支护本身具有支护施工方便、用料简单、支护效果好的特点，其有效满足了矿井巷道掘进施工需要，有助于采矿行业健康发展。

2煤矿掘进巷道锚杆支护技术要点

2.1地质勘查及锚杆支护设计

规范开展掘进巷道地质勘查，做好锚杆支护设计，能为后期巷道锚杆支护施工工作开展奠定良好基础。在巷道地质测量中，钻孔触深测量法的应用较为常见，在实际测量中，应注重电子钻孔窥探仪设备参数控制，同时合理设计勘测方法，以此来了解煤矿围岩详细赋存分布情况，并精准掌握矿井巷道围岩相应的强度。锚杆支撑体系设计中，工程类比法、理论计算法、数值模拟法是较为常用的三种设计方式。在具体设计中，要求在考虑围岩物理性质、结构特征、地应力等因素的基础上，评价围岩稳定性，然后合理选择锚杆材料，确定锚杆长度和间排距，形成完整的锚杆支撑体系；为后期锚杆支护施工技术应用提供有效指导。

2.2支护方法选择

煤矿掘进巷道地质条件不同时，锚杆支护技术的应用形式也存在一定差异，对此应在考虑围岩结构形式、稳定性情况的基础上，注重锚杆支护形式的有效选择，并且在考虑锚杆预应力、锚固方式的基础上，严格控制不同形式下锚杆直径、长度、间排距等参数（见表1），提升锚杆支护的稳定性。

表1 锚杆支护形式及参数

稳定性	支护形式	主要支护参数
非常稳定	整体砂岩、石灰岩不支护	不支护
	其他围岩单体锚杆	端锚：杆体直径＞16mm；杆体长度1.6~1.8m；间排距0.8~1.2m；设计锚固力＞64~80KN
稳定	顶板较完整单体锚杆
不稳定	锚杆+W钢带+网，或增加锚索桁架+网	全长锚固：锚杆直径18~22mm；杆长18.~2.4m；间排距0.6~1.0m
极不稳定	顶板较破碎锚杆+网+可缩支架；底鼓严重锚杆+环形可缩支架	全长锚固：杆体直径18~24mm；锚杆长度2.0~2.6m；间排距0.6~1.0m。

新时期，采用锚杆支护技术进行掘进巷道支护时，人们还会联合使用注浆工艺，以此来提升围岩结构的强度和整体性，保证锚杆支护的稳定性、安全性。研究表明，在锚杆支护的同时配合使用注浆工艺，巷道岩体的强度会增加50%~70%；而岩石静弹性模量会增加22%~375%，此外其在一定程度上能减少巷道支架的载荷，经注浆加固后，巷道支架的载荷会降低2/3~4/5。基于此，配合锚杆支护进行注浆时，应注重注浆工艺的系统选择；现阶段，充填注浆、渗透注浆、劈裂注浆等都是较为常用的注浆方式，应结合巷道实际情况选择相对应的注浆方式，并且在锚杆注浆过程中，需严格控制注浆孔深度、注浆孔间排距、注浆压力、注浆量、浆液作用半径的控制，提升巷道支撑的整体效果。

2.3支护效果及矿压监测

要进一步提升煤矿巷道锚杆支护效果，在项目施工中，要求做好支护施工质量的检查，同时持续性、动态化的进行巷道矿压的监测。拉拔计、声波检测仪等是锚杆支护效果、矿压监测的常用设备，要求在这些设备下，进行锚杆位移、锚杆变形、矿压参数、围岩结构变形等要素的系统监测，以此来提升巷道锚杆支护效果，为矿井生产奠定良好基础。

3锚杆支护技术在煤矿巷道掘进施工中的应用

3.1项目概况

某矿井生产中，掘进巷道的承载能力较弱，这使得采矿作业过程危险性较高。对此采矿企业采用锚杆支护技术进行掘进巷道的支护处理。实际支护中，采用加强钢螺纹钢锚杆、w钢带、锚索组合支护体系，严格控制锚杆的直径、长度、间排距，同时搭配使用充填注浆工艺，有效地提升了锚杆支护体系的支撑能力，本支撑体系的锚固力超过70KN，有效地保证了巷道的稳定性、安全性，满足了实际生产需要。

3.2锚杆支护技术应用

本项目施工中，为提升锚杆支护技术应用水平，保证巷道掘进施工的稳定性，在锚杆支护技术应用中，施工人员首先制定系统完善的锚杆支护技术标准，然后按照全长锚固的方式进行锚杆支护施工，在加强钢螺纹钢锚杆、w钢带、锚索应用中，重点控制加强钢螺纹钢锚杆参数，如要求锚杆直径保持在18~22mm；杆长控制在18.~2.4m；同时按照0.6~1.0m的间排距进行锚杆布置；为锚杆支护技术规范应用提供了有效指导。其次本项目锚杆支护的同时，采用充填注浆的方式对破裂的围岩进行修复，针对破裂较为严重，锚杆支撑荷载较大的区域，设置混凝土支架，起到良好的支撑效果。

4结语

锚杆支护对于煤矿掘进巷道的稳定与安全具有深刻影响，新时期，人们只有充分认识到煤矿巷道掘进支护的必要性，了解锚杆支护在煤矿巷道加固、悬吊和组合梁中的作用，然后结合巷道围岩结构特征和稳定性情况，系统选择锚杆支护形式，控制锚杆支护参数，这样才能提升锚杆支护的实际效果，保证煤矿巷道的稳定性、安全性，促进采矿产业的持续、稳定发展。

参考文献

[1]公绪进.煤矿掘进巷道锚杆支护的应用[J].技术与市场,2021,28(4):120-121.