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【摘要】随着我国社会经济水平的不断发展，很大程度上推动了城镇化建设的步伐，同时也扩大了煤炭供给的需求，使煤炭开采工作面临较大的挑战。另一方面，为了保证煤矿生产的安全性，则需要注重矿建工程中巷道掘进这一重要环节。而在矿建工程巷道掘进作业中，锚杆支护技术应用最为广泛，除了能有效改善岩石的受力状态之外，还能大幅度提高支护的作用力，进而保证巷道作业过程的安全性和有效性。因此，不断加强矿建工程巷道掘进锚杆支护技术的应用很有必要。本文就巷道作业中锚杆支护技术进行探究和分析，以期借鉴。
【关键词】矿建工程；巷道掘进；锚杆支护技术
近年来，随着矿建工程的不断增加，煤炭资源的开采工作力度逐渐增大[1]。而在煤矿开采工作中，通常建立地下巷道的开采方式以及使用巷道掘进的工艺技术。其主要包括巷道的支护和煤炭的装运等方面，因而要求煤炭开采工作既要保证巷道掘进的顺利，同时还要确保围岩的稳定和巷道的通畅。因此，为了保障开采工作以及开采人员的安全性，强化巷道支护技术的应用，对于矿建工程发展具有较为深远的意义。
1.巷道掘进锚杆支护技术的作用机制原理
在巷道作业中，锚杆即是一种杆状型的锚栓系统，被置于巷道围岩体内，并在巷道掘进之后，为了使围岩周围环境更加稳定，则需要将锚杆眼从围岩中穿过。然后在钻好的锚杆孔中设置锚杆，进而起到稳定整个巷道的作用。具体通过以下几个方面理解锚杆支护的作用原理：①组合梁作用。大多数情况下，将组合梁视作平顶巷道层状顶板，巷道两侧为支点，且在荷载的作用下，容易在每一层板梁上出现弯曲现象，同时也会导致下缘及上缘的工作状态出现持续受压或受拉。针对这一情况，若利用锚杆压紧板梁，则能显著提高板梁的抗弯强度。②悬吊作用。这个原理主要是指在岩体上，结合锚杆悬吊快要掉落的围岩及软弱岩层，在这个条件下，锚杆可以承载弱岩及围岩的重量，从而促使巷道的稳定。③挤压加固拱作用。将锚杆置于巷道的周围，连接巷道拱部节理发育的岩体，可以形成拱形压缩袋，进而有效承载支架上的荷载。同时，在这个作用力下，能够支撑顶板压力的重量。另外，合理应用锚杆技术，还能起到减跨作用，并且很大程度上减轻力拱的高度和跨度。④加固围岩补强作用。一般情况下，围岩上的岩石上存在三个方向的作用力，巷道周边耳朵岩石上存在两个方向的作用力，则在很大一方面不能保证巷道周围岩石的稳定性。因此，针对这一现象，合理安装锚杆，可以将三个方向的作用力都作用在围岩部分，进而提高其稳定性。同时，还能有效加大岩层弱面的抗剪强度，更有力地增加围岩周边的稳定。
2.巷道掘进锚杆支护技术探究
在实际矿建工程巷道掘进作业中锚杆支护技术可以分为两种，即巷内支护和巷旁支护[2]。其中巷内支护又可分为基本支护及加强支护。具体内容如下。
2.1巷内支护
2.1.1基本支护
基本支护主要通过以下几个方面来体现：①支护形式。在巷道掘进过程中，巷道内基本支护通常使用高预应力、强力锚杆以及锚索支护系统等方面[3]。所以，加强锚索和强力锚杆的高预应力，并在围岩周边进行扩散，可以有效控制围岩中的新裂纹和结构面的离层滑动，进而在巷道掘进期间保证围岩周围的稳定性和完整性。②支护材料。针对巷道内的围岩容易被破坏的特性，在进行掘进作业时需要使用具有高延伸性以及高韧性的支护材料来辅助锚索和锚杆。比如锚杆的杆体使用BHR500的左旋无纵筋螺纹钢筋，则屈服的强度必须大于500MPa，拉断强度也要高于660MPa，并且冲击的吸收保持在30J，伸长率达到20%。另外，锚索材料要使用具有高强度预应力的钢绞线，并使拉断荷载达到600kN，伸长率达到8%。为了让锚杆预应力得到更有效的扩散，锚杆的组合构件通常需要使用钢带，以此保证巷道掘进作业的安全和稳定。③支护参数。采用数值模拟的方式来进行实际对比，然后总结矿建工程的实际经验，则能确定锚索和锚杆支护的具体参数数值。比如锚杆直径为22cm，长度为2.5cm，则可以使用树脂来加长锚固。其次设定预紧力距为500N·m，以及采用金属网护顶和钢带加固。同时，锚杆的间、排距则根据顶板锚杆间、排距的设定值进行调整。除此之外，当顶板锚索的直径达到φ22mm，长度6.3cm时，则每排需要设置2根锚索，且设定间距为1.8m，排距设定为2m，预紧力设定为300kN。
2.1.2加强支护
为了加强巷道围岩周围的稳定性，保证巷道掘进作业的安全进行，则需要采取加强支护措施[4]。而在加强支护作业中，存在两种工作方式，即单体支柱配顶梁玉专门设计的加强支护液压支架。具体通过以下几个方面进行加强措施如下：①单体支柱配顶梁。在巷道掘进实际工作中，巷道除了工作面支撑压力的影响之外，还会受到煤帮缺失的影响，以致于巷道两侧的填充物达不到要求的强度。因此，针对这一问题，必须实施加强支护的措施，即进行高阻力加强支护的设置。该加强支护的设置，可以预防顶板的下沉，并有效控制顶板岩层离层，很大程度上可以保障顶板的完整性，以及为巷道掘进作业提供安全宽敞的施工空间，从而保证掘进作业顺利运行。②专门设定的加强支护液压的支架。在这一加强支护的设置中，主要是有顶梁、底座、立柱和四连杆等方面机构做成。所以，该支架前后由伸缩梁和推移千斤顶两者连接，进而有效实现其推拉的自由移走。
2.2巷旁支护
在巷道掘进锚杆支护技术中，巷旁支护也存在较多的形式，而应用最广地是充填式巷旁支护。该类支护方式在充填体变形性能以及充填体的强度性能方面具有较高的要求。一般来说，只有具有较好的变形性能和较高的强度，才能有效适应基本顶岩层旋转下沉引起的变形，并且保证巷道内足够的断面积。充填式巷旁支护主要采用泵送方式，具体内容为：根据充填式巷道支护的要求，需要使用良好泵送性能的填充材料，且充填体上方的顶板也需提前做好锚索和锚杆支护等两者之间的工作。同时，煤壁的位置需要沿着巷道长度5cm，且朝下3cm的工作范围进行巷道掘进以及锚杆支护工作。并在锚杆支护工作时，将左旋无纵筋螺纹钢锚杆的直径和长度进行相应的设置，一般将间排距设定为1000mm×900mm。然后在每排位置布置4根锚杆，均采用金属网及钢带进行护顶。
3.结语
在矿建工程建设中，巷道掘进锚杆支护技术且被广泛地应用，且具有稳定性高、支护强度高、灵活多变以及机械化作业高等多种特点。但当前矿建工程的掘进作业的顺利运行受到外界和内在等方面的因素影响，包括围岩应力场复杂多变、地质条件、技术和设备的限制等方面，进而對巷道掘进速度及安全性产生较多的不利因素。因此，大力创新锚杆支护技术，合理应用和安装锚杆技术，并且将其优势充分发挥，不仅可以加深锚杆支护技术的应用，还能提高锚杆支护技术的应用效果。从而有效实现巷道掘进作业的稳定性，保证掘进作业安全顺利的实施。
参考文献：
[1]马超.解析煤矿深部掘进锚杆支护技术应用[J].科技资讯，2014（15）：104-105.
[2]陈德良.矿建工程巷道掘进锚杆支护技术分析[J].技术与市场，2014，21（04）：103-105.
[3]郝青山.煤矿矿建工程巷道锚杆支护技术关键因素分析[J].内蒙古煤炭经济，2013（06）：67-68.
[4]方德山.解析矿建工程巷道掘进锚杆支护技术[J].山东工业技术，2014（15）：75.
【关键词】矿建工程；巷道掘进；锚杆支护技术
近年来，随着矿建工程的不断增加，煤炭资源的开采工作力度逐渐增大[1]。而在煤矿开采工作中，通常建立地下巷道的开采方式以及使用巷道掘进的工艺技术。其主要包括巷道的支护和煤炭的装运等方面，因而要求煤炭开采工作既要保证巷道掘进的顺利，同时还要确保围岩的稳定和巷道的通畅。因此，为了保障开采工作以及开采人员的安全性，强化巷道支护技术的应用，对于矿建工程发展具有较为深远的意义。
1.巷道掘进锚杆支护技术的作用机制原理
在巷道作业中，锚杆即是一种杆状型的锚栓系统，被置于巷道围岩体内，并在巷道掘进之后，为了使围岩周围环境更加稳定，则需要将锚杆眼从围岩中穿过。然后在钻好的锚杆孔中设置锚杆，进而起到稳定整个巷道的作用。具体通过以下几个方面理解锚杆支护的作用原理：①组合梁作用。大多数情况下，将组合梁视作平顶巷道层状顶板，巷道两侧为支点，且在荷载的作用下，容易在每一层板梁上出现弯曲现象，同时也会导致下缘及上缘的工作状态出现持续受压或受拉。针对这一情况，若利用锚杆压紧板梁，则能显著提高板梁的抗弯强度。②悬吊作用。这个原理主要是指在岩体上，结合锚杆悬吊快要掉落的围岩及软弱岩层，在这个条件下，锚杆可以承载弱岩及围岩的重量，从而促使巷道的稳定。③挤压加固拱作用。将锚杆置于巷道的周围，连接巷道拱部节理发育的岩体，可以形成拱形压缩袋，进而有效承载支架上的荷载。同时，在这个作用力下，能够支撑顶板压力的重量。另外，合理应用锚杆技术，还能起到减跨作用，并且很大程度上减轻力拱的高度和跨度。④加固围岩补强作用。一般情况下，围岩上的岩石上存在三个方向的作用力，巷道周边耳朵岩石上存在两个方向的作用力，则在很大一方面不能保证巷道周围岩石的稳定性。因此，针对这一现象，合理安装锚杆，可以将三个方向的作用力都作用在围岩部分，进而提高其稳定性。同时，还能有效加大岩层弱面的抗剪强度，更有力地增加围岩周边的稳定。
2.巷道掘进锚杆支护技术探究
在实际矿建工程巷道掘进作业中锚杆支护技术可以分为两种，即巷内支护和巷旁支护[2]。其中巷内支护又可分为基本支护及加强支护。具体内容如下。
2.1巷内支护
2.1.1基本支护
基本支护主要通过以下几个方面来体现：①支护形式。在巷道掘进过程中，巷道内基本支护通常使用高预应力、强力锚杆以及锚索支护系统等方面[3]。所以，加强锚索和强力锚杆的高预应力，并在围岩周边进行扩散，可以有效控制围岩中的新裂纹和结构面的离层滑动，进而在巷道掘进期间保证围岩周围的稳定性和完整性。②支护材料。针对巷道内的围岩容易被破坏的特性，在进行掘进作业时需要使用具有高延伸性以及高韧性的支护材料来辅助锚索和锚杆。比如锚杆的杆体使用BHR500的左旋无纵筋螺纹钢筋，则屈服的强度必须大于500MPa，拉断强度也要高于660MPa，并且冲击的吸收保持在30J，伸长率达到20%。另外，锚索材料要使用具有高强度预应力的钢绞线，并使拉断荷载达到600kN，伸长率达到8%。为了让锚杆预应力得到更有效的扩散，锚杆的组合构件通常需要使用钢带，以此保证巷道掘进作业的安全和稳定。③支护参数。采用数值模拟的方式来进行实际对比，然后总结矿建工程的实际经验，则能确定锚索和锚杆支护的具体参数数值。比如锚杆直径为22cm，长度为2.5cm，则可以使用树脂来加长锚固。其次设定预紧力距为500N·m，以及采用金属网护顶和钢带加固。同时，锚杆的间、排距则根据顶板锚杆间、排距的设定值进行调整。除此之外，当顶板锚索的直径达到φ22mm，长度6.3cm时，则每排需要设置2根锚索，且设定间距为1.8m，排距设定为2m，预紧力设定为300kN。
2.1.2加强支护
为了加强巷道围岩周围的稳定性，保证巷道掘进作业的安全进行，则需要采取加强支护措施[4]。而在加强支护作业中，存在两种工作方式，即单体支柱配顶梁玉专门设计的加强支护液压支架。具体通过以下几个方面进行加强措施如下：①单体支柱配顶梁。在巷道掘进实际工作中，巷道除了工作面支撑压力的影响之外，还会受到煤帮缺失的影响，以致于巷道两侧的填充物达不到要求的强度。因此，针对这一问题，必须实施加强支护的措施，即进行高阻力加强支护的设置。该加强支护的设置，可以预防顶板的下沉，并有效控制顶板岩层离层，很大程度上可以保障顶板的完整性，以及为巷道掘进作业提供安全宽敞的施工空间，从而保证掘进作业顺利运行。②专门设定的加强支护液压的支架。在这一加强支护的设置中，主要是有顶梁、底座、立柱和四连杆等方面机构做成。所以，该支架前后由伸缩梁和推移千斤顶两者连接，进而有效实现其推拉的自由移走。
2.2巷旁支护
在巷道掘进锚杆支护技术中，巷旁支护也存在较多的形式，而应用最广地是充填式巷旁支护。该类支护方式在充填体变形性能以及充填体的强度性能方面具有较高的要求。一般来说，只有具有较好的变形性能和较高的强度，才能有效适应基本顶岩层旋转下沉引起的变形，并且保证巷道内足够的断面积。充填式巷旁支护主要采用泵送方式，具体内容为：根据充填式巷道支护的要求，需要使用良好泵送性能的填充材料，且充填体上方的顶板也需提前做好锚索和锚杆支护等两者之间的工作。同时，煤壁的位置需要沿着巷道长度5cm，且朝下3cm的工作范围进行巷道掘进以及锚杆支护工作。并在锚杆支护工作时，将左旋无纵筋螺纹钢锚杆的直径和长度进行相应的设置，一般将间排距设定为1000mm×900mm。然后在每排位置布置4根锚杆，均采用金属网及钢带进行护顶。
3.结语
在矿建工程建设中，巷道掘进锚杆支护技术且被广泛地应用，且具有稳定性高、支护强度高、灵活多变以及机械化作业高等多种特点。但当前矿建工程的掘进作业的顺利运行受到外界和内在等方面的因素影响，包括围岩应力场复杂多变、地质条件、技术和设备的限制等方面，进而對巷道掘进速度及安全性产生较多的不利因素。因此，大力创新锚杆支护技术，合理应用和安装锚杆技术，并且将其优势充分发挥，不仅可以加深锚杆支护技术的应用，还能提高锚杆支护技术的应用效果。从而有效实现巷道掘进作业的稳定性，保证掘进作业安全顺利的实施。
参考文献：
[1]马超.解析煤矿深部掘进锚杆支护技术应用[J].科技资讯，2014（15）：104-105.
[2]陈德良.矿建工程巷道掘进锚杆支护技术分析[J].技术与市场，2014，21（04）：103-105.
[3]郝青山.煤矿矿建工程巷道锚杆支护技术关键因素分析[J].内蒙古煤炭经济，2013（06）：67-68.
[4]方德山.解析矿建工程巷道掘进锚杆支护技术[J].山东工业技术，2014（15）：75.