煤巷锚杆支护快速掘进技术浅析

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1、煤巷锚杆支护快速掘进技术浅析【摘要】在煤矿巷道掘进工作中，快速支护施工工艺已成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式，由于对巷道围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，因而成为煤矿企业矿井巷道的一种主要支护形式。【关键词】煤巷锚杆支护煤巷锚杆支护快速掘进技术浅析【摘要】在煤矿巷道掘进工作中，快速支护施工工艺已成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式，由于对巷道围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，因而成为煤矿企业矿井巷道的一种主要支护形式。【关键词】煤巷

2、锚杆支护技术我国煤巷支护经历了木支护、工字钢架棚支护、u形钢拱形可缩性支护和锚杆支护技术的发展过程。与棚式支架支护相比，锚杆支护显著提高了巷道支护效果，提高了支护速度，减轻了工人劳动强度。目前，煤巷锚杆支护技术已在国内外得到普遍应用，是煤矿实现高产高效生产必不可缺少的配套技术。一、煤巷锚杆支护快速掘进技术推广的意义煤巷掘进效率低、机械不能充分发挥作用，在很大程度上与配套能力低、配套不完善有关。巷道掘进系统中的主要配套环节多、包括支护、转载、运输、供电、供水、通风、降尘等，要提高煤巷掘进效率、充分发挥机械化作用，必须提高设备综合配套能力，使之进

3、一步完善。特别是支护和运输工作量大，占用时间多，必须解决好这两个关键环节，才能充分发挥掘进设备的潜力。在缩短支护时间方面，根据地质条件，尽量采用锚杆支护，提高巷道支护效果，减轻工人劳动强度，加快成巷掘进速度。二、煤巷锚杆支护的相关理论及原则目前锚杆支护理论有悬吊理论、组合梁理论和加固拱理论等。悬吊理论是最早的锚杆支护理论，特别是在顶板上部有稳定岩层，而其下部存在松散、破碎岩层的条件下，这种支护理论应用比较广泛。其主要缺陷是仅考虑了锚杆的抗拉作用，没有涉及其抗剪能力及对破碎岩层整体强度的提高。组合梁理论充分考虑了锚杆对岩层离层与滑动的约束作用，

4、适用于层状岩层。该理论认为，锚杆提供的轴向力将对岩层离层产生约束，并且增大了各岩层间的摩擦力，与锚杆杆体提供的抗剪力一同阻止岩层间产生相对滑动。加固拱理论认为，即使在软弱、松散、破碎的岩层中安装锚杆，也可以形成一个承载结构。只要锚杆间距足够小，就能在岩体中产生一个均匀压缩带，它可以承受破坏区上部破碎岩石的载荷。煤巷锚杆支护工艺要遵循四个原则：一是提高单根锚杆与单根锚索的强度，在保证支护强度不低于原有支护强度和巷道安全的前提下，减小锚杆密度，降低单位面积上锚杆数量，从支护设计上提高成巷速度；二是提高锚固系统的整体刚度，增加锚固区抵抗变形的能力。

5、充分发挥大扭矩锚杆及高预紧力锚索的支护作用；三是大幅度提高锚杆的预紧力，提高锚杆控制围岩的早期扩容与离层的能力，最大限度地保持锚固煤岩体的完整性和承载能力，避免围岩产生较大的变形，使其强度过早、过快地降低。设计锚杆预紧力应达到其屈服强度的30％～40％；四是提高组合构件的强度与刚度。由于锚杆密度降低，锚杆间的距离增大。为了有效控制锚杆之问煤岩的变形、松散、破坏，需要增加钢带的强度与刚度。三、煤巷锚杆支护的影响因素影响煤巷锚杆支护的主要因素有两方面，一是锚杆的选择，一是断面选择。锚杆选择包括①锚杆种类的选择。锚杆种类的选择主要是锚杆的材质、直径

6、、延伸素、让压性能、预紧力的选择比较以及锚固剂的选择。②锚杆的让压性能。深部高应力巷道锚杆支护的成功与否与锚杆是否具有足够的高位让压性能具有很大的关系。③锚杆的预紧力。较高的锚杆预紧力可以提供锚杆相应的支护应力，阻碍围岩的变形。对于深部高应力巷道的锚杆支护，施工扭矩为400--600n·m，可以提供30~70kn的预紧力。④锚固剂的选择。由于目前高强锚杆的杆体直径大都在22mm左右，甚至达到25mm，使用传统的锚固剂进行搅拌，是比较困难的，应选用低黏度的锚固剂。初期高强让压锚杆的锚固剂应尽量选择两块，第一块应选择快速或超快速锚固剂，保证锚杆的

7、初期安装应力的迅速试验，第二块应选用中速或慢速锚固剂，保证锚杆的长时锚固力。对于深部高应力巷道的锚杆支护，在进行断面选择时，必须考虑巷道的服务年限和顶底板生进行慎重选择。对于服务年限较长的开拓、准备巷道，应尽量选用承压效果好的网弧拱断面。对于回采巷道，顶板完整性较好的巷道，可采用梯形断面；复合顶板或破碎顶板的巷道，应采用承压性效果较好的斜切圆拱形断面。斜切圆弧拱高一般为巷道宽度的2/5—1/4，斜切圆拱形巷道上肩窝部高度达到煤层顶板，巷道下帮墙高根据设计要求进行设计，掘进过程中通过控制中部高度实现拱高控制。四、煤巷锚杆支护快速掘进的技术手段1

8、、发展掘锚新机具当前煤巷快速掘进的施工方法为：掘进机割煤--桥式胶带转载机和固定皮带机运煤--敲帮问顶--顶锚杆机打顶眼并安装、帮锚杆机打帮眼并安装，实现一次成巷、