锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中应用

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1、锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中应用　　【摘要】随着煤矿开挖深度的不断增加，巷道支护面临着重大问题，本文从锚杆锚索支护的作用原理、当前煤矿巷道支护现状与存在的问题，以及锚杆与锚索联合支护的分析这三个方面对锚杆锚索在煤矿巷道支护中的应用进行阐述。【关键词】锚杆；煤矿；巷道；支护中图分类号：U455文献标识码：A一、前言随着经济的发展，煤作为主要的能源面临的需求也越来越大，煤矿作为生产煤炭的主体行业也面临着向深部开发的问题，随着开挖深部的增加，巷道的支护面临诸多困难，为了提高支护强度，提高安全性，我们需要对锚杆支护在煤矿内部的应用进

2、行分析。二、锚杆锚索支护的作用原理7锚杆锚索是直接作用在巷道围岩的岩石内部，不同于以往的木支护以及工字钢支护，用通俗的语言来说，就是从过去的在围岩外部的被动支护变为围岩内部的主动支护，这样可以减少巷道变形，提高支护的承载力。由于巷道围岩的地质条件不同，锚杆锚索支护的形式也有相应的变化，使得作用机理也各不相同。现如今主流的的锚杆支护原理主要有以下几种：悬吊理论、组合梁(拱)理论、锚杆桁架支护理论等。悬吊理论适用于老顶较为稳定的岩层中，将锚杆与老顶通过树脂胶进行相连接，从而将直接顶悬吊起来对巷道进行支护；组合梁(拱)理论主要是通

3、过将各个锚杆应力作用区相连接进而形成稳定的拱，提高巷道的支护强度。在利用锚杆锚索支护时，由于锚杆锚索支护的作用强度以及刚度均大于围岩的变形值，同时在支护时改变围岩的应力状态，同时通过加强对裂隙以及破碎岩石的挤压，增加锚杆的抗剪强度，从而增大围岩自身的承载能力。例如进行平巷掘进，在平巷掘进之后，由于直接顶缺乏支撑，将会发生沉降变形，此时可以通过锚杆锚索以及托盘将直接顶悬吊起来，将直接顶的变形值转化为锚杆对老顶的拉力，提高直接顶的稳定性，使得岩层可以形成稳定的结构。锚杆锚索的支护作用效果比较的复杂，不能简简单单的用一个理论进行解

4、释，尤其是在锚杆锚索对围岩岩石的加固作用效果上，其主要表现为以下几个方面：锚杆锚索通过树脂胶等胶体与岩层进行稳定的连接，提高了岩层的抗拉强度，将岩层变为一个整体。通过锚杆锚索与稳定岩层相连，可以将不稳定岩层悬吊起来，增加对不稳定的支护作用效果。7由于锚杆锚索可以起到一定的抗剪作用，可以减少岩层离层的发生，增加岩层之间的摩擦力，使得岩层形成组合梁，提高了岩层的稳定性。锚杆锚索作用在岩层中，可以改变岩层的受力状态，提高围岩岩层自身的承载能力，促进围岩岩石与锚杆锚索共同作用。三、当前煤矿巷道支护现状与存在的问题1.锚杆支护技术发展

5、状况就目前看来,我国的不少煤矿开采的深度已达到1000余米之上,不仅仅开采深度大,而且地质构造及其复杂,存在矿井灾害发生的可能性,给煤矿的开采带来了很大的困难。但在不断地技术改革和大量的资金投入,新型的技术和材料被应用到巷道支护中,为煤矿巷道支护技术提供了很大的保障。目前,就应用范围而言,锚杆支护技术已经由稳定的岩层、静压巷道、全岩巷道发展到了松软破碎岩层、动压巷道、采区煤巷；就锚杆的种类而言,也有了很大的改善,从木锚杆发展到了多种多样的金属锚杆，例如高强预应力螺纹钢锚杆；就支护形式而言,锚杆支护的形式由单一的锚杆支护发展到

6、现在的锚网带及锚索等多种方式联合支护。这都大大推动了锚杆支护技术的发展,使得锚杆支护达到了97.15%的应用率。2.锚杆支护存在的问题虽然煤矿公司在巷道支护方面投入了很大的支持,但巷道支护技术仍存在很大的问题。其主要表现可概括为以下几点:7(1)随着矿井深度的不断增加和地质构造复杂性的增加,使得巷道的压力也越来越大。复杂的地质条件极可能留下煤柱、采区煤柱、断层构造带煤柱造成应力集中,就会增加煤矿巷道的支护难度,由于开采的进行锚杆从托盘拉断或者跟随煤体移动,也都会造成巷道的支护困难。(2)当前的深部巷道围岩破坏机理仍然存在很大

7、的问题,需要更多的理论研究来支持和完善相应的控制工作。(3)当前仍然采用工程比拟法来对巷道的各个参数进行指导,没有形成一个科学严谨的计算机动态辅助系统和巷道支护合理性评价系统来支撑锚杆支护工作,也就无法保证巷道的最佳效果和煤矿的安全经济效益。(4)软岩破碎带等地点锚网喷二次支护理论无法在深部动压影响区、构造压力带、软岩破碎带等特殊条件下使用,仍需进一步研究。(5)当前使用的支护材料普遍采用螺距较大、锁紧力低的全螺纹锚杆,并且经受到大震动(如:放炮)后易出现松动的情况,还有其他一些材料和器械都不适应煤矿深部的巷道条件,无法满足

8、所需的支护条件。四、锚杆与锚索联合支护的分析1.锚杆与锚索联合支护。一些综放工作面其顶扳抗压强度较低，受压后易冒落，所以用—般悬吊理论(将顶板悬吊于直接顶)所设计的锚杆往往较长(2．5m7以上)而失去实际意义。由于锚杆支护的作用长度的限制，如果需要的锚杆长度较长时，应当采用锚索支护以弥补锚