关于煤巷快速掘进中锚杆支护的研究与实践

摘要：近年来，淮北矿业(集团)有限责任公司及其下属各矿针对以前在井下煤层巷道支护方面存在的问题进行了认真分析和归纳，并且与有关单位共同开展了科技攻关，积极应用当前已有的矿井支护新技术，取得了一批具有国内领先水平的煤巷锚网支护研究成果，在此基础上提出解决方案并进行了实施，有效地保障了矿井生产的安全，取得了良好的效果。

关键词：锚杆支护快速掘进 锚索联合支护

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。然而，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。

1淮北矿区煤巷锚网支护研究与实践

随着综合机械化放顶煤技术的试验成功并广泛应用以及中厚煤层大功率高效综合机械化采煤设备的引进，淮北矿区综合机械化采煤工作面单产和矿井生产集中化程度大幅度提高，原有的工字钢梯形棚明显不适应巷道支护的需要。煤矿通过与科研院所及大专院校合作，在淮北煤矿进行煤巷锚网支护技术试验并取得成功，随后在矿区进行大面积推广，形成了不同围岩条件下较为完善的锚杆支护理论及设计方法，研究开发出适应矿区实际的锚杆支护施工机具和支护材料，锚网支护己彻底取代工字钢棚成为煤层巷道的主要支护方式。

其优越性主要表现为：锚网支护是主动支护，能及时加固围岩并利用围岩自身强度减少围岩变形，改善了巷道的支护状况，提高了煤层巷道支护的可靠性减少了工字钢金属棚支设和回撤的工作量，减轻了辅助运输的压力和职工的劳动强度；简化了综合机械化放顶煤(综合机械化采煤)工作面端头支护形式，保证了工作面出口畅通，为工作面快速推进创造了条件。

2锚杆支护系统的缺点

锚杆支护设计方法不科学。虽然已制定煤巷锚杆支护规范，但设计时绝大多数采用工程类比法，支护形式和参数确定不尽合理，有可能支护强度太高，支护成本大，浪费了材料；在松软、软弱等特殊地质条件下支护强度也可能不足，出现片帮、冒顶等安全事故。锚杆的支护材料质量不能完全达到要求。

施工人员对锚杆支护理论的系统认识不够，对锚杆的安装操作质量管理不到位，施工达不到设计要求。锚杆支护中预应力普遍偏低等。

3煤巷锚网支护快速施工

淮北矿业(集团)岱河矿业积极探索煤巷锚网支护及快速掘进的新工艺，提高了工作效率，确保了生产的接续。每班施工前，须由班长、组长和司机依据顶板状况共同决定技术措施，一次循环割出1～2排，顶板破碎段严格按照一排一支护制度。司机截割完毕后首先进行敲帮问顶，及时找掉项和活渣、活煤，排除迎头安全隐患。

打眼前，须在截割臂两侧搭好牢固的工作台，并将钻具准备好，打眼人员要站在永久支护下，由于迎头2～4排帮锚未打，操作人员严禁靠煤壁站立每循环截割2排，铺顶网及上钢带时先铺设好第一排，人员站在永久支护下，并迅速将前探支护前移，把网和钢带托起；铺第二排网及钢带时，人员须站在临时支护下，迅速前移前探梁，并将临时支护设好；工作中须观察顶帮状况，发现危险立即将人员撤出。由于帮部最下面一棵锚杆拖后迎头施工，施工胶带侧锚杆时，胶带机严禁开机；只有迎头施工人员与机头司机联系好后方可开机。当煤壁松软易片帮时，每一循环两帮锚杆必须紧跟迎头打全；由于两帮上部两棵锚杆拖后迎头2～4排施工，施工帮锚杆时，人员正好站在机身上，施工前须将电缆、高压软管顺好，防止互相缠绕。每个循环顶帮锚杆施工完毕，将钻具、高压软管收拾好，人员全部撤至机身后方可进行下一循环截割。加强锚杆质量检测，做好验收记录。矿压组须加强矿压观测，及时总结数据，并通知施工单位。

4联合支护的几种形式

锚杆与锚素联合支护是煤巷巷道掘进过程中的一种主要支护形式，可以与钢带、金属网、工字钢梁联合使用。最常用的是锚杆与锚索、网的联合支护形式。锚杆与锚索、钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小，顶板平整时常用锚杆加固伪顶，锚杆与锚索加固直接顶；锚杆与钢梁则能承受较大载荷。锚杆桁架是利用拉杆所产生挤压力减少或消除下位岩层的拉应力。形成一种以顶板岩层受压，拉杆受拉，类似桁架的承载结构，但两帮围岩体强度要高，若顶板完整性好，分层厚度又大，应该使用锚杆与锚索联合支护，利用锚索钢绞线较长的特点，在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道支护的稳定性。

5复杂条件下煤巷锚网带架棚联合支护

淮北矿业(集团)岱河煤矿在近距离及采空区下的破碎复合顶板煤巷中采用锚网带与架棚联合支护技术，是淮北矿区煤巷道支护的重大技术改革。与传统支护形式相比取得了较好的技术经济效益，为复杂条件下煤巷实现锚、网、梁支护提供了可靠的依据，可在相似的条件下推广应用。

实践证明，采用树脂锚固剂加长锚固的螺纹钢等强锚杆，其初锚力和预紧力都较大，镀锌钢丝网网孔小、刚度大，与工字钢梁组合后使被锚固的岩层形成一个整体承载结构，从而改变了下部岩层的受力状况，提高了岩层的自承和承载能力，使之能经受住回采动压的剧烈影响，保障了巷道的安全。在近距离、采空区下、破碎复合顶板的煤巷中采用锚、网、梁支护后，底板破坏减少，项板对底板的压力由棚腿点传递变为两帮煤体面传递，顶底板比压减小了，由此有效地避免了掘进工作面底板突水事故的发生。

为此，淮北矿业(集团)岱河煤矿进行了综合机械化开采顺槽支护形式的改革，并且对改革以后钢带锚网巷道支护的矿压显现规律、综合经济效益开展了研究，支护效果良好，经济效益显著。

6结束语

通过分析比较支护效果，以及具体施工实践表明，采用锚杆与锚索联合支护技术，可以加快施工进度，并可以有效的控制巷道顶板围岩的下沉，避免巷道的重复翻修，围岩基本趋于稳定，减少巷道围岩变形，提高了巷道支护的可靠性。完全满足巷道使用要求，达到预期的支护效果和目的。