錨桿(錨索)在煤礦巷道支護(hù)中應(yīng)用

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1、錨桿(錨索)在煤礦巷道支護(hù)中應(yīng)用　　【摘要】隨著煤礦開(kāi)挖深度的不斷增加，巷道支護(hù)面臨著重大問(wèn)題，本文從錨桿錨索支護(hù)的作用原理、當(dāng)前煤礦巷道支護(hù)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，以及錨桿與錨索聯(lián)合支護(hù)的分析這三個(gè)方面對(duì)錨桿錨索在煤礦巷道支護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。【關(guān)鍵詞】錨桿；煤礦；巷道；支護(hù)中圖分類(lèi)號(hào)：U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、前言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤作為主要的能源面臨的需求也越來(lái)越大，煤礦作為生產(chǎn)煤炭的主體行業(yè)也面臨著向深部開(kāi)發(fā)的問(wèn)題，隨著開(kāi)挖深部的增加，巷道的支護(hù)面臨諸多困難，為了提高支護(hù)強(qiáng)度，提高安全性，我們需要對(duì)錨桿支護(hù)在煤礦內(nèi)部的應(yīng)用進(jìn)

2、行分析。二、錨桿錨索支護(hù)的作用原理7錨桿錨索是直接作用在巷道圍巖的巖石內(nèi)部，不同于以往的木支護(hù)以及工字鋼支護(hù)，用通俗的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，就是從過(guò)去的在圍巖外部的被動(dòng)支護(hù)變?yōu)閲鷰r內(nèi)部的主動(dòng)支護(hù)，這樣可以減少巷道變形，提高支護(hù)的承載力。由于巷道圍巖的地質(zhì)條件不同，錨桿錨索支護(hù)的形式也有相應(yīng)的變化，使得作用機(jī)理也各不相同?，F(xiàn)如今主流的的錨桿支護(hù)原理主要有以下幾種：懸吊理論、組合梁(拱)理論、錨桿桁架支護(hù)理論等。懸吊理論適用于老頂較為穩(wěn)定的巖層中，將錨桿與老頂通過(guò)樹(shù)脂膠進(jìn)行相連接，從而將直接頂懸吊起來(lái)對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)；組合梁(拱)理論主要是通

3、過(guò)將各個(gè)錨桿應(yīng)力作用區(qū)相連接進(jìn)而形成穩(wěn)定的拱，提高巷道的支護(hù)強(qiáng)度。在利用錨桿錨索支護(hù)時(shí)，由于錨桿錨索支護(hù)的作用強(qiáng)度以及剛度均大于圍巖的變形值，同時(shí)在支護(hù)時(shí)改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)加強(qiáng)對(duì)裂隙以及破碎巖石的擠壓，增加錨桿的抗剪強(qiáng)度，從而增大圍巖自身的承載能力。例如進(jìn)行平巷掘進(jìn)，在平巷掘進(jìn)之后，由于直接頂缺乏支撐，將會(huì)發(fā)生沉降變形，此時(shí)可以通過(guò)錨桿錨索以及托盤(pán)將直接頂懸吊起來(lái)，將直接頂?shù)淖冃沃缔D(zhuǎn)化為錨桿對(duì)老頂?shù)睦?，提高直接頂?shù)姆€(wěn)定性，使得巖層可以形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。錨桿錨索的支護(hù)作用效果比較的復(fù)雜，不能簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的用一個(gè)理論進(jìn)行解

4、釋?zhuān)绕涫窃阱^桿錨索對(duì)圍巖巖石的加固作用效果上，其主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：錨桿錨索通過(guò)樹(shù)脂膠等膠體與巖層進(jìn)行穩(wěn)定的連接，提高了巖層的抗拉強(qiáng)度，將巖層變?yōu)橐粋€(gè)整體。通過(guò)錨桿錨索與穩(wěn)定巖層相連，可以將不穩(wěn)定巖層懸吊起來(lái)，增加對(duì)不穩(wěn)定的支護(hù)作用效果。7由于錨桿錨索可以起到一定的抗剪作用，可以減少巖層離層的發(fā)生，增加巖層之間的摩擦力，使得巖層形成組合梁，提高了巖層的穩(wěn)定性。錨桿錨索作用在巖層中，可以改變巖層的受力狀態(tài)，提高圍巖巖層自身的承載能力，促進(jìn)圍巖巖石與錨桿錨索共同作用。三、當(dāng)前煤礦巷道支護(hù)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題1.錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展

5、狀況就目前看來(lái),我國(guó)的不少煤礦開(kāi)采的深度已達(dá)到1000余米之上,不僅僅開(kāi)采深度大,而且地質(zhì)構(gòu)造及其復(fù)雜,存在礦井災(zāi)害發(fā)生的可能性,給煤礦的開(kāi)采帶來(lái)了很大的困難。但在不斷地技術(shù)改革和大量的資金投入,新型的技術(shù)和材料被應(yīng)用到巷道支護(hù)中,為煤礦巷道支護(hù)技術(shù)提供了很大的保障。目前,就應(yīng)用范圍而言,錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)由穩(wěn)定的巖層、靜壓巷道、全巖巷道發(fā)展到了松軟破碎巖層、動(dòng)壓巷道、采區(qū)煤巷；就錨桿的種類(lèi)而言,也有了很大的改善,從木錨桿發(fā)展到了多種多樣的金屬錨桿，例如高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力螺紋鋼錨桿；就支護(hù)形式而言,錨桿支護(hù)的形式由單一的錨桿支護(hù)發(fā)展到

6、現(xiàn)在的錨網(wǎng)帶及錨索等多種方式聯(lián)合支護(hù)。這都大大推動(dòng)了錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展,使得錨桿支護(hù)達(dá)到了97.15%的應(yīng)用率。2.錨桿支護(hù)存在的問(wèn)題雖然煤礦公司在巷道支護(hù)方面投入了很大的支持,但巷道支護(hù)技術(shù)仍存在很大的問(wèn)題。其主要表現(xiàn)可概括為以下幾點(diǎn):7(1)隨著礦井深度的不斷增加和地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜性的增加,使得巷道的壓力也越來(lái)越大。復(fù)雜的地質(zhì)條件極可能留下煤柱、采區(qū)煤柱、斷層構(gòu)造帶煤柱造成應(yīng)力集中,就會(huì)增加煤礦巷道的支護(hù)難度,由于開(kāi)采的進(jìn)行錨桿從托盤(pán)拉斷或者跟隨煤體移動(dòng),也都會(huì)造成巷道的支護(hù)困難。(2)當(dāng)前的深部巷道圍巖破壞機(jī)理仍然存在很大

7、的問(wèn)題,需要更多的理論研究來(lái)支持和完善相應(yīng)的控制工作。(3)當(dāng)前仍然采用工程比擬法來(lái)對(duì)巷道的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行指導(dǎo),沒(méi)有形成一個(gè)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)輔助系統(tǒng)和巷道支護(hù)合理性評(píng)價(jià)系統(tǒng)來(lái)支撐錨桿支護(hù)工作,也就無(wú)法保證巷道的最佳效果和煤礦的安全經(jīng)濟(jì)效益。(4)軟巖破碎帶等地點(diǎn)錨網(wǎng)噴二次支護(hù)理論無(wú)法在深部動(dòng)壓影響區(qū)、構(gòu)造壓力帶、軟巖破碎帶等特殊條件下使用,仍需進(jìn)一步研究。(5)當(dāng)前使用的支護(hù)材料普遍采用螺距較大、鎖緊力低的全螺紋錨桿,并且經(jīng)受到大震動(dòng)(如:放炮)后易出現(xiàn)松動(dòng)的情況,還有其他一些材料和器械都不適應(yīng)煤礦深部的巷道條件,無(wú)法滿(mǎn)足

8、所需的支護(hù)條件。四、錨桿與錨索聯(lián)合支護(hù)的分析1.錨桿與錨索聯(lián)合支護(hù)。一些綜放工作面其頂扳抗壓強(qiáng)度較低，受壓后易冒落，所以用—般懸吊理論(將頂板懸吊于直接頂)所設(shè)計(jì)的錨桿往往較長(zhǎng)(2．5m7以上)而失去實(shí)際意義。由于錨桿支護(hù)的作用長(zhǎng)度的限制，如果需要的錨桿長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用錨索支護(hù)以彌補(bǔ)錨