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煤矿巷道预应力锚索支护技术的应用研究

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：秦虎

[导读] 摘要：由于煤矿开采地理位置比较特殊，开采环境差，对煤矿安全生产提出了很高的要求，尤其煤矿巷道工作面的安全保障。

        山西介休山西汾西矿业集团公司 032000
        摘要：由于煤矿开采地理位置比较特殊，开采环境差，对煤矿安全生产提出了很高的要求，尤其煤矿巷道工作面的安全保障。巷道支护能确保煤矿开采工作顺利进行，保障工作人员的安全。巷道预应力锚索支护技术，是目前比较先进的一种支护技术，对提高巷道预应力、稳定巷道围岩具有重要作用。基于此，本文重点描述煤矿巷道预应力锚索支护技术，分析预应力锚索支护技术在煤矿巷道中的具体应用。
        关键词：煤矿巷道；预应力；锚索支护技术；应用
        引言
        预应力锚索支护技术是一种先进的煤矿巷道加固技术，在整个锚杆支护中发挥着重要作用。同时，充分利用锚杆支护技术，发挥其一定的支护特性，对保证煤矿巷道安全生产具有重要意义。预应力锚索支护技术的应用操作简单，可与多种支护方式相结合。特别是一些大断面硐室的支护和一些破损巷道的加固比其他加固方法更有效，能够锚固到稳定的岩层中，保持巷道围岩的稳定性，因此得到了广泛的应用。
        1预应力锚索的支护原理分析
        传统锚索支护主要以悬吊作用为主，借助锚索的锚固定上部岩层，悬吊下部岩层，从而实现稳定岩层的目的。所以对锚索长度和锚索承载力要求较高，能够有效稳定岩层，并有足够的密度和拉断载荷，可见对锚索的预应力基本没有要求，锚索支护得到广泛的应用。在实践中发现，锚索支护的作用不只是为了被动稳定岩层，而是为了主动稳定岩层，锚索和锚杆共同在围岩中形成预应力结合，这样可有效防止煤岩层发生一系列的扩容变形，比如新裂纹产生、裂隙张开、滑动、围岩离层等，确保围岩的稳定性和连续性。另外，共同使用锚索和锚杆时，锚索长度必须要大于锚杆长度，在共同使用过程中，锚索借助锚杆实现与深部围岩的连接，借助深部围岩的承载力，提高围岩的稳定性和预应力承载结构的稳定性。
        2预应力锚索支护技术的应用价值
        在煤矿巷道支护中，锚索支护最大的作用就是保证工作人员的人身安全，是实现煤矿安全生产目标的关键因素。所以预应力锚索支护技术的应用价值主要体现在三个方面：第一，预应力锚索支护技术可有效控制锚杆和非锚固岩层之间的变形，防止巷道四周破碎岩石发现形变，最大化保障巷道的稳定性，减少巷道破坏性发生。第二，锚杆和非锚固岩层之间的作用力，全部体现在锚杆上，这样能够有效减少巷道围岩所承受的作用力。第三，预应力锚索支护技术可有效支撑巷道中已经存在的破碎岩体，即使巷道内的岩体发生破碎，岩石的所有作用力都会转移，传递到锚杆和锚索上，借助巷道深处岩层的作用力，大大提高破碎岩体的稳定性。所以在煤矿巷道中的应用，可有效控制围岩的变形情况，实现加固围岩的目的。
        3煤矿巷道预应力锚索支护技术的有效应用
        3.1新型支护材料
        自小孔径树脂锚固预应力锚索支护技术开发以来，得到了广泛应用，尤其是在一些复杂困难巷道中的支护，具有较好的效果，特别是大断面巷道、受强烈采动影响的巷道、沿空喊道、煤顶巷道、松软破碎围岩巷道。小孔径树脂锚固的钻孔直径只有28mm，其特点包括安装工序简单，施工速度快，明显提高支护效率；树脂锚固固化速度快，可以在较短的时间内主动而快速承载预应力；钢绞线的性能和结构得到有效提升，特别是钢绞线的直径，增强锚索的破断荷载和延展性。
        3.2支护形式
        预应力锚索支护形式很多，主要包括以下几个方面:一、预应力锚索与锚杆之间的支护是煤矿巷道开采过程中应用最广泛的支护形式。它能充分发挥锚索和锚杆各自的优势，既能加固巷道围岩，又能作用于巷道顶板。在顶板下，锚索和锚杆可以并排布置，从而大面积地作用在煤顶和整个巷道上，达到很好的支护效果。第二，采用全锚索支护，即在整个煤矿巷道的顶部和底部以及两侧进行锚索加固，以充分发挥锚索的高预应力。全锚索支护的巷道一般为高地应力巷道和易受动压影响的巷道。

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        3.3支护参数
        我们还提到了支撑参数在整个锚索固定技术中的作用。预应力锚索的支护参数主要包括以下几个方面:直径、长度、密度和强度。锚索预应力参数的设计原则应符合锚索之间、锚杆与锚索之间形成的压力结构。同时要注意锚索的长度和直径。长度和直径越大，能承受的强度就越高，能发挥的利润就越高。另外，锚索的长度也要有严格的设计要求。在巷道施工过程中，需要确保锚索固定在岩层中，以保持巷道稳定。还需要注意的是，长度要与锚索的预应力相匹配，不能随意设计。设计锚索直径时，应与钻孔直径一致。只有相互一致，项目才能顺利进行，参数才能控制在合理的范围内。
        3.4锚索施工
        在应用前必须要对现场进行有效的勘查，做好施工前的准备工作，确保预应力锚索支护技术高质量、安全和顺利施工，在施工过程中必须要全面了解巷道的情况，使用先进的检测技术进行测量，根据测量结果合理地设计锚索和锚杆的长度和所产生的预应力结构，尤其是锚索的载荷、密度、长度和预应力，最后进行支护效果验证，并针对存在的问题进行分析和讨论，提出有效的解决措施。
        4提高煤矿巷道锚索支护技术的应用的有效对策
        4.1不断的改革并且完善锚索支护技术
        为了使煤矿巷道锚索支护技术更好地应用于煤炭资源的实际开采和利用，各煤矿企业必须不断改革和完善锚索支护技术。例如，为了更好地改进和完善我国目前的煤矿巷道锚杆支护技术，我们应该深入了解和掌握煤矿巷道围岩压力和锚杆支护理论。根据不同煤矿巷道围岩压力的实际情况，选择合理的煤矿巷道锚杆支护参数和相应的实践形式，使锚杆支护技术更好地适用于这些煤矿的实际地质条件，从而使煤矿巷道锚杆支护技术得到最有效的应用。此外，应积极学习和引进国外先进的煤矿巷道锚索支护技术，进而根据我国煤矿巷道建设的实际情况，制定一套合理有效的煤矿巷道锚索支护技术体系。
        4.2不断的提高煤矿巷道锚索支护的监测技术
        完善煤矿巷道锚索支护监测技术是保证煤矿施工安全的重要基础之一。因此，各煤矿企业必须尽快完善煤矿巷道锚索支护监测技术。比如锚索支护工程结束后，要进入煤矿巷道的实施阶段，在这个阶段，要充分了解和监控实际支护情况。然后要尽快分析整理锚索支护的监测数据，利用这些实际数据来验证锚索支护的设计是否合理、安全、符合国家标准。如果发现设计不合理，必须及时纠正。此外，在监测过程中，还应及时监测锚索支护的表面位置是否发生变化，锚索支护的工作阻力。在监测过程中，一旦发现不符合标准，必须尽快向上级报告，并采取相应的对策。
        4.3加强对于煤矿巷道锚索支护技术人员的培训力度
        众所周知，在煤矿巷道锚索支护技术的应用过程中，支护技术人员发挥着极其重要的作用，他们是该技术能否很好地应用于煤矿企业建设的主要决定者。因此，各煤矿企业必须不断加强锚索支护技术人员的培训。比如企业要定期培训锚索支护技术人员。在培训过程中，企业应聘请专业锚索支护技术专家进行培训，加强锚索支护技术和专业技能的培训。培训结束后，企业还应对其培训结果进行考核，考核结果优秀的技术人员给予一定的奖励，考核结果不合格的应要求继续下一步的培训活动。
        结语
        总之，在煤矿巷道围岩加固过程中，预应力锚索支护技术具有显著的加固作用，可有效保障巷道工作面工作人员的安全，提高煤矿的开采效率。要想充分发挥预应力锚索支护技术的作用，必须要根据技术原理和实际情况，科学合理地设计和应用，才能实现加固巷道围岩的效果。
        参考文献：
        [1]罗德东.分析煤矿巷道预应力锚索支护技术及应用[J].内蒙古煤炭经济,2016(01).
        [2]康红普.煤矿巷道预应力锚索支护技术及应用[J].煤矿支护，2014(03).
        [3]白启树，夏元友.高应力软岩回采巷道预应力锚杆—锚索支护技术研究[J].武汉理工大学,2014.