煤矿快速掘进技术中锚杆支护研究

煤矿快速掘进技术中锚杆支护研究

王先均

贵州林东矿业集团有限责任公司黔西市太来乡泰来煤矿 贵州省黔西市 551513

摘要：随着社会行业对煤炭资源需求量的逐渐增长，如何实现煤矿快速掘进以及支护成为矿业领域研究的重要内容之一。就实际而言，现阶段国内煤矿使用的锚杆支护技术已经逐渐成熟，在具体功能方面已经可以比肩外国同类产品，但在部分指标方面仍然存在一定缺陷，例如，在长期稳定性、人员辅助操作等方面仍需进行改善优化。由此可见，针对煤矿快掘进中的锚杆支护技术开展深入研究对于提高整体应用效能具有重要的现实意义。

关键词：煤矿掘进；锚杆；支护

引言

我国拥有丰富的煤炭资源，但是开采难度往往比较大，主要是由于井下掘进施工中包含大量风险因素，稍有不慎就可能造成严重的安全事故。而通过恰当的支护技术保障巷道的稳定性，是避免安全事故的必然选择。除了要考虑支护强度，还要保证支护速度，才能达到安全开采的效果。

1煤矿快速掘进技术中锚杆支护的特点

在煤矿作业过程中，掌握快速掘进技术有利于在煤矿长期开采以及运营方面建立积极优势，同时可进一步提高整体煤矿的开采效率。在使用此项技术时，作业人员需借助现代化掘进设备和开采方案，对掘进完毕的煤矿巷道加装对应的支护构件，并围绕支护构件架设对应的运输、供水和通风等辅助设备零件。在此情况下，煤矿企业若要切实提高煤矿掘进施工的整体速度，需积极引入各类快速掘进设备，同时在支护方案方面采用整体化思维，尽可能降低整个支护工作的作业时间，以此提高整体作业的效率。因此，采用锚杆支护方案在针对快速掘进的作业项目中拥有较高的效率优势。

2煤矿快速掘进技术中锚杆支护现状

2.1锚杆支护设计方法

在锚杆支护设计过程中，主要存在的缺陷集中在设计方案层面，设计方案的整体布局以及形式较为单一，在实践过程中，常用的设计类型和形式可大致分为两类，即工程类比法和理论分析法，但从使用角度而言，上述两种方法仍然存在一定问题，难以支持不同使用环境下的具体使用需求，工程类比法的问题主要集中在设计理念层面，多数技术人员的设计方案难以融合现今的设计理念，整体设计方案多由历史设计经验而来，因此有足够的合理性和科学性，而在此环境下，若采用理论分析的方法也难以使用特殊的使用需求。例如，在煤矿井下的整体作业环境始终处于动态变化之中，因此设计方案过度重视理论分析结果，则可能导致设计方案缺乏实用价值。总的来说，技术人员在选定设计方案时应重视实际勘查数据的应用，传统的设计方法难以适应目前的作业环境，不能很好地应用在煤矿快速掘进的过程当中。

2.2地质环境

由于煤矿矿区的岩体结构呈现多层分布状态，因此在开展快速掘进作业前，煤矿企业应针对矿区的地质环境进深入勘察，同时联合本地地质单位获取对应区域的地质演化历史信息。就实际情况而言，许多煤矿企业在煤矿快速掘进以及支护过程中并没有对周边岩体数据进行全面分析，而是仅凭借经验对岩层的围岩强度、围岩结构、锚固性等参数进行估算。如此一来，在实际作业过程中，则可能导致整个支护构件在结构强度方面难以满足相关标准，并未对后续锚杆的支护进行周期性维护与加固，导致整个结构在长期使用后可能出现垮塌等问题。

3煤矿快速掘进技术中锚杆支护应用

3.1结合实际不断优化设计方案以及对应参数

在实际设计过程中，技术人员应充分结合支护技术相关理论，结合地质勘查数据进行计算公式法和工程类比法的灵活应用，同时在实际应用过程中，技术人员应不断进行周边岩层数据的采集与分析，并结合分析结果制定对应的设计方案。另外，设计人员应结合支护作业班组的实际反馈情况对整体设计方案进行后续调整，以此确保整体设计方案具备科学性以及有效性。除此之外，在具体规划方案制定期间，技术员应综合历史数据以及实际勘查设备收集的数据，合理规划锚杆支护方案在快速掘进施工中的落实方案。

3.2优化锚杆支护流程

第一，要严格遵守巷道锚杆支护设计方案开展钻进施工，无论是钻进的角度还是钻进的深度，都需要根据围岩结构状态、锚杆设计长度等进行控制，否则很可能导致锚杆无法顺利固定、施工成本上升等一系列问题。在钻孔施工过程中，应严格控制好钻进的误差，避免因误差过大导致的施工停滞。第二，要严格遵守有关规定开展巷道锚杆支护施工。在施工现场设置安全作业的标识，时刻提醒施工人员安全操作;保证现场施工地的照明条件，避免因光线昏暗导致的安全风险;要求工作人员佩戴安全设备，避免造成不必要的人身伤害。另外，还需要考虑到巷道锚杆支护施工的特殊性，根据实际情况，在恰当位置安装通风设备，并建立紧急避险通道，以保证整个施工过程的安全性。同时，要严格控制锚杆安装的扭矩，保证锚杆结构能够顺利发挥支护作用。在涉及复杂地形条件的情况下，要充分利用锚索锚固、全长锚固和加密锚杆技术等特殊手段，提高煤矿掘进巷道锚杆支护结构的有效性，保证后续施工乃至开采的顺利进行。第三，在锚杆施工结束以后，安排专门工作人员检查质量，借助各种先进仪器设备检测巷道锚杆支护的结构参数，确定无误后，方可进入下一步工作。在发现支护结构出现质量问题时，需要第一时间记录并按要求修复，再次检查确认没有质量风险进入下一阶段。

3.3锚杆支护工艺

第一，评估围岩的地质学特征。具体有煤层厚度、倾角、地质构造、水文条件、巷道的几何形状尺寸、岩层厚度、分层情况、巷道主线方向、岩层和煤层的物理参数等多项内容，要结合这些内容对岩层做出综合判断，接下来制定可靠的锚杆支护方案。这里有一点需要注意，明确参数要求的同时，还要控制钻孔直径和锚杆直径的差值，一般在4~8mm之间，同时控制钻孔直径和锚杆杆体直径的差值，一般在6~10mm之间。另外在支护过程中要注意，应对矿压进行实时监测，从而及时调整支付方案。第二，锚杆支护材料的选择，锚杆支护材料有拖板、螺母、锚固剂、钢带、锚杆等，过程中要依据相关要求对这些材料的质量进行严格控制，同时以巷道的实际需求为基础选择钢带和锚索，确保刚带的抗压强度始终处于375MPa以上，锚索的抗拉强度始终处在1860MPa以上。第三，钻孔，在本次煤矿巷道的锚杆支护作业中，需要重点控制的参数有以下几方面，首先是锚杆钻孔角度，要确保钻孔角度和设计角度之间的偏差值低于5°。其次是锚杆孔的排距应在100mm以下。最后，锚杆孔的深度应控制在30mm以下。钻孔完毕以后要清理孔洞，将其中的煤岩粉清理干净，从而为后续施工的顺利进行打好基础。第四，锚杆支护监测，在锚杆支护施工中应对监测提高重视，并充分结合各种监测方式，具体有日常监测和综合检测两种。其中日常监测指的是通过日常检查活动发现是否存在异常状况，发现异常状况后要迅速锁定异常位置，然后及时处理。综合监测指的是结合相关要求评价锚杆的支护效果，然后判断支护作业是否获得了成功。

结语

在煤矿坑道的快速掘进过程中，合理使用锚杆支护方案有助于提高整体掘进工作中的效率，同时为后续辅助设备的安装工作提供便利。因此，煤矿企业在作业过程中，应积极开展地质环境调查工作，并根据地质环境数据确定锚杆使用的方案、材料选择等，从而提高整个煤矿快速掘进工作的稳定性。

参考文献

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