矿建工程巷道掘进锚杆支护技术探究

1、矿建工程巷道掘进锚杆支护技术探究摘要：在矿建工程的巷道掘金中，锚杆支护是一种广泛应 用的支护技术，为我们矿建工程的安全施工起到了非常重要 的意义。本文从巷道掘进中锚杆支护的作用原理出发，对其 参数的确定、设计方法进行了分析，并探讨了锚杆支护的施 工和检验，希望可以为实践提供借鉴。关键词：矿建工程；巷道掘进；锚杆支护1 引言矿建工程是我们煤矿安全生产的前提，而巷道掘进又是 矿建工程中重要的一环。在巷道掘进中，锚杆支护技术由于 其很多独有的优势而受到了广泛的应用。但是，由于这一技 术中所涉及的要点比较多，而忽视任一环节都有可能给我们 带来安全隐患。基于此，对于矿建工程巷道掘进锚杆支护技 术的研究有

2、着较强实践指导意义。2、作用原理所谓锚杆主要是指在巷道围岩体内安置的杆状锚栓体 系。在我们巷道掘进之后，会在围岩中钻锚杆眼，并把锚杆 安置到锚杆孔之中，这样就很好的起到了加固围岩的作用， 进而对巷道的稳定起到维持的效果。一般来说，锚杆支护的 作用原理可以分为以下几个方面：（1）悬吊作用，这主要是指利用锚杆将快于冒落的软弱岩层及围岩悬吊到岩体之上，进而利用锚杆来承载弱岩和 围岩的重量。(2) 组合梁作用，这主要是把平顶巷道层状顶板当做叠合梁，而这种叠合梁是以巷道两帮当作支点的，由于荷载的作用，每一层板梁都会各自弯,其上下缘将分别处在受压及受拉的状态。我们通过使用锚杆把板梁压紧以后，由于 荷载的作

3、用，则类似于一块板梁的弯曲，这就很好的提升了 板梁的抗弯强度。(3) 挤压加固拱作用，通过在巷道周围进行锚杆的布置，可以很好的将巷道拱部节理发育的岩体进行连接，这样 就在形成了一个具有很好自承能力的拱形压缩带，进而使围 岩作用在支架上的荷载转变为了承载结构，最终对顶板压力 级自身重量起到了很好的支承作用。(4) 减跨作用，这主要是指通过锚杆能够对力拱的跨 度及高度进行有效地减小。举例来说，我们在巷道跨中安置 一根锚杆，这就类似安装了一根支柱，这样就把以前的一个 拱分成了两个。如果我们安置三根锚杆就相当于将以前的拱 分成了四个。(5) 围岩补强加固作用一般来说，位于巷道深处围岩中的岩石会处在三向

4、受力 的状态，靠近巷道周边的岩石会处在二向受力的状态。而前者的强度会比后者大很多，所以，后者特别容易出现丧失稳 定性的问题。我们利用锚杆的安装，可以将围岩部分变为三 向受力的状态，这就很好的提升了强度。另外，通过锚杆我 们还可以对岩层弱面的抗剪强度进行有效的提升，进而增强 周边围岩的稳定性。3、参数确定在我们当前的工作中，对于锚杆支护的参数确定，一般 来说，主要方法有以下几种：(1) 悬吊机制和其围岩条件，锚杆的主要作用是把下 面不是很稳定的岩层机型悬吊进而起到稳定的作用，这在个 过程中，下部不稳定岩层的重量是其承受的主要荷载。其中, 最有代表性的为顶板上部1 1. 8m位置存在着一厚层的 较

5、为坚固的岩层，而下部则是层状的、比较弱的岩层。(2) 组合梁机制和其围岩条件，如果岩层是不存在坚硬厚层的薄状岩层，利用锚杆可以挤紧叠合梁的各薄层，这 样就很好的提升了其自撑能力。而组合梁相较于叠合梁而 言，应力每降低(n -1)倍，其挠度则会降低(n?-l) 倍。(3) 三钱拱机制和其围岩条件，在块状围岩之中，锚杆可以用来悬吊危石，并将其挤紧，这样就产生了和三较拱 稳定结构类似的情况，对于将其加固为承载荷载能力较强的 整体架构比较有利。(4) 组合拱机制和其围岩条件，这主要是对点锚固形 式的锚杆的预拉应力加以利用，然后产生一种以锚杆两边最 为顶点的算盘珠式压缩区。假如将锚杆依照合理的距离并沿

6、着拱形断面进行安装，就可以形成一个很好的压缩带，进而 可以很好的帮助应力往两帮传递。4、设计方法4. 1当前锚杆支护设计方法的不足在当前的工作中，我们常使用的锚杆支护设计方法主要 可以分为理论分析法及工程类比法，这两种方法在我们的工 作中尚存在着很多不足之处，这些不足主要体现在一下两个 方面：首先，我们在设计锚杆的时候，所使用的基础参数取自 于巷道周边的一些点的平均值，但是所设计出来锚杆的适用 范围确实整个巷道。这就必然存在一些巷道和设计参数不符 的情况，比如过高或者过低，不仅会在一定程度上造成了浪 费，也会在一定程度上导致局部的冒顶事故。其次，在我们设计锚杆支护的时候，由于所使用的参数 缺少

7、一个很好的量化评定指标，这就使得这一参数缺乏科学 性。这两种问题导致了锚杆的设计及使用存在着一些弊端， 基于此，我们需要一种更加可靠的锚杆支护设计方法以保证 锚杆使用时的可靠性。4. 2全线信息跟踪设计方法这种方法具有很多当前方法中不具备的优点，它是现代 信息技术与设计理念的完美结合。一般来说，这种设计方法 的步骤如下：首先，对各种地质数据进行全面的分析，而不是简单地 取平均值，然后把这些数据分为最差条件及最佳条件。其次，采取工程类比法对锚杆的初始参数进行确定。 第三，进行多次现场实测，以获取支护、应力以及同岩 相互作用的结果。第四，结合实测信息，对支护效果进行评价。最后，根据评价，利用计算机

8、对锚杆的支护参数进行重新设计，并对已支护部分的设参数进行合理的调整。相较于当前使用的设计，方法全线信息跟踪设计方法具 有很强的针对性，而且其设计的可靠性要高很多。另外，这 一方法能够对巷道顶板围岩稳定性进行很好的预测，不仅对 于实现科学管理和保证工程质量比较有利，也很好的简化了 设计基础的采集工作。5、施工与检验5.1锚杆支护的安装对于锚杆支护的安装工作，主要可以分为钻锚杆眼及安 装锚杆这两个部分。在锚杆支护安装之前，我们要依照其布 置设计的要求，利用巷道中腰线将锚杆的眼位进行标出；在 打眼的过程中，要注意眼位、眼深以及角度等，确保他们符 合我们的施工要求；打眼工作完成会后，我们就可以进行锚

9、杆的安装。5. 2锚杆支护的检验我们进行这一试验主要是确保锚杆安装的质量，一般来 说，在这个过程中，要注意做好以下几个细节：(1) 锚杆的长度和锚杆孔深度应该是一致的，如果 锚杆孔比较浅或者比较深都会给我们垫板及螺冒的安装产 生困难。一般情况下，锚杆最好比金属楔缝式锚杆孔的深度 长50 mm到70,而对于倒楔式锚杆孔，则要长100mm到120mm。(2) 在锚杆孔直径确定的过程中，要保证其和锚杆 直径一致。(3) 对托板进行安装的过程中，做好把岩面找平， 这样对于岩棉及托板的全部接触比较有利，进而使托板的受 力比较均匀，能够很好地提升其承载能力。(4) 对于螺帽的安装，我们要用扳手将其拧紧，这 有助于杆体产生比较大的预应力。(5) 做好对锚杆质量的检查工作。这一工作主要是 指对锚杆孔直径、间距、眼深、螺帽的拧紧程度、排距以及 锚固力做好检查工作。6、结语锚杆支护是一种有效地且发展前景很大的技术，在矿建 工程巷道掘进中必将会有更宽广的应用。本文只是对这一技 术进行了简要的分析，要想做好这一工作还需要我们不断地 研究和探索。笔者相信，随着这一技术的不断发展，它也将 会给我们的矿建工程提供更大的助力。参考文献1 赵振广，李京玲，胡淞淋，李大华.玄筋锚杆在井 巷工程支护中应用的设想及若干建议j.科技