影响煤巷锚杆支护安全可靠性的若干问题

1、科苑论谈影响煤巷锚杆支护安全可靠性的若干问题高长林（鸡东县天翔煤矿，黑龙江鸡东）摘要：锚杆支护是我国煤巷支护技术改革的发展方向，是煤矿发展高产高效生产必不可少的支撑技术。从影响煤巷锚杆支护安全可靠性的因素分析入手，阐述解决这一问题的措施。关键词：煤巷锚杆支护；安全；分析引言：锚杆支护是我国煤巷支护技术改革的发展方向，是煤矿发展高产高效生产必不可少的支撑技术。我国煤巷锚杆支护技术从世纪年代中后期开始应用，经过技术攻关，推广应用，目前已到了巩固提高阶段。实践应用表明，与传统的支护方式相比，锚杆支护能主动的加固围岩，并与围岩共同承载，最大限度的保持围岩的完整性，稳定性，有效地改善矿井支护状况，具有降

2、低支护成本，加快施工进度，降低劳动强度，提高巷道断面利用率等优点。同时，煤巷锚杆支护也存在一个突出的特点：在围岩大变形巷道中，随着锚杆锚固岩体的松动破裂，锚杆的锚固力大都会迅速下降。顶板的破坏失稳具有突发性，且冒顶规模比较大，安全可靠性难以保证。影响煤巷锚杆支护安全可靠性的几个方面煤巷锚杆支护的安全可靠性，是指所采用的锚杆支护系统，在巷道整个服务期间内，满足安全和生产需要的程度。从设计方法、地质条件到锚杆施工质量、工程监测都影响到锚杆支护系统的安全可靠性。设计方法煤巷锚杆支护设计关系到巷道锚杆支护工程的质量优劣、是否安全可靠以及是否经济合理等问题。目前国内外煤巷锚杆支护设计可分为工程类比法、支

3、护机理计算法、数值计算法。工程类比法需要设计者有较多的工程经验，而且对巷道类别要准确界定，是一种依据经验进行设计的方法。根据锚杆支护机理理论进行设计是针对某一理论的特定围岩岩性和岩体结构所采取的支护形式。随着岩性和顶板结构的变化，有时某一支护作用更显突出，有时另一种支护机理起主导作用，目前尚未形成综合各种支护机理的锚杆支护参数计算方法。数值计算法是一种有前途的设计方法，目前还处于研究阶段，获得广泛应用还需要一定时间。地质条件预测巷道围岩是一个极其复杂的地质体，在进行巷道布置和支护设计时，应对围岩各类地质力学条件充分了解。对于煤巷锚杆支护设计，需要进行多方面的地质力学测试。围岩强度测试在井下钻孔

4、中进行巷道围岩强度测试，与实验室岩块强度测试相比，同时还可以测出软弱破碎岩层的强度。围岩结构测试利用光导纤维窥视仪，裂隙等结构面的分布及发展变化。围岩深部位移和破坏范围测试。地应力测试。锚固性能测试在现场进行锚杆拉拔破坏性实验锚固剂与岩层。锚杆之间的黏结性能以及杆体的破断力，以此作为锚杆支护参数设计的重要依据。锚杆施工质量锚杆的锚固力与预拉力是两个不同概念，锚杆的锚固力反映了锚杆固结岩的能力，而锚杆的预拉力大小反映了锚杆对围岩的主动加固能力。预拉力锚杆支护的关键是通过锚杆及附属构件对围岩施加外力，使锚固范围内的顶板受水平应力作用时处于横向压缩状态，形成自撑机构。在维护岩体自身稳定的同时能承受上

5、部载荷，维护岩体的连续稳定。锚杆预拉力大到一定程度时。锚固范围内及锚固长度之外的围岩不存在离层破坏。目前煤巷锚杆支护普遍使用树脂锚固剂，要想使锚杆有较大的预拉力，锚杆施工质量要得到保证。工程监测煤巷锚杆支护工程监测的主要内容是对顶板离层及巷道位移量的监测。顶板离层指巷道服务期内顶板岩层中一点与其正上方一定深度岩层中某点的相对位移量，一般将离层划分为锚杆锚固范围内顶板离层和锚固范围外顶板离层。目前在煤矿中使用的顶板离层指示仪是以不同的颜色段对顶板锚固范围内和锚固范围外离层情况提供连续的直观显示，以便向井下作业人员随时警示顶板变化情况，及早发现顶板失稳的征兆，便于采取必要的加固措施。实际使用中存在

6、如何确定顶板离层界限的问题。顶板离层界限是指锚杆支护巷道在正常使用情况下，所允许的顶板离层的范围。超过这一范围意味着顶板将处于非稳定状态之中，应该密切注意顶板动态，及时采取相应的补强措施。煤巷锚杆支护需解决的几个问题煤巷一般沿煤层顶板掘进，支护的主要对象是顶板及两帮煤体。一般情况下煤层比较松软，抗压强度低。从发生的冒顶事故来看煤巷锚杆支护的破坏多发生在地质构造带，发现顶板变形时不能及时有效地采取补救措施。提高煤巷锚杆支护安全可靠性需解决好以下几个问题：采用科学合理的动态设计方法。实际工作中，理论计算只能作为支护设计的主要参考依据，辅以工程类比、巷道动态监测（采用安设顶板离层仪、液压枕、施工顶板

7、岩性、岩体结构检查孔等），严密监测顶板变化情况及两帮位移量，将信息汇总、分析、反馈，及时调整支护参数，使巷道支护最大限度的贴近顶板支护的实际要求。做好巷道地质预测预报工作。运用先进的设备和技术，对围岩强度、结构、地应力大小及方向、围岩位移及破坏范围进行测试，弄清煤层围岩体物理力学性质，认真分析井下生产地质资料，为合理支护设计提供科学依据。提高锚杆预拉力，保证锚杆施工质量。推广应用高性能锚杆，既要安装方便，减小安装时的摩擦力，保证预拉力的实现，又要有醒目的标志直观安装施工质量，将锚杆支护这一隐蔽性工程显性化。采用大扭矩的锚杆施工机具，提高工人操作水平，实行“小班自检，区队日检，矿抽检”的锚杆支护

8、质量保证体系，保证锚杆安装质量，充分发挥锚杆在支护中的作用。加强煤巷锚杆支护工程监测。锚杆支护巷道顶板离层成因复杂，影响因素多。在实际生产中，按要求安设多种监测仪器，充分发挥监测设备应有的作用，在不同的施工条件下综合考虑锚杆受力大小、巷道表面位移、巷道感观变化等因素，以此作为判断巷道安全可靠性和采取补强措施的依据。（上接页）其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。结束语以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实