影響煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性的若干問題

1、科苑論談影響煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性的若干問題高長林（雞東縣天翔煤礦，黑龍江雞東）摘要：錨桿支護(hù)是我國煤巷支護(hù)技術(shù)改革的發(fā)展方向，是煤礦發(fā)展高產(chǎn)高效生產(chǎn)必不可少的支撐技術(shù)。從影響煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性的因素分析入手，闡述解決這一問題的措施。關(guān)鍵詞：煤巷錨桿支護(hù)；安全；分析引言：錨桿支護(hù)是我國煤巷支護(hù)技術(shù)改革的發(fā)展方向，是煤礦發(fā)展高產(chǎn)高效生產(chǎn)必不可少的支撐技術(shù)。我國煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)從世紀(jì)年代中后期開始應(yīng)用，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，推廣應(yīng)用，目前已到了鞏固提高階段。實(shí)踐應(yīng)用表明，與傳統(tǒng)的支護(hù)方式相比，錨桿支護(hù)能主動的加固圍巖，并與圍巖共同承載，最大限度的保持圍巖的完整性，穩(wěn)定性，有效地改善礦井支護(hù)狀況，具有降

2、低支護(hù)成本，加快施工進(jìn)度，降低勞動強(qiáng)度，提高巷道斷面利用率等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，煤巷錨桿支護(hù)也存在一個(gè)突出的特點(diǎn)：在圍巖大變形巷道中，隨著錨桿錨固巖體的松動破裂，錨桿的錨固力大都會迅速下降。頂板的破壞失穩(wěn)具有突發(fā)性，且冒頂規(guī)模比較大，安全可靠性難以保證。影響煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性的幾個(gè)方面煤巷錨桿支護(hù)的安全可靠性，是指所采用的錨桿支護(hù)系統(tǒng)，在巷道整個(gè)服務(wù)期間內(nèi)，滿足安全和生產(chǎn)需要的程度。從設(shè)計(jì)方法、地質(zhì)條件到錨桿施工質(zhì)量、工程監(jiān)測都影響到錨桿支護(hù)系統(tǒng)的安全可靠性。設(shè)計(jì)方法煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)關(guān)系到巷道錨桿支護(hù)工程的質(zhì)量優(yōu)劣、是否安全可靠以及是否經(jīng)濟(jì)合理等問題。目前國內(nèi)外煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)可分為工程類比法、支

3、護(hù)機(jī)理計(jì)算法、數(shù)值計(jì)算法。工程類比法需要設(shè)計(jì)者有較多的工程經(jīng)驗(yàn)，而且對巷道類別要準(zhǔn)確界定，是一種依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。根據(jù)錨桿支護(hù)機(jī)理理論進(jìn)行設(shè)計(jì)是針對某一理論的特定圍巖巖性和巖體結(jié)構(gòu)所采取的支護(hù)形式。隨著巖性和頂板結(jié)構(gòu)的變化，有時(shí)某一支護(hù)作用更顯突出，有時(shí)另一種支護(hù)機(jī)理起主導(dǎo)作用，目前尚未形成綜合各種支護(hù)機(jī)理的錨桿支護(hù)參數(shù)計(jì)算方法。數(shù)值計(jì)算法是一種有前途的設(shè)計(jì)方法，目前還處于研究階段，獲得廣泛應(yīng)用還需要一定時(shí)間。地質(zhì)條件預(yù)測巷道圍巖是一個(gè)極其復(fù)雜的地質(zhì)體，在進(jìn)行巷道布置和支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對圍巖各類地質(zhì)力學(xué)條件充分了解。對于煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行多方面的地質(zhì)力學(xué)測試。圍巖強(qiáng)度測試在井下鉆孔

4、中進(jìn)行巷道圍巖強(qiáng)度測試，與實(shí)驗(yàn)室?guī)r塊強(qiáng)度測試相比，同時(shí)還可以測出軟弱破碎巖層的強(qiáng)度。圍巖結(jié)構(gòu)測試?yán)霉鈱?dǎo)纖維窺視儀，裂隙等結(jié)構(gòu)面的分布及發(fā)展變化。圍巖深部位移和破壞范圍測試。地應(yīng)力測試。錨固性能測試在現(xiàn)場進(jìn)行錨桿拉拔破壞性實(shí)驗(yàn)錨固劑與巖層。錨桿之間的黏結(jié)性能以及桿體的破斷力，以此作為錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。錨桿施工質(zhì)量錨桿的錨固力與預(yù)拉力是兩個(gè)不同概念，錨桿的錨固力反映了錨桿固結(jié)巖的能力，而錨桿的預(yù)拉力大小反映了錨桿對圍巖的主動加固能力。預(yù)拉力錨桿支護(hù)的關(guān)鍵是通過錨桿及附屬構(gòu)件對圍巖施加外力，使錨固范圍內(nèi)的頂板受水平應(yīng)力作用時(shí)處于橫向壓縮狀態(tài)，形成自撐機(jī)構(gòu)。在維護(hù)巖體自身穩(wěn)定的同時(shí)能承受上

5、部載荷，維護(hù)巖體的連續(xù)穩(wěn)定。錨桿預(yù)拉力大到一定程度時(shí)。錨固范圍內(nèi)及錨固長度之外的圍巖不存在離層破壞。目前煤巷錨桿支護(hù)普遍使用樹脂錨固劑，要想使錨桿有較大的預(yù)拉力，錨桿施工質(zhì)量要得到保證。工程監(jiān)測煤巷錨桿支護(hù)工程監(jiān)測的主要內(nèi)容是對頂板離層及巷道位移量的監(jiān)測。頂板離層指巷道服務(wù)期內(nèi)頂板巖層中一點(diǎn)與其正上方一定深度巖層中某點(diǎn)的相對位移量，一般將離層劃分為錨桿錨固范圍內(nèi)頂板離層和錨固范圍外頂板離層。目前在煤礦中使用的頂板離層指示儀是以不同的顏色段對頂板錨固范圍內(nèi)和錨固范圍外離層情況提供連續(xù)的直觀顯示，以便向井下作業(yè)人員隨時(shí)警示頂板變化情況，及早發(fā)現(xiàn)頂板失穩(wěn)的征兆，便于采取必要的加固措施。實(shí)際使用中存在

6、如何確定頂板離層界限的問題。頂板離層界限是指錨桿支護(hù)巷道在正常使用情況下，所允許的頂板離層的范圍。超過這一范圍意味著頂板將處于非穩(wěn)定狀態(tài)之中，應(yīng)該密切注意頂板動態(tài)，及時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)措施。煤巷錨桿支護(hù)需解決的幾個(gè)問題煤巷一般沿煤層頂板掘進(jìn)，支護(hù)的主要對象是頂板及兩幫煤體。一般情況下煤層比較松軟，抗壓強(qiáng)度低。從發(fā)生的冒頂事故來看煤巷錨桿支護(hù)的破壞多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶，發(fā)現(xiàn)頂板變形時(shí)不能及時(shí)有效地采取補(bǔ)救措施。提高煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性需解決好以下幾個(gè)問題：采用科學(xué)合理的動態(tài)設(shè)計(jì)方法。實(shí)際工作中，理論計(jì)算只能作為支護(hù)設(shè)計(jì)的主要參考依據(jù)，輔以工程類比、巷道動態(tài)監(jiān)測（采用安設(shè)頂板離層儀、液壓枕、施工頂板

7、巖性、巖體結(jié)構(gòu)檢查孔等），嚴(yán)密監(jiān)測頂板變化情況及兩幫位移量，將信息匯總、分析、反饋，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，使巷道支護(hù)最大限度的貼近頂板支護(hù)的實(shí)際要求。做好巷道地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)工作。運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，對圍巖強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力大小及方向、圍巖位移及破壞范圍進(jìn)行測試，弄清煤層圍巖體物理力學(xué)性質(zhì)，認(rèn)真分析井下生產(chǎn)地質(zhì)資料，為合理支護(hù)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。提高錨桿預(yù)拉力，保證錨桿施工質(zhì)量。推廣應(yīng)用高性能錨桿，既要安裝方便，減小安裝時(shí)的摩擦力，保證預(yù)拉力的實(shí)現(xiàn)，又要有醒目的標(biāo)志直觀安裝施工質(zhì)量，將錨桿支護(hù)這一隱蔽性工程顯性化。采用大扭矩的錨桿施工機(jī)具，提高工人操作水平，實(shí)行“小班自檢，區(qū)隊(duì)日檢，礦抽檢”的錨桿支護(hù)

8、質(zhì)量保證體系，保證錨桿安裝質(zhì)量，充分發(fā)揮錨桿在支護(hù)中的作用。加強(qiáng)煤巷錨桿支護(hù)工程監(jiān)測。錨桿支護(hù)巷道頂板離層成因復(fù)雜，影響因素多。在實(shí)際生產(chǎn)中，按要求安設(shè)多種監(jiān)測儀器，充分發(fā)揮監(jiān)測設(shè)備應(yīng)有的作用，在不同的施工條件下綜合考慮錨桿受力大小、巷道表面位移、巷道感觀變化等因素，以此作為判斷巷道安全可靠性和采取補(bǔ)強(qiáng)措施的依據(jù)。（上接頁）其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到兩個(gè)方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的。混凝上的保溫措施常常也有保濕的效果。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來。結(jié)束語以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實(shí)