煤矿井巷锚杆支护施工的认识及注意要点 李啸天（霍州煤电集团李雅庄煤矿，山西临汾０３１４００） 摘要：锚杆支护因其显著的经济性、高加固效果及其低劳动强度而得到煤矿行业的广泛推广和使用。本文通过从煤矿井巷锚 杆支护的作用及其原理入手进行分析，并以此为基础分别介绍了锚杆支护的方式、种类，并重点就其施工及其实践过程中需要注意的 相关问题进行了探讨。 关键词：煤矿；井巷；锚杆支护；施工；问题 ｄｏ｜：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８—０１５５．２０１３．０２．０４３ 中图分类号：１７４０３．７；ＴＤ３５３ ．６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８—０１５５（２０１３）０２—００７６—０１ 随着煤矿井巷支护技术的不断改革，锚杆支护技 术得到了长足的发展和应用，并逐渐成为煤矿安全生 产不可或缺的核心技术，煤矿井巷锚杆支护技术不仅 安全有效，而且快速经济，因而发展前景相当乐观。因 此，有必要对煤矿井巷锚杆支护施工及其实践过程中 的相关内容及注意事项进行分析，以推动锚杆支护技 术的发展和应用。 １锚杆支护的原理及其作用 通常而言，煤矿井巷锚杆支护主要是利用岩体中 所设置的锚杆以及相关辅助构件带来的多种作用力， 来改善岩体原有的应力状态，并有效提高岩体的强度 及其变形模量等相关指标，进而达到控制岩体破坏及 其变形的目的，最终实现应有的支护及加固作用。锚 杆支护对岩体所产生的作用力主要有轴向及斜向作用 力，以及其尾部所产生的托锚力等。锚杆所起到的作 用主要通过受拉实现对围岩径向位移的作用，同 时还实现了井巷周边附加抗力的增加，不仅达到了提 高围岩内摩擦角的目的，还对围岩的径向移动起到了 作用。因此，在锚杆支护的作用下，围岩的变形以 及塑性区均会显著地减小。 ２常见的锚杆种类及其主要的锚固方式 通常而言，锚杆支护可根据其相关辅助支护构件 的组合方式的不同而分为如下几种类型：锚杆，锚杆和 网组合，锚杆、网及预应力锚索组合，锚杆及喷射混凝 土组合，锚杆、网、预应力锚索及喷射混凝土组合。一 般来说，单使用锚杆支护只适用具有完整坚硬围岩的 井巷。锚杆一般通过提供围岩支护力来实现岩体强度 的提高，进而实现其支护加固的目的，所以，若并巷周 边的两个锚杆间锚杆支护作用存在有松软围岩免压区 域时，岩石会发生自由冒落的情况，这就导致锚杆支护 压力区域内的岩石因缺乏支撑而出现松动的情况，进 而导致锚杆发生失效。因此，正是为了弥补此缺陷而 在锚杆的托板后加设网来进一步扩大锚杆作用的压力 收稿日期：２０１２—１１—１６ 作者简介：李啸天（１９８６一），男，山西省寿阳县人，２００９年７ 月毕业于太原理工阳泉学院采矿工程专业，助理工程师职称，现 在霍州煤电集团李雅庄矿生产科工作。 ・７６・ 范围，这便是锚杆与网组合的形成。对于变形程度较 大的围岩而言，仅仅靠网的刚度及强度无法满足其支 护的要求，因此常会有“掉包”现象出现，因此，为＿ｒ平 衡各锚杆间存在的承载力，防止出现应力集中的情况 实现锚杆群体作用的发挥，就在锚杆基础上进行锚梁 的加设，即锚网梁结构，此种结构能够适应多种复杂地 质条件，支护效果可靠，但是成本相对较高，且施 过 程相对复杂。对于永久井巷而言，仅仅通过锚杆的点 护作用根本无法满足其要求，特别对于那些风化情况 较为严重的围岩而言，必须通过喷射混凝土进行封闭 并将锚杆的外露部分进行联结，以形成连续的板壳式 结构，确保锚杆的支护作用能够得到充分发挥，即锚喷 及锚喷梁支护结构的形成，此两种组合结构更适辟ｊ于 年限长、围岩硬和容易出现自燃发火的煤矿井巷。 ３煤矿井巷锚杆支护施工应注意的要点分析 首先，锚杆及其相关配件必须满足设计文件的相 关要求，且使用之前必须对其生产厂家进行安全证书、 合格证及质量检验报告等进行检查，确保证书和报告 的有效性，此外，还需要进行自检，确保原材料及其糟 关构件不存在质量问题，才可投人使用。 其次，沿着顶板进行掘进，并采用光面爆破的方 式，尽量不对顶板造成破坏，并减少井巷煤体的震动， 确保井巷顶板及其两帮的平整性，避免井巷周边出现 应力集中的情况，以保证煤矿井巷的稳定性。进行断 面的设计过程中，必须确保井巷的掘进断面足够大，并 允许井巷具有一定程度的变形量。进行井巷的布置过 程中，应当对留设的护巷煤柱宽度进行全面考虑，尽可 能避免将井巷布置在压力集中区。 再次，应以煤矿井巷的特点为依据，进行合理支护 参数及其形式的选择。对于支护形式而言，可选择的 方式很多，如锚杆支护形式、锚网支护结构、锚喷支护 结构、锚网喷支护结构等等多种形式。对于支护参数而 言，最关键的是要对锚杆长度及排间距进行合理地确定， 通常而言，锚杆的长度应超过煤岩松动圈０．２一Ｏ．４ｍ之 间，以更好地适应动压对井巷所带来的影响。对于破碎 煤岩而言应尽量使用全长锚固锚杆进行支护， （下转第７８页） 展开无损检测工作。在对叶片进行无损检测过程中， 应事先清洗被检测叶片，再进行检测并详细的记录下 存在的缺陷。检测结束后，应清洗叶片上残留下来的 试剂，以避免对叶片造成腐蚀。结合通风机叶片的具 体形状及材质，通常将磁粉检测或者渗透检测作为风 机叶片的主要检测方法。如果是铁磁性材料的叶片， 应使用磁粉检测的方式。如果是铝合金的非铁磁性材 料的叶片，应使用渗透检测的方式。 实际检测过程中，不仅要对所有的叶片进行无损 检测，同时，还要采用磁粉检测或者渗透检测以及超声 波检测方法对风机叶片与轮毂的连接轴进行检测。 ２．３矿井提升设备的连接件 具体涵盖了销轴、马镫、吊钩等，在矿井提升设备 中属于关键性的承载部件，在受力集中的部位处极易 发生裂纹。所以，必须定期对这些连接件进行无损检 测，同时，对于存在缺陷的连接件进行及时的更换，从 而保证矿井提升系统安全、正常的生产下去。在对这 些连接件进行检测过程中，应选择磁粉检测或者渗透 检测方法对所有连接面表面进行检测，并且还要对轴 类的端面辅以纵波超声波检测。 ３．无损检测技术推广与应用过程中需注意的问题 ３．１培养一批复合型的无损检测技术队伍 由于无损检测范围较为广泛，被检测对象众多，并 且有着诸多的检测方法，通常情况下，在对一个检测对 象进行检测时，需要几种方法的综合应用，这就要求检 测人员必须对各种方法所具有的特征全面的掌握，并 加以了解各个方法的具体使用范围以及彼此间存在的 关系，在对这些情况熟知后，检测人员才能够选择科学 合理的方案以及准确的评价所得的结果。因此，作为 无损检测技术人员必须进行专业的培训，培养一批这 方面的复合型人才队伍，这对于无损检测技术未来中 的发展具有积极的促进作用。 ３．２构建一套科学系统的无损检测技术评判原则 要想做好评价工作，就必须积极的制定相适应的 规范标准，我国的船舶、机械等相继制定了一系列的规 范标准，我们在参照执行过程中，还应积极的制定与煤 矿机械无损检测技术相匹配的行业与企业标准，制定 一套失效判据，以帮助评价工作的顺利开展。 ３．３构建为煤矿机械设备良好服务的无损检测技 术网络 当前，还应制定先进的网络系统方法，通过团队间 的精神积聚诸多的有利条件，使其合成一股力量，构建 一个从上至下、全方位的网络系统，对无损检测技术未 来中的发展作总体规划，选择能够提高生产效率的课 题，集中无损检测技术人员突破层层难关，深入研究， 同时，还要积极的给无损检测技术人员营造一个良好 的沟通交流平台，以此确保彼此间能够优势互补、互相 促进，从而在原有的无损检测技术水平基础上更进一 步的提升。 ４．结论 通过实践证明，随着煤矿机械安全检测中无损检 测技术的应用，对于煤矿机械设备的核心承载部位的 ・７８・ 安全性评估具有重要意义。定期检测可以大大避免由 于重要承载部位长时间的运行而导致缺陷的发生，从 而降低安全生产隐患。在煤矿机械安全监测过程中应 大力推广无损检测技术。 参考文献： 【１］郑军，林树青．超声检测［Ｍ］．北京：中国劳动社会保障ｍ版 社，２００８． ［２］于月森．锚杆锚周无损质量检测技术及应用［Ｃ］．２００７中国 控制与决策学术年会论文集，２００７年． ［３］邱法聚，曹光敏．漏磁检测技术在钢丝绳无损检测中的应 【Ｊ］．起重运输机械，２００９，０４． （责任编辑：陈文明） （上接第７６页） 这样可以对锚杆周边的煤岩进行有效的固定。通常而 言，对锚杆排间距进行选择时需以锚固力的大小、梁网 的结构强度，以及掘进后煤矿井巷围岩的松散情况及 其变形大小以依据，通常在０．６—０．８ｍ之间。此外，锚 杆应当要必要的托护结构，以形成一定程度的托锚力。 对于注浆钢丝绳锚杆而言，由于其无托锚力，因而无法 形成主动支护，也就无法用于煤巷的支护。 此外，由于煤矿井巷多数采用的都是平顶型断面， 因而井巷的上下帮顶端都会受到剪应力的影响，所以， 顶板的锚杆不能全都同顶板方向的布置相垂直，应当 将靠近井巷两帮顶板的锚杆改变为向帮存在一定倾斜 的布置，这样可确保锚固端能够大于两帮非有效的承 载宽度，进而确保锚固端能够得到有效的支撑。若井 巷的围岩存在弱面，尤其是在沿煤矿井巷走向的方向 存在弱面的时候，应当采取特别加固措施来避免弱面 处产生剪切力，进而导致事故的发生。 最后。进行施工时应根据施工流程进行，并对三径 配合进行严格地控制，打完一个孔后应立刻进行锚杆 的安装。进行锚杆的安装时应注意严格控制树脂的搅 拌及其等待时间，按规范通常在搅拌１５ｍｉｎ后开始安 装盘托，施工场温度应不超过５℃，托盘的安装时间可 适当延长。 总之，只要煤井巷的围岩裸露就必须采用锚杆进 行支护，并对螺母的扭矩进行严格地控制，这样方可有 效对围岩的剪胀变形进行控制，防止支护强度发生衰 减，从而实现围岩支护体系承载力的有效提高。 参考文献： ［１］．影响锚杆锚固效果因素分析［Ｊ］．西昌学院学报（自然 科学版），２００９，２３（１）． ［２］李进．煤矿井巷锚杆支护施工的认识与实践［Ｊ］．淮北职业 技术学院学报．２００９，８（３）． ［３］李进．煤矿井巷锚杆支护施工的分析与探讨［Ｊ］．河北能源 职业技术学院学报，２００９，９（３）． ［４］何秀池．浅谈煤矿井巷锚杆支护［Ｊ］．中国科技纵横．２０１２ （５）． （责任编辑：陈文明）
