引言

 

　　锚杆具有主动支护、有效强化围岩强度和保持围岩稳定、施工简单、成本较低、安全可靠、改善作业环境等优点，现已成为世界各国巷道支护的一种主要形式。在煤矿生产过程中，支护是其不可缺少的一部分，对冒顶片帮等有非常重要的作用。发生冒顶片帮的原因主要表现为以下两个方面：

 

　　①支护设计方面常由于只注重考虑顶板支护，顶班支护的足够好，而不考虑巷帮支护的研究，那么如果巷道帮支护的强度太小，锚固力低，那么支护效果就会很差，就会造成煤壁极其松软。要是发生片帮以后，巷道变得越来越宽，可能就会引起应力的重新分布，导致冒顶面积逐渐变得越来越大，最后顶板靠近煤帮侧发生破断，导致大面积的矸石冒落。

 

　　②生产管理方面表现为技术管理和质量管理不到位，在顶板岩石性质发生改变时，工作人员未及时将信息反映到技术部门，最终可能导致顶板事故的发生。我们书本上所介绍的锚杆支护理论有好几种，比如组合梁、加固拱、最大水平地应力等理论，这些理论在煤矿生产过程中，特别是矿压观测中，具有非常重要的意义，但是它们也具有一定的欠缺。

 

　　煤巷锚杆支护成套技术包括以下几个部分：巷道围岩力学测试、支护设计、材料、工程质量检测、矿压监测、特殊地质条件支护技术等诸多方面。

 

　　1.1巷道围岩力学测试技术

 

　　巷道围岩力学测试主要包括以下三个部分：原岩应力、结构测量与煤岩体强度。对于地应力测量，井下大部分采用应力解除法和水压致裂法这两种方法。对于煤岩体结构测量，矿用电子钻孔窥视仪在煤矿上得到了广泛的使用，它的最主要的作用就是可以准确、快速地观测到煤岩体中的层理、节理、裂隙等结构面及离层。对于煤岩体强度测试，钻孔触探法井下煤岩体强度原位测定装置已经在煤矿生产上被广泛使用，从而在井下钻孔中能够快速、准确地测量出煤岩体的抗压强度。

 

　　1.2锚杆支护材料

 

　　支护材料经历了四个发展过程，低强度、高强度、高预应力、强力支护。通过优化锚杆体结构及其形状，使得锚固效果得到很好的改善；通过使用矿用锚杆专用的钢材，从而使其达到更高的级别，如高强度和超高强度。对于预应力锚索支护方面，煤矿上已经使用了自身专用的大直径、高吨位锚索。索体直径最大达22mm，拉断载荷达600kN。

 

　　1.3锚杆支护设计方法

 

　　煤矿巷道锚杆支护设计大部分采用一种名叫动态信息设计法。因为设计它是要经历一个动态发展变化的过程，而不是一次就可以直接完成的。在其变化发展中每个过程中都必须要充分利用它所提供的必要信息，及时对其提供的信息进行跟踪实时收集、反映之后进行综合分析。在进行锚杆支护设计时，处理好锚杆与锚索支护各构件之间的相互匹配关系，对发挥构件间的作用，乃至整个矿井的支护系统的整体支护效果都具有非常重要的作用。从矿井生产来看有以下几种匹配关系，

 

　　①锚杆托板、螺母应与杆体的强度匹配，杆体必须要与锚固剂所具有的力学性能应该相匹配，还要与其组合构件及金属网的形式所反映的力学参数相匹配。

 

　　②高强度拱形托板、高强度螺母及高效减摩垫片应该必须与高预应力、强力锚杆杆体相配套，而强度与刚度比较高、护表面积比较大的w型钢带应该与组合构件相配套，在应用中所使用的金属网最好要采用强度与刚度比较高的钢筋网。预应力锚索在煤巷中配合锚杆支护，可以增加支护强度，提高锚杆围护的可靠性。

 

　　1.4困难复杂条件下的四五类巷道围岩一般比较松软破碎、地应力较大、易受采动影响，因而巷道变形速度比较快，变形量比较大，所以对于维护来说相对比较困难。

 

　　1.5锚固与注浆联合加固技术

 

　　如果巷道掘进在松散破碎的煤岩体中，而且如果只是单独的采用锚杆支护，那么可能锚固效果不会太理想，致使锚杆的优良的性能不能充分发挥出来。此外，对于已经破坏了的巷道，对其进行维修或翻修，假若单独只是采用锚杆支护，那么其支护效果也不会达到很好的效果。所以如果对于锚固技术和注浆加固技术，这两种技术如果能够有机的结合在一起的话，将来肯定会成为解决破碎围岩巷道支护的最重要的且最有效的方法。根据现代煤矿的巷道特点，开发出了不同形式的注浆锚杆。对于单纯用锚杆支护不足以保持巷道围岩的稳定时，可辅以两种加强支护：一是小孔径预应力锚索，孔径仅28mm，施工简单、价格低廉、而且安全可靠；二是巷道围岩注浆加固，当巷道围岩特别破碎。随掘随冒，可采取超前注浆，一般条件采取滞后注浆。复杂围岩的支护技术应用广泛。

 

　　1.6锚杆支护的可靠性

 

　　提高锚杆支护有以下六种途径：

 

　　①支护要及时。

 

　　②支护设计和监测管理到位。

 

　　③定期进行拉拔试验。

 

　　④加强班组质量检查。

 

　　⑤把握锚固质量关。

 

　　⑥抓好预紧力质量关。

 

 

　　全国20个省和自治区的58个大中型矿区已经开始大范围的推广应用锚杆支护技术研究成果。所应用范围从大巷、集中巷，到回采巷道；从近水平煤层、缓倾斜煤层巷道，到急倾斜煤层巷道；从薄煤层到厚煤层巷道，从实体煤巷道，到沿空掘巷、采空区留巷；从普采到综采放顶煤工作面沿煤层底板掘进的煤顶巷道和全煤巷道；从小断面巷道到大断面开切眼、硐室与交岔点；从围岩比较稳定的巷道，到极破碎、强膨胀围岩巷道；从浅部巷道，到深部高地应力冲击地压巷道概括了煤矿上的各种巷道类型。图1是放顶煤锚杆支护布置图，它是关于沿空掘巷断面很大时锚杆支护技术。该项技术使巷道支护效果与安全程度，以及巷道掘进机械化程度、掘进速度与工效得到了有效的改进，从而解决了一系列巷道支护方面的难题，从而有力保障了矿井开拓部署和巷道布置改革的提高。有效支护了煤岩顶和全煤巷道、沿空掘巷等大断面巷道，从而保证了综采放顶煤开采等采煤法的成功应用在厚煤层中，并且保证了煤矿实现经济利益最大化的目标。

 

 

　　煤巷锚杆支护技术在矿上应用趋于成熟，目前亟待开展适合各种煤层条件下的锚网支护施工质量监测技术和支护安全监控技术课题公关，以提高对支护安全性的判断能力。锚杆支护作为一项系统工程，必须综合考虑各种复杂因素，如地质因素、工程因素、设计因素、费用、技术条件和服务年限等，从这些因素中找出最可靠、最经济的锚杆支护方案。另外还要具体问题具体分析，理论联系实际。