摘要：本文介绍了炮掘锚杆支护技术的原理和特点，并通过实践表明：炮掘锚杆支护技术作为一种新型的支护技术，可以在煤矿企业或者其他深井作业广泛应用。

 

　　随着现代化的支护技术的不断引进，炮掘锚杆支护技术以其独有的技术优越性在煤矿巷道支护中广泛应用。锚杆支护理论研究进一步完善，并由此提出了围岩强度强化理论，因此正确地设计和应用炮掘锚杆支护技术，了解其支护机理，并通过实践建立起完善的炮掘锚杆支护理论，对煤矿企业的安全生产具有重要意义。

 

 

　　锚杆支护技术具有施工简单、耗材少、机械化程度高等特点，所以是煤巷道支护的主要方法。理论研究已经证实，煤巷道锚杆支护主要考虑两个方面的因素：一是锚杆的种类的选择，二是巷道断面的类型。

 

　　1.1锚杆种类的选择

 

　　（1）锚杆种类的选择。根据锚杆的材质、直径、以及锚固剂可以较好的选择锚杆的类型。

 

　　（2）锚杆的让压比。煤矿巷道锚杆支护的成功与否都决定于所使用的锚杆具有足够高的让压比。

 

　　（3）锚杆的预紧力。预紧力高的锚杆可以提供足够的支护力，以防止煤巷道顶板的变形损坏。

 

　　（4）锚固剂的选择。易选用黏度较低的锚固剂，保证锚杆具有长时锚固力。

 

　　1.2巷道断面的类型

 

　　（1）网弧拱断面。网弧拱断面主要用于煤矿巷道服务时间较长和准备阶段的巷道，这样巷道的承压效果较好。

 

　　（2）梯形断面。在回采作业时，对于周围岩层坚硬稳定的巷道，适于用梯形断面。

 

　　（3）斜切圆拱形断面。当煤矿巷道的复合顶板破碎时，主要应采用抗压好的斜切圆拱形断面。

 

 

　　传统的锚杆支护理论是以一定的假说为理论依据，从巷道的位置以及岩层的强度出发，研究锚杆支护的各种机理，通过建立数学模型，合理研究围岩的受力分布和岩层条件对锚杆支护的影响，为煤巷道的锚杆支护奠定理论依据，具有广泛的应用前景。炮掘锚杆支护技术是在传统的支护技术上发展起来的一种新型支护技术，其理论依据主要有：悬吊理论、组合梁理论、压缩拱理论，还有新近国外研究的最大水平应力理论。

 

　　2.1悬吊理论

 

　　悬吊理论主要是利用锚杆将煤矿巷道顶板破坏区的不稳定岩层，通过锚杆将其悬吊在煤矿巷道上部或者两侧的致密、坚硬的岩层中，这样可以减少破坏趋域的夸大，保持破坏区域疏松岩层的稳定性。煤矿巷道回采作业时经常遇到破坏严重的岩层，根据悬吊岩层的重量可以进行炮掘锚杆支护设计，能够及时的将破坏岩层夯实并固定在坚硬的岩层中，就能减小煤矿巷道周围岩层的冒落，达到安全生产的目的。悬吊理论充分体现了锚杆支护在煤矿巷道破坏区域较大时的支护作用，悬吊理论的局限性在于在没有考虑周围岩层的自承能力，这与实际情况有相悖。因此如果煤矿巷道周围没有可以利用的坚硬岩层，或者破坏岩层相当大时，就无法使锚杆固定，不能有效固定周围岩层。

 

　　2.2组合梁理论

 

　　组合梁理论的认为：巷道浅部层岩松软破碎，或者开掘巷道后，锚杆将煤矿巷道顶板岩层组合、固定形成岩层致密、坚实的组合梁。这样周围岩层的负荷将集中在组合梁上，其最大形变由所受顶板岩层的重力决定，其绕度迅速减小，从而增加了各个岩层的相互摩擦，防止岩层间的水平移动，避免各岩层出现脱落。如果组合顶板在一定范围内不存在坚硬稳定岩层时，就不能利用锚杆的组合作用。随着煤矿巷道顶板坚硬岩层收到破坏，锚杆就不能有效的固定岩层，组合梁也就很难起到支护的目的，因此组合梁的使用知识在煤矿巷道周围从在致密、坚硬的岩层时，才能起到锚杆支护的作用。

 

　　2.3压缩拱理论

 

　　压缩拱理论主要研究的是：对于煤矿巷道，有纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩时，如果及时用锚杆加固，就能提高岩体结构面的抗压强度，同时在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持煤矿巷道的安全稳定。于此，加固拱可以承受上部破坏岩层在垂直方向的压力和沿拱径向和切向的压力，所以压缩拱处于三向受力状态，所以提高了周围的岩层的抗压强度，其稳定性也相应增大。

 

　　2.4最大水平应力理论

 

　　最大水平应力理论由澳大利亚学者盖尔提出，理论认为矿井岩层受力主要取决于水平方向和垂直方向，其水平应力一般比垂直应力大，而水平应力受方向的影响很大，最大水平应力是最小水平应力的1.5-2.5倍。该理论表述了巷道周围岩层水平应力对煤矿巷道顶板稳定性的影响。巷道顶与巷道底板的稳定性主要受水平应力的影响，且有三个特点：

 

　　（1）顶板与最大水平应力相互平行的巷道，其所受围岩影响最小，顶板抗压性最好。

 

　　（2）顶板与最大水平应力呈锐角的巷道，顶板易损坏，偏离巷道中心面，抗压性差。

 

　　（3）顶板与最大水平应力相互垂直的巷道，顶板抗压性最差。

 

　　3炮掘锚杆支护技术的特点

 

　　炮掘锚杆支护具有显著特点。其一，支护理论简单，计算方便。如果煤矿巷道顶板暴露后能够及时安设锚杆加以支护，这样对巷道顶板周围的岩层就可以起到很好的加固作用，有效的增加其承载负荷。其二，炮掘锚杆支护技术设备完善，支护费用低，在煤矿企业已普遍的到应用，具有机械化和连续化的特点。这样一来，提高了煤矿巷道的安全性和生产效率。其三，炮掘锚杆支护的材料种类齐全，降低了许多煤矿企业钢材的消耗量，与此同时，支护巷道稳定性好，支架布置合理，改善煤矿工人的作业环境以及减轻工人的劳动负荷。因此炮掘锚杆支护对于煤矿巷道具有高效、安全的支护作用，这样可以保证煤矿企业高效进行生产。保证保两道和开切眼的畅通，以便能够保持采煤作业高效的推进。

 

 

　　随着新型锚杆支护技术的不断应用到煤矿企业，传统的支护技术将逐渐趋于淘汰。炮掘锚杆支护技术是一种既安全又经济的煤矿巷道支护方式，将会进一步运用于煤矿机械设备中并被广泛应用。因此加快锚杆理论、设计方法的研究。在现有基础上，深入开展炮掘锚杆支护技术的机理和设计方法的研究，并且逐步形成一套科学的锚杆支护理论，这对于我国的煤矿企业和采矿企业具有重大的意义。