煤矿井下巷道锚杆支护技术分析

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煤矿井下巷道锚杆支护技术分析

作者：佘宏明

来源：《城市建设理论研究》2014年第03期

摘要：随着我国经济的不断发展，能源需求越来越旺盛，对于煤炭的需求也是不断增加，由此，则带动着对于煤矿相关技术的大发展，而煤矿井下巷道锚杆支护技术就是其中较为重要的一项技术。本文从煤矿井下巷道锚杆支护的理论入手，简要探讨了此项技术的设计方法及原理，以期能为所需者提供借鉴。

关键词：煤矿井下巷道；锚杆支护；分析 中图分类号：X752 文献标识码：A

对于我国各地的煤矿而言，其主要是采取的井工开采，大多数而言的生产环境较为复杂，和其他的行业相比，有着较高的开采装备、技术、生产安全要求。开采煤矿时，大多数的都需要在井下开挖大量巷道，据有关专家推算，每年我国的大中型煤矿新掘进巷道的总长就能够达数千公里，其中有超过80%的是煤巷与半煤岩巷，如此巨大规模的地下工程在其他行业是不多见的。因此，保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设与生产具有重要意义，巷道支护成本、速度、可靠性直接影响煤炭企业的经济效益与安全生产。此外，随着煤矿开采强度不断增加，开采技术出现巨大进步，巷道布置发展方向出现转变为：岩巷向煤巷发展、巷道拱形断面向矩形断面发展、岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展、巷道从小断面向大断面发展、巷道埋深从浅部向深部发展、单巷布置向多巷发展、简单地质条件巷道向复杂地质条件发展等。 一、锚杆支护理论

对于传统的锚杆支护，其理论上有诸如组合梁、悬吊、加固拱等，它们在实际的生产生活中都发挥着巨大的作用，但是，其也有着不小的局限性。在井下实测、数值计算等基础上，针对复杂困难巷道条件，提出高预应力、强力支护理论，要点是：巷道围岩变形主要包括两部分：一是结构面离层、滑动、裂隙张开及新裂纹产生等扩容变形，属于不连续变形；二是围岩的弹性变形、峰值强度之前的塑性变形、锚固区整体变形，属于连续变形。由于结构面的强度一般比较低，因此开巷以后，不连续变形先于连续变形。合理的巷道支护型式是大幅度提高支护系统的初期支护刚度与强度，有效控制围岩不连续变形，保持围岩的完整性，同时支护系统应具有足够的延伸率，允许巷道围岩有较大的连续变形，使高应力得以释放。与传统的“先柔后刚、先让后抗”的支护理念相比，深部及复杂困难巷道支护应该是“先刚后柔、先抗后让”，最大限度地保持围岩完整性，尽量减少围岩强度的降低。 对于预应力锚杆支护，它发挥的主要功效在于控制锚固区围岩滑动、离层、产生新裂纹、裂隙张开等，从而达到让围岩受压的状态，更好的抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏，让围岩成为承载主体。锚固区内形成刚度较大的预应力承载结构，阻止锚固区外岩层产生离层，同时改善围岩深部的应力分布状态。锚杆预应力及其扩散对支护效果起着决定性作用。根据巷道条件确定合理的预应力，并使预应力实