煤矿锚杆生产精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇煤矿锚杆生产，期待它们能激发您的灵感。

篇1

Abstract: This paper introduces the development of tunneling roadway support technology of coal mine, analyzes the role of different bolting ways, and discusses the design and construction requirements in the coal mine roadway bolting.

关键词： 锚杆支护；煤矿；巷道掘进

Key words: bolting；coal mine；roadway tunneling

中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）23-0132-02

0引言

在煤矿生产的过程中，首先要选择适合的支护方式，才能顺利实行接下来的开采工作，若得不到有效的巷道掘进支护技术的支持，则难以保证煤矿开采的顺利实施，因此，巷道掘进支护技术是保证煤矿安全、稳定开采的前提。在实际的煤矿巷道掘进中，从实际的煤矿地质情况出发，选择最佳的巷道掘进支护技术、支护方法、施工工艺，是煤矿生产首要思考的问题。煤矿掘进巷道支护技术由最传统的木支护到砌碹支护，再到型钢支护，直至发展为现在的锚杆支护，与传统的支护技术相比，锚杆支护不仅易于获得理想的支护效果，同时此种支护方法具有操作方便、快速、安全、造价经济等优点，为掘进人员减轻了不少工作负担，煤矿生产效率与质量也能得到保证。锚杆支护技术在煤矿生产中得到大量运用，现阶段已成为煤矿企业开采重要的技术之一。

1煤矿掘进巷道支护技术的发展情况

二十世纪五十年代以来，我国锚杆支护技术逐渐得到发展与应用，据相关研究数据表明，我国平均每年大、中型煤矿巷道掘进长度超过一亿米。随着时代与科技的飞速发展，我国煤矿掘进巷道支护技术越来越完善，相关的研究理论也相对丰富，支护技术的发展历经木支护、砌碹支护、型钢支护、锚杆支护，按照支护形式可分为两个阶段，其一为单体锚杆群支护阶段，另一阶段为组合锚杆支护阶段。在一九五六年锚杆支护技术在国内得到应用，此时处于单体锚杆群支护阶段，国内尚未形成完善的锚杆支护理论，根据最早的悬吊理论、楔形剪切理论，锚杆支护材料包括水泥沙浆、钢丝绳、木锚杆等，各锚杆间无托板也无杆体联系，锚杆只能起到悬吊作用，不能对围岩产生保护作用，属于一种被动承载。直到二十世纪七十年代，锚杆支护理论逐渐丰富，根据组合支撑梁理论、组合支撑拱理论，发展为组合锚杆支护阶段，许多煤矿巷道围岩岩性较软，出现许多大断面巷道，原有的单体锚杆群支护已不再适用此种复杂地质，因此，在巷道支护中组合锚杆得到应用，组合锚杆包括树脂药卷钢筋锚杆、水泥药卷钢筋锚杆、金属锚杆等，当遇到围岩比较破碎的情况，可加设金属网，当动压严重的巷道支护中可加设钢带、钢架，保证围岩稳定性。锚杆除了悬吊作用以外，还可实现组合拱、组合梁作用，进一步提高其承载力显著增强，经大量的研究证实，组合锚杆相较于单体锚杆，巷道支护效果更佳。

我国煤矿掘进巷道开采规模逐渐扩大，掘进深度也越来越深，对支护技术的要求也随着提高，通过合理的锚杆支护方式，辅以快速掘进机，有助于提高掘进速度与效率，为煤矿企业创造更大的经济价值，与此同时锚杆支护技术也得到大力发展。锚杆支护技术是新形势下煤矿巷道发展的必然结果，锚杆支护属于一种新型的支护工艺，锚杆支护发展初期，主要的类型包括端部锚固树脂类锚杆、机械类锚固锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、管缝式锚杆等，但在早期锚杆支护技术的支护效果不太理想，支护强度较低，一旦在复杂地质环境下使用，则难以发挥效用，随着锚杆支护技术研究力度的不断加大，锚杆支护技术应用范围越来越广。

2基于不同的锚杆支护作用分析

现阶段煤矿掘进巷道支护方式大多以组合锚杆支护为主，根据实际的煤矿巷道情况，采取合适的巷道支护方式，形成不同的组合锚杆支护方式，基于不同的锚杆支护方式，对其作用进行分析。

2.1 悬吊式锚杆支护早期的锚杆支护主要以悬吊为主，根据不同的围岩情况，悬吊式锚杆支护存在许多不合理的地方，当围岩周边细碎岩石较多，本身围岩就存在一定的问题，在此基础上悬吊锚杆，不仅难以保证锚杆支护的稳定性，还会加重巷道围岩层的跨落，进一步破坏围岩整体结构。

2.2 组合梁锚杆支护由于巷道围岩属于一种岩性结构，分为多层次的岩石层，岩层表现为多种多样。采用组合梁锚杆支护，将多层围岩锚固起来，用于加强围岩承载力，当岩层过于破碎，可以凭借岩石层间的相互摩擦、挤压，也可促进围岩稳定，难以表现此种支护方式的效用。

2.3 组合拱锚杆支护组合拱锚杆支护相较于组合梁锚杆支护，当岩层过于破碎，可以凭借间自身获得围岩的稳定，组合拱锚杆支护也可发挥效用，例如一些大断面巷道、拱型巷道中，采用组合拱锚杆支护，将多层破碎围岩锚固起来，减少围岩的跨落，依靠岩石层相互摩擦、挤压，提高其拱形结构的承载能力，防止围岩变形，促进围岩的安全与稳定。

3煤矿掘进巷道中锚杆支护的设计与施工要求

3.1 支护设计是巷道掘进的前提在煤矿开采的准备前期，首先要对煤矿巷道情况进行分析，重点观测其巷道断面形状、稳定性等，在掘进的过程中考虑到岩石巷道松动圈，当掘进开采时对巷道产生一定的受采动压力，这时观测围岩松动圈的大小、形状等有无发生改变，根据试验结果，当受采动压力改变围岩松动圈的大小、形状等超过原有大小、形状的两至三倍，那么在开采前后，岩石巷道松动圈必然会发生比较大的改变，逐渐扩大围岩松动圈，在实际设计围岩松动圈，应以大松动圈为准。

3.2 锚杆孔设计与施工的注意事项在设计锚杆孔的时候，根据相关设计规定，对锚杆孔的间距进行合理调试，并做好标记，一般情况下，锚杆孔的间距不宜超过一百毫米，锚杆孔轴偏差不宜大于五度，锚杆孔深最好控制在锚杆长度以上，但不超过锚杆长度三十毫米，锚杆端部应推至孔底，其尾端暴露的长度不宜大于二十毫米。

3.3 锚杆支护施工应按照相关的施工规定在煤矿巷道掘进中，应严格按照相关的施工规定与要求，根据实际的掘进情况出发，做到标准化、规范化、有序化施工。在施工的过程中，为了提高施工人员的安全生产意识，在巷道内设置安全文明施工警示牌，并将其悬挂在醒目的地方，对施工人员起到提醒与规范的作用。另外还需加强对施工作业的监管与检查，保证任一施工阶段的规范化。对一些围岩支护情况比较复杂的巷道，应加强锚杆支护强度，采用加密锚杆、点柱、架棚、锚索锚固、全长锚固等方式，强化支护技术与质量。在实际煤矿巷道掘进支护中，不可使用永久支护的锚杆、钢带、锚索、金属网起吊设备等，及时性、定期性对锚杆支护情况进行检查，还需加强失效锚杆、支护顶板的检查与修复。

4结束语

综上所述，随着煤矿行业的发展，煤矿巷道掘进支护随之得到发展，锚杆支护属于巷道掘进支护方式下开创出的新工艺技术，现阶段锚杆支护技术在煤矿生产中应用越来越广泛，不论是支护方式、设计、施工要求等也逐渐成熟，为煤矿企业安全生产创造了条件，煤矿生产效率与质量均能得到提高。

参考文献：

[1]刘晓恒，王锴，江帅等.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析[J].煤矿机电，2013（2）.

[2]刘建忠.锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用[J].科学之友，2013（12）.

[3]刘艺.山西某煤矿高应力软岩巷道锚杆―锚索支护技术研究[D].昆明理工大学，2012.

篇2

【关键词】锚杆支护；巷道安全；原理；工艺

锚杆支护是煤矿开采中应用于巷道支护的重要技术，在我国许多煤矿开采区都有应用，平均使用率高达70%以上，对于煤矿开采工作而言有重要意义，在应用中取得了很好的经济效益和技术效益。目前国内煤矿的锚杆支护技术有着较大进步，各种材料的锚杆层出不穷，这些锚杆构造与机理各自不同，大量的实践已经证明了其在煤矿巷道支护中效果较好，应有极高的应用价值。下面我们对煤矿锚杆支护技术与工艺进行研究分析。

一.锚杆支护技术原理

锚杆支护技术目前是以扩容-稳定理论为基础，这种理论的融合与运用代表了锚杆支护的实质，也使其在实践中拥有更广阔的发展空间，尤其是在煤矿巷道支护中。

煤矿巷道内岩层变形和破坏规律随着时间进展会出现不同变化，面对这种持续变化的情形，锚杆支护在不同受力阶段展现出的受力特点能够完美解决这个问题。锚杆支护早期，其主要作用在于阻止岩石破碎掉落和抑制围岩扩容及离层，降低其受到挤压出现弯曲和压曲的可能性，从理论上来说，锚杆安装的时机越合适，支护效果越好，预紧力越大。

随着开采工作的持续进行，开采工作和时间都会使巷道内围岩情况破坏加重，面对这种情况，锚杆在岩层中能够通过深入稳定岩层来确保受破坏区域和稳定层紧密相邻，阻止岩层碎落，提供径向和切向约束力，提高巷道内岩层承载力，更好的支援开采工作。有些锚杆在不深入稳定岩层时，会在被破坏区域内形成次生承载曾，阻止进一步的破坏、扩容和离层，使围岩承受的应用均匀分布和内移[1]。

在煤矿开采巷道内，次生承载层的存在有重要意义，其厚度是不断变化的，一旦小于巷道本身尺寸，便会出现压曲和弯曲失稳现象，锚杆支护对次生承载层的保护作用此时体现得淋漓尽致。它与钢筋托梁互相组合形成一个有效的支护系统，避免区域内巷道地质发生较大变动。

二.锚杆支护设计工艺

锚杆支护设计的工艺与煤矿巷道地质情况关系密切，因此，设计之前首先要做好地质力学的评估工作，在现场地质条件调查的基础上，对巷道围岩进行力学测定（如短锚拉拨实验等）判断能否进行锚杆支护及其难易程度，以便提供全面的地质学资料对巷道支护方案进行分析探究。煤矿锚杆支护设计程序为巷道围岩分类初步设计监测分析优化设计，只有在初期准确分类围岩，才能够进行后续工作。锚杆支护是一项涉及多种动态变化因素的技术设计工作，因此，要严格遵循动态设计思想，根据具体地质条件进行设计，即使是同一矿井的同一煤层也要具体设计支护形式和参数。锚杆支护工艺如图1所示。

锚杆的初期设计要严格遵循三原则，比如应尽量采用矩形断面，在满足通风、运输、行人的前提下，巷道的设计高度和宽度还应预留适当的变形量；选择性能稳定、技术含量高、符合企业标准的锚杆和支护产品；设计方法有工程类比法、理论计算法或借助数值模拟等及设计的时候要充分考虑相似巷道的条件差异，做好因地设计。对难维护复杂条件的支护设计，要以提高支护强度和支护等级思想为主，比如对大跨度、交岔点、软弱破碎不稳定围岩，应采用加长或全长锚固、锚带索、桁架等联合支护方式，在实践中积极解决问题，提供支护效果。煤矿巷道锚杆支护技术施工中要严格遵循“五不准”操作制度，比如对有隐患巷道断面坚决不施工，锚固剂、锚杆杆体及其附件质量不过关不使用。以钻爆法施工为例，施工时现场必须有完善的爆破控制措施，且煤矿巷道留足足够的手工刷部分，根据硬度决定预留情况，一般不小于500米，最大限度减少爆破破坏力，保护巷道成型。安装前所有锚杆眼都要用压风扫孔，清除积水、岩渣。并对使用的锚杆和锚固剂等材料进行检查，不合格的材料或过期变质的锚固剂严禁使用确保工程质量[2]。安装时严格遵守“初锚力第一”理念，使用锚杆钻机或其它专用锚杆安装机具，用快速安装工艺确保一次性完成，禁止使用风锤搅拌方法或者锤击安装。在安装完毕之后，要加强监测，通过日常监测和综合监测修正、验证锚杆支护设计与效果，规避不良影响因素，及时发现异常情况并采取必要措施，以保护巷道的安全。总之，在煤矿锚杆的设计与安装中要综合考虑各方因素，确保巷道支护能够顺利实现，为煤矿开采和生产提供安全的作业环境。

煤矿锚杆支护技术的应用能够为确保巷道安全提供充分的保障，实际生产中要严格遵守设计规范，提升安装工艺，积极降低生产安全隐患，为煤矿生产提供一个有保障的安全环境。

参考文献

篇3

关键词：煤矿井巷；锚杆支护；问题解析

【分类号】：TU753

锚杆支护是煤矿巷道布置中采用的一种有效的支护方式，由于该项工艺技术具有良好的稳定性、成巷速度快、施工作业量少、巷道断面利用率高、提高煤矿开采安全生产条件等优点，所以锚杆支护技术在当前煤矿开采作业中得到广泛应用。当前，煤矿巷道支护中，锚梁网、锚喷网及锚索等已经得到有效应用。但是，由于煤矿巷道受采动的影响较为频繁，使得很多巷道的围岩结构发生变形等情况，致使巷道支护的安全稳定性得不到保障。因此，解决锚杆支护中的相关问题，提高巷道支护的安全性和可靠性是当前煤矿开采过程中一项重要的任务。

一、锚杆支护的问题解析

（一） 巷道地质条件方面

对于煤矿巷道支护工程来言，其安全性、稳定性及可靠性与锚杆支护质量有着密切的联系，而锚杆支护质量则取决于巷道地质条件，两者是相辅相成的。锚杆支护存在问题与煤矿地质环境条件和基础信息资料缺乏有很大的关系。在现有的煤矿巷道支护中，有围岩结构较为稳定的1、2类巷道，也有不稳定的4、5类巷道。因此，在进行锚杆支护时，其整体变形能力和承载能力应满足围岩结构变形的约束力，使围岩结构达到平衡与稳定的状态，这就需要锚杆支护技术具备更加良好的应用效果。在煤矿巷道锚杆支护体系中，地应力实测技术是其核心，合理有效的实施地应力实测技术是保证锚杆支护质量的基础与前提。

（二） 锚杆支护设计方面

首先，当前锚杆支护的作用机理在其理论研究方面还有所欠缺，存在一定的局限性，难以满足地质条件、作业环境较为复杂的煤矿巷道支护设计要求。以往的锚杆支护理论包括：悬吊、组合梁、组合拱压等。这些理论研究都是建立在相应的假设基础上，根据不同条件和要求来描述锚杆支护的作用机理，而且力学模型和计算方法较为简单，无法适应当前煤矿巷道锚杆支护作用机理的理论需求，从而难以满足煤矿巷道锚杆支护设计的要求，需进一步加强理论研究。

其次，目前煤矿巷道锚杆支护参数的选取主要采用工程类比法和理论计算法及自身经验来完成，这几种参数选取的方法存在诸多缺陷与不足之处，无法有效确定锚杆支护参数。所以，采取有效的方法选取锚杆支护参数也是锚杆支护存在的问题之一。

最后，随着科学技术不断发展，各种新材料不断涌现，锚杆支护所需的材料种类不断增多。然而，集中且单独生产和制造锚杆支护相关材料的厂商或单位较少，在材料、工艺上缺乏标准性和规范性，不仅浪费大量材料，还影响了煤矿巷道锚杆支护的实际效果。还有，在煤矿巷道顶板岩层支护期间，如出现错动的情况，就会导致锚杆、锚索出现剪切受损。如金属锚杆设计不合理，在载荷作用力超出锚尾材料的承载能力时，锚尾就会受损破坏。

（三） 巷道围岩监测方面

在巷道顶板离层指示仪测定锚杆锚固的离层状况时，需在顶板出现冒落危险前设置相应的报警装置，从而避免顶板岩层出现冒落等安全事故。当前顶板离层监测采用的是离层指示仪，这种监测设备是一种机械式的测量方法，难以对巷道顶板岩层实施全面、有效的监测，从而对锚杆支护质量造成影响。在确定锚杆支护巷道顶板离层界限值时，多采用数值计算程序模拟及理论计算方法得出结果，然而在计算中的系数，需根据矿区环境进行变更和修正。另外，在实际运用过程中，要想保证锚杆支护质量，就必须充分考虑锚杆受力大小、巷道表面位移、巷道结构变化等多方面的影响因素，还需综合考虑各种复杂因素，如地质条件、环境条件、设计要求、施工要求等，以此制定出更加经济、可靠的锚杆支护方案。

二、解决锚杆支护问题的对策与措施

（一） 强化锚杆支护的理论基础

针对煤矿巷道围岩矿压的作用规律进行相应的研究，进一步研究不同荷载作用下，煤矿巷道围岩的变形、破坏规律，根据煤矿围岩在不同变形和破坏过程中的平衡结构特性，研究煤矿巷道围岩受损与施工作业中的破坏与受损情况相比存在的差异及规律。从而了解围岩稳定与不稳定的本质。另外，要对锚杆支护的作用机理进行深入研究，探讨和了解不同锚固方式形成的锚固体的力学特性，补充当前锚杆支护理论中存在的缺陷与不足之处。同时，要加强锚杆支护的变形机理研究，掌握不同锚固支护方式的变形特性及适用范围，并进一步加强锚杆支护结构体的特性研究。

（二） 完善和发展锚杆支护机具

虽然我国锚杆支护机具的种类较多，但是其整体性能及可靠性却相当低，例如，我国开发的锚杆钻机多达40多种，但是适用于煤矿井下锚杆支护作业性能及可靠性的只有4-5种。在煤矿开采深度不断增加的情况下，巷道压力增大，支护难度增加，尤其是没有进行支护的底板破坏趋势愈加突出。因此，要完善锚杆钻机性能和质量，开发新的锚杆钻机，由于煤矿生产条件越来越复杂，当前锚杆钻机已经无法满足实际需求，锚杆钻机在性能和质量方面需进一步加强，针对底板破坏趋势突出的情况，积极开发底板锚杆钻机和液压帮锚杆钻机。对于巷道支护配套机具设备，应保证其科学性和合理性，将连续式采煤机与锚杆钻车等作为巷道配套机具的生产系统，采用连采机成套分离系统装备，充分发挥其机动灵活、协调连续作业、速度快等优点。另外，还要积极引进和研制中型掘锚机组，针对我国煤矿开采的实际情况，选择符合各类煤矿巷道支护的配套设备，适合我国煤矿煤巷工况条件，从而保证各类机具及配套设备的有效利用，推动我国煤矿行业不断适应市场经济发展的需求。

（三） 缩小与国际先进水平的差距

近几年，W型钢带组合锚杆支护技术在煤矿巷道支护工程中得到广泛应用，而且取得非常可观的经济效益，但是采用滚压工艺生产W型钢的厂商较少，大多是冲压形成，这样不利于钢材的合理利用，难以保证W型钢带的质量。虽然该种钢带的整体强度较高，但是在煤矿巷道围岩中的强度较低，经常会出现螺母压入预留孔中，导致钢带失效。因此，W型钢带需要进一步加强质量控制，同时在实际应用中要完善和提高工艺水平，从而缩小与国际先进水平的差距。

另外，在煤矿开采条件越来越复杂的情况下，应采用巷道树脂锚杆技术的应用，该种技术正朝着高强度、高荷载的方向发展，这就需要树脂锚杆技术应用所需的材料要与其发展方向一致。当前使用的不饱和聚酷型树脂锚固剂存在固化收缩的问题，因此，开发无固化收缩和膨胀性好的树脂锚固剂尤为重要。我国树脂锚固剂生产设备较为落后，自动化水平不高，使得树脂锚固剂的质量得不到控制，所以研制高强度、性能好的树脂锚固剂是十分必要的。

结语

综上所述，虽然我国锚杆支护技术已经经历几十年的发展和完善，但是从整体质量和性能来看，依然存在很多缺陷与不足之处，无论是锚杆支护的理论研究还是锚杆支护设计与监测工作等方面，均有待加强和完善。因此，加强锚杆支护的理论研究，在施工工艺、设计及施工机具上不断创新，提高锚杆支护制作水平和监测手段，是保证煤矿开采安全、可靠的关键，也是提高煤矿行业安全生产、提高产量、保证质量效率的基本保障。

参考文献：

[1]邢会恩，杨涛.井下煤巷锚杆支护技术的探析[J].内蒙古煤炭经济，2013（11）.

[2]徐光，郭腾.浅析巷道锚杆支护技术发展必然性[J].山东煤炭科技，2013（5）.

篇4

关键词：煤矿巷道 锚杆支护 应用

0 引言

进行有效的支护对于安全生产而言有着重要的意义和地位。随着煤矿开采地区的地质条件各方面变得越来越复杂，对于支护的要求也相应增高。

其中锚杆支护在我国已经有了超过五十年的历史，锚杆支护技术在不断的朝着先进化方向前进。

然而随着煤矿巷道埋深增加，地质条件越来越复杂，以及强烈的采动影响，进行高强度的锚杆支护当中所出现的问题也随之增加。

支护效果不佳，无法保障安全生产，这就要求从优化锚杆支护设计等方面提高支护效果，保障在应用当中的有效性和高效性。

1 应用理论基础

锚杆支护的应用理论主要有三个方面的内容：

第一，加固拱论证。针对那些较为松散、破碎和脆弱的岩层，并不影响锚杆的使用，同样可以通过锚杆形成完整的承载结构。为了保障结构的完整性，在进行锚杆的安装之时，间距应该较小，这就能够在岩体里产生较为完整的，并且足以承受破坏上部分破碎岩层载荷的均匀压缩带。由于该观点将整体对锚杆支护的作用，进行了完全而充分的考虑，并且保障了在经济之上获得较大利益，所以在软岩巷道当中应用较为广泛。

在具有层叠状的岩层当中较为适用组合梁。此种方式的基础就是锚杆对岩层滑动又离层的相互制约作用，并且对于各方面都进行了综合性的考虑，最终形成了该原理。锚杆提供轴向力也通过该论证证明，并且通过锚杆支护能够有效的束缚离层，提高岩层间的摩擦和阻力，这样就和锚杆一起形成抗压力，共同阻挡岩层间的滑动。

悬吊理论是最早出现的锚杆支护理论，该理论较为简单，容易理解，并且运用也较为方便。悬吊理论较为适用上方岩层稳定，下方岩层破碎、松散的情况。

2 锚杆支护的不足和对策

2.1 锚杆支护的不足

目前我国的锚杆支护之上还存在诸多的不足，主要存在以下几个方面的缺陷：

第一，设计缺陷。我国针对煤矿巷道的锚杆支护之上制定了相应的规范，但被运用在实际当中之时，设计之上的缺陷依旧存在。对于锚杆支护的设计由于受到的制约和影响因素较多，所以设计不够完善和合理，甚至由于设计不科学而造成安全事故。

第二，材质问题。在选择支护的材料之时，由于选择的材料质量达不到相关标准和规范，最终导致支护达不到预期目标，无法保障生产的安全性。

第三，设备落后。目前使用的一些常规仪器，在精度和实用之上较为欠缺，无法满足在实际运用当中的需求。

第四，技术施工的不足。在进行具体的施工当中，由于技术限制无法完全按照设计进行，对于系统的理论无法领会、管理水平不高等。

2.2 对策

可以从以下方面完善以上存在的不足：

首先，引进先进技术。针对技术不足这个问题，可以通过引进同行业或者国外先进的技术，进而完善技术。同时要不断的进行自主创新，促进支护技术的发展。只有不断的提高锚杆的强度和刚度、可靠性，才能够切实保障煤矿开采的安全性和高效性，实现快速掘进。

其次，结合市场情况，调整产品结构，提升市场竞争力。

最后修订产品标准，建立健全相关法律法规。

3 实际应用分析

3.1 锚杆支护的应用发展

目前锚杆技术在我国的煤矿当中运用最为广泛和深刻，这种技术在各种地质复杂、条件困难的背景之下，由于其诸多的优势而表现良好。在巷道支护的发展过程当中，从木支护到后面的锚杆支护，这整个发展过程都说明了锚杆支护具有经济性和有效性，而且在开采煤矿当中能够提高生产效率，是实现快速掘进不可缺少的一部分。它保障了效益和安全的双赢局面，完美的攻克了支护之上的技术难题。

如今我国的煤矿需求在一定时期之内依旧会保持一个稳定上升，甚至快速上升的趋势，面对煤矿需求的增加，开采巷道各方面条件也越来越复杂。加之巷道当中多会出现矩形断裂面，它的承受力较小，所以长时间保护煤巷的柱体面也很小。以上的所有因素导致在开采煤矿当中对于巷道的安全支护非常困难、复杂，对于支护的要求也更高，而锚杆支护无疑很好的解决了这个技术难题。

通过科学合理的支护设计，保障预应力高且所支护的强度达到相关要求，避免再次支护。通过支护手段有效的保障了岩体的连续性，解决了在具有复杂性和深度较高的煤巷开采阻碍。并且为了更好的满足煤矿行业的需求，进一步的开发出，具有多种技术进行测试和维护的，成套性的支护技术。这就成为了在实际应用当中的一个首选，其能够有效的控制围岩的强烈变形，长时间的保持稳定，支护效果十分显著。

要提高锚杆支护的效果和普及应用，进行机械化施工是必要的条件之一。其能够有效的提高工作效率和质量，降低工作人员的劳动量、改善劳动条件等。

因此煤矿行业的工作人员一直致力于改进锚杆机具，提高相关技术水平，开发出综合性的设备，集掘进和锚杆于一体，有效的提高了工作效率，实现安全支护和快速掘进。

3.2 锚杆支护相关技术的进步

通过长期的发展，锚杆支护的测量手段呈现多元化趋势发展。在位移测量之上可以选用测杆、单点和多点位移计等方式进行。针对锚杆的锚固力和轴向力之上的测量，可以利用锚杆拉力计、托盘式压力盒等方式。这些多元化的测量方式，有效的为设计提供了重要依据。在锚杆支护当中，锚固的作用有两种效应：

第一种是轴向效应。它的主要作用是径向的作用于围岩，在最大限度之上保障三向压应力状态，从而确保进行开挖之后能够形成新的较为稳定的状态。

第二种是横向效应，主要是阻止剪切破坏。当岩体发生错动之时，或者受到的剪应力太大，就会相应的造成剪切破坏。

而锚杆支护的横向效应主要就是为了提高横向之上的抗剪切强度。通过锚杆支护的应用，有效的推动了煤矿企业的快速稳定发展，保障了煤矿巷道的安全性和稳定性，提高了工作效率。

4 结语

综上所述，随着煤矿行业的发展对于锚杆支护的运用越来越多，其不仅能够有效的解决了在复杂地质之下进行煤矿开采的难题，而且有效的实现了安全快速掘进的目的。

这就要求在之后的运用当中不断的提高锚杆支护的设计科学性、优化施工等，不断的提高锚杆支护的有效性和先进性。

参考文献：

[1]戴俊，郭相参.煤矿巷道锚杆支护的参数优化[J].岩土力学，2009，S1：140-143.

[2]康红普，王金华，林健.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J]. 煤炭学报，2010，11：1809-1814.

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关键词：煤矿巷道;支护技术;锚杆支护;应用分析

中图分类号：TU74文献标识码：A

1、煤矿巷道相关支护技术类型的介绍

1.1根据支护过程来对支护技术进行分类

就煤矿巷道支护技术来说，目前可以将其分为许多种类型。首先我们根据支护过程中对围岩产生的作用来划分的话，可以得到四种类型的支护方法。第一种支护方法是根据对巷道围岩的力学性质进行改善来进行实现的。第二种支护方法是对巷道围岩表面来进行作用而实现的。第三种支护方法是对巷道围岩的内部及表面来进行作用而实现的。第四种支护方法是对巷道应力进行降低来进行实现的。

1.2对各种支护技术的简单介绍

从这些支护技术的分析过程来看，砌碹支护技术就是一种作用在巷道围岩表面来实行的支护技术，这种技术在很早以前就在煤矿巷道支护的过程中得到应用，并在目前的一些煤矿矿井中仍然对其进行使用。但是在使用的过程中，一般都是将其用于对特殊巷道及硐室的支护过程中。对于棚式支护技术来说，原本在煤矿巷道的技术过程中占据有主导的地位，得到了广泛的应用，但是因为近些年来说，随着煤矿矿井的深度不断的加深，使得煤矿矿井的地形条件变得较为复杂，因此此种技术后来被锚杆支护技术所代替。对于锚喷支护技术来说，其在使用的过程中具有很大的优势，其中使用的过程，主要对其使用的是岩巷支护技术，其次就是对锚杆支护技术的使用，锚杆支护技术也在支护过程中占据了较大的地位。最后对于应力控制技术来说，它是属于一种能够对巷道应力做到有效降低的支护技术，这种技术使用的过程中具有较大的复杂性，因此并没有在实际的操作过程中得到较多的应用。因此目前在煤矿巷道支护的过程中，使用最为广泛的还是锚杆支护技术。

2、目前煤矿巷道技术在使用的过程中存在的现状及问题

2.1锚杆支护技术在煤矿巷道的应用状况就目前看来，我国的不少煤矿开采的深度已达到1000余米之上，不仅仅开采深度大，而且地质构造及其复杂，存在矿井灾害发生的可能性，给煤矿的开采带来了很大的困难。但在不断地技术改革和大量的资金投入，新型的技术和材料被应用到巷道支护中，为煤矿巷道支护技术提供了很大的保障。目前，就应用范围而言，锚杆支护技术已经由稳定的岩层、静压巷道、全岩巷道发展到了松软破碎岩层、动压巷道、采区煤巷；就锚杆的种类而言，也有了很大的改善，从木锚杆发展到了多种多样的金属锚杆；就支护形式而言，锚杆支护的形式由单一的锚杆支护发展到现在的锚网带及锚索等多种方式联合支护。这都大大推动了锚杆支护技术的发展，使得锚杆支护达到了97.15%的应用率。 2.2 锚杆支护存在的问题 虽然煤矿公司在巷道支护方面投入了很大的支持，但巷道支护技术仍存在很大的问题。其主要表现可概括为以下几点：  第一：随着矿井深度的不断增加和地质构造复杂性的增加，使得巷道的压力也越来越大。复杂的地质条件极可能留下煤柱、采区煤柱、断层构造带煤柱造成应力集中，就会增加煤矿巷道的支护难度，由于开采的进行锚杆从托盘拉断或者跟随煤体移动，也都会造成巷道的支护困难。  第二：当前的深部巷道围岩破坏机理仍然存在很大的问题，需要更多的理论研究来支持和完善相应的控制工作。  第三：当前仍然采用工程比拟法来对巷道的各个参数进行指导，没有形成一个科学严谨的计算机动态辅助系统和巷道支护合理性评价系统来支撑锚杆支护工作，也就无法保证巷道的最佳效果和煤矿的安全经济效益。 第四：软岩破碎带等地点锚网喷二次支护理论无法在深部动压影响区、构造压力带、软岩破碎带等特殊条件下使用，仍需进一步研究。 第五：当前使用的支护材料普遍采用螺距较大、锁紧力低的全螺纹锚杆，并且经受到大震动（如：放炮）后易出现松动的情况，还有其他一些材料和器械都不适应煤矿深部的巷道条件，无法满足所需的支护条件。 3、锚杆支护技术在煤矿巷道中的应用分析锚杆支护技术已经广范应用到多种煤矿巷道中，包括地质条件极其复杂的千米深井高地应力巷道、软岩巷道、强烈动压影响巷道、沿空掘巷与留巷。下面就其应用进行具体分析： 3.1锚杆支护技术在极软岩巷道中的应用分析软岩煤矿的煤层和顶底板岩层胶结相对较差， 并且煤岩体存在一些问题：如强度低、松散破碎、易风化、易崩解、遇水膨胀等，这就使得在软岩矿井中的巷道支护变得更加困难。对于具有膨胀性的极软岩，应该挖掘断面，并且使其呈直强半圆拱形，巷道采用树脂全场预应力锚固支护，同时用W护板、钢筋网、菱形金属网护表，锚杆全部垂直巷道表面。根据实际情况进行具体的参数设定后，总体上可以保证围岩的形变在可接受范围之内，从而保证煤矿的安全生产。 3.2 深部沿空留巷中的锚杆支护技术应用分析 深部沿空留巷中的支护问题是一项较为棘手的难题，要做好其支护工作，首先要根据本地巷道的实际参数确定锚杆的使用情况，如有的巷道可以组合使用强力锚杆和锚索，并使用W钢带和金属网户顶，应用高预应力和强力锚杆等强化支护效果。虽然巷道的围岩位移会明显增加，但在整体上能够保证围岩和填充体的稳定。因此，可以满足煤矿安全生产的需求。 4、对目前我国煤矿巷道支护技术的应用分析

4.1锚杆技术在煤矿巷道支护过程中所取得作用

就目前来说，在我国煤矿巷道的支护过程中，锚杆支护技术占据了支护过程中的主导地位，并且在很多煤矿巷道中得到有效的应用。锚杆支护技术的使用，不仅能够对煤矿企业的安全生产做到保证，还能够在使用的过程中对煤矿的经济效益做到了极大程度的提升，因此有人说锚杆支护技术的使用是煤矿采掘技术的一次革命。

在实际的应用过程中，锚杆支护技术也证明了其所具有的作用，它是巷道支护过程中最具有效及最为经济的支护技术之一，因此要想实现煤矿行业能够得到最大的经济效益，就必须要对锚杆支护技术的使用。

4.2锚杆支护技术的应用发展过程

就锚杆支护技术来说，其在应用的过程中，也经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护着一些发展过程。当期就此项支护技术来说，已经做到了对巷道围岩地质力学测试、动态信息支护设计、高强度与高刚度支护材料、快速施工机具与工艺、工程质量检测与矿压监测及锚固与注浆联合加固在内的锚杆支护成套技术的有效开发。使其成为煤矿巷道首选的支护技术。高强度、高刚度锚杆支护技术成功应用于千米深井巷道、软岩巷道、强烈动压影响巷道、沿空掘巷与留巷、采空区留巷等复杂困难条件，围岩的强烈变形得到有效控制，取得良好的支护效果。总起来说锚杆支护技术是不仅保证了采煤工作面的安全、快速、高效推进，煤炭产量和效益的大幅度增长，而且也深刻地改变了矿井的开拓部署与巷道布置方式，促进了矿井的和谐发展。 

5、结语

煤炭巷道支护技术的发展是一个不断进行的过程，在不同的阶段，都有其所对应的支护技术。这些支护技术的使用，给煤炭行业的发展起到了关键的作用。随着目前煤矿矿井条件的变化，因此在实际应用中，突出了对锚杆支护技术的应用过程。因此在未来，我们还需做到进一步的研究，促使煤矿巷道技术的不断发展。6、参考文献

[1]朱伟;王进龙;宗凤龙;;锚带网索支护技术在大断面切眼施工中的应用[J];煤矿现代化;2011年04期

[2]吉继瑜;;压力集中区巷道底鼓的控制技术[J];电子科技;2010年S1期

[3]白兰永;;葛泉矿复合厚煤层煤巷锚杆支护参数确定[J];煤矿安全;2011年09期

[4]张绪杰;王思文;郭杰凯;;凤凰山煤矿留小煤墙沿空掘巷及支护[J];陕西煤炭;2011年04期

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关键词 锚杆支护；快速掘进；支护方法；组合式支护；工程管理；人员培训

中图分类号TD3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）78-0150-02

0 引言

煤巷支护最先使用的是木支护技术，后来支护技术不断发展，出现了锚杆支护技术。与其它支护技术相比而言，锚杆支护技术能够显著的提高支护效果，增进支护技术，减小作业人员的劳动强度，在实际运用中具有重要的现实意义。

1 煤巷锚杆支护快速掘进技术的作用

在煤矿的开采加工中，快速掘进是保证煤矿能够稳定生产的基础。而要保证煤矿快速掘进，就必须充分发挥现代电气化与机械设备的作用。而要使现代电气化与机械设备能够安全可靠的运行，就必须保证煤矿巷道掘进系统的各个环节正常运行，比如支护、运输、供水、通风等。因此，煤矿企业要想增进掘进速度，就必须完善各项配套设备，尤其是改进支护技术，缩短运输时间。运用锚杆支护，能够显著提升支护效果，增进煤巷掘进速度，降低工人的劳动强度，有利于增强煤矿的生产能力，提高煤矿的经济社会效益。

2 煤巷锚杆支护快速掘进技术的影响因素

尽管在煤矿生产中，锚杆支护技术已经得到了较为广泛的运用，并取得了良好的效益。然而，由于我国锚杆支护技术起步比较晚，目前，还有多方面因素制约锚杆技术的发展，主要表现在以下几个方面：

1）锚杆支护设计方法方面。主要表现为设计方法不合理，设计比较单一，在实践中，基本上仅有两种设计方法，包括主工程类比法和理论分析法。但是这两种方法存在着缺陷与不足，主要表现为：工程类比法缺乏科学的设计依据，在设计的实践中大多数是凭经验设计。而如果运用理论分析法进行设计的话，由于矿井的实际情况经常发生变化，这就使得理论分析与实际情况存在着很大的差距。另外，运用这两种方法设计出来的支护参数，往往与实践存在着偏差，不能很好的适应工程的实际情况；

2）煤矿矿区地质条件方面。主要表现在对煤矿矿区地质条件的预测发生缺失。众所周知，煤矿矿区的岩体是相当复杂的地质体，因而，在支护设计的时候，需要全面的了解地质体的实际情况。然而，在实践中，很多的煤矿企业在进行支护设计的时候，没有全面的了解围岩的实际情况，忽视了对围岩强度、围岩结构、锚固性等相关参数的测试。这就使得在支护设计的时候，很多的缺点没有被发现出来，忽视采取相应的措施来加强锚杆的支护，由于锚杆支护欠缺牢固，因而容易导致顶板事故的发生；

3）锚杆施工工程质量方面。主要表现为锚杆施工工程质量不高，在锚杆支护作业的实际中，其工程质量容易受到施工现场情况和地质条件的影响，常常会发生锚杆失效、防水效果不佳的情况。发生顶板破坏失稳之前，常常没有明显的预兆，施工人员难以及时采取措施进行预防，一旦发生事故，往往规模很大，造成的破坏比较大；

4）支护工作人员技术方面。主要表现在工作人员技术水平低。从事煤巷锚杆支护作业的人员大多数缺乏专业的技能，平时也缺乏对他们的培训，技术水平不高，难以做好锚杆支护的各项工作。此外，在施工实践中，缺乏对施工人员的监督管理，难以对各项不当操作进行及时有效的管理和控制，使得工程质量难以得到保障。

3 提高煤巷锚杆支护快速掘进技术的策略

锚杆支护快速掘进技术对煤矿生产实践有着重要的作用，然而，现阶段存在着多方面因素制约了该技术的发展，为了因对这些问题，改进锚杆支护技术，笔者认为可以采取以下策略。

1）科学设计锚杆支护方法。美国、英国等发达国家的锚杆支护技术发展较快，水平较高，应该重视引进和吸收。在引进国外先进技术的同时，要注重结合煤矿的实际情况，将地应力现场实测值作为前提条件，建立相应的动态设计方法，将地应力学评估、初始支护设计、现场监测、信息反馈、设计的修正和完善有机的结合起来，增强对煤矿区锚杆支护技术的针对性，进一步提高工程质量，保证锚杆支护的可靠性和科学性。另外，在支护设计的时候，还要重视运用现代化技术和现代化设备，对围岩结构进行全方位的测量，加强对围岩的理解，全面了解煤矿矿区的物理学特性，为科学设计锚杆支护做好准备；

2）推进组合式锚杆支护体系。第一、采用抗破断强度的锚杆。一般使用的螺纹钢锚杆的杆体强度较小，在施工中不适宜采用。应该采用螺纹钢，这样能够增强锚杆的性能，提高锚杆的抗破断强度提高锚杆的支护强度。第二、采用预应力锚杆和锚索、桁架的组合支护。由于围岩不稳定，由于受到软岩层、地层压力的影响，因此，需要采用预应力锚杆和锚索、桁架的组合支护，这样有利于防止巷道变形，防止顶板离层，进而保证支护效果，保证施工质量。第三、规范监督管理，加强监测工作，及时掌握巷道顶板下沉及离层现象，进一步保证锚杆支护的可靠性、安全性，保证支护效果；

3）加强施工工程质量管理。施工质量管理是提高工程质量、保证支护科学合理的重要前提，因此，必须高度重视。具体措施可以是加强对煤巷锚杆支护技术的管理工作、注重质量管理、采取措施加强现场管理工作，在施工的时候严格按照各项要求进行。此外，监督管理部门要积极履行自己的职责，加强对施工的监督管理，进一步保证支护的质量；

4）注重锚杆支护人员的培训。设计和施工是保证锚杆支护质量的重要策略，因此有必要加强对支护人员的培训，提高支护人员的素质。一方面，要加强对支护人员的岗前培训工作，让他们熟练的掌握施工技术，在作业中严格按照相关规定进行操作；另一方面，要注重对支护人员专业技能的培训，让他们掌握专业的技术知识，做好施工的各项工作，保证整个工程的质量。

4 结论

总而言之，锚杆支护技术是一种有效的支护方式，在实际运用中具有重要的现实意义。它能够强化巷道围岩的强度，提高围岩的稳定性，并且支护成本低、成巷速度快、能够改善作业人员的作业环境，保证作业的安全，进而显著的提高煤矿开采的经济社会效益，代表着支护技术的发展方向，在实践中值得进一步推广与运用。

参考文献

[1]田福新.论掘进技术实现煤巷快速掘进[J].中华民居，2012（1）.

[2]侯朝炯，郭励生，勾攀峰.煤巷锚杆支护[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.

[3]汤永.锚杆支护快速掘进技术研究综述[J].工会博览，2011（8）.

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摘要:本文主要以某煤矿的巷道钢带锚网支护设计为例,对该煤矿在成功试验之前的锚杆支护巷道顶板破坏情况进行详细研究,同时严格按照锚杆作用原理,研究其巷道钢带锚网支护设计的全过程,以期有助于煤矿行业的健康发展。

关键词:巷道；钢带；锚网支护；设计

Abstract: in the paper, some coal mine roadway of steel strip anchor nets supporting design as an example, the coal mine in a successful test of the bolt supporting before of roof damage to study in detail, at the same time, in strict accordance with the anchor role principle, and study the steel belt anchor nets supporting of roadway the whole process of the design, so as to help the healthy development of the coal industry.

Keywords: roadway; Steel belt; Anchor nets support; design

中图分类号： U455.7+1文献标识码：A文章编号：

现今的煤炭生产已经进入到机械化生产阶段，在煤矿的有关运输巷以及相关的回风巷的支护方面，大多数采取了金属支架。但是随着近几年的综采速度的不断加快，相应的单产的幅度也得以提高，使得传统的支护方式很难适应实际状况的需要，因此，就必须进行一些创新与改革，其中，采取钢带锚网支护是一种行之有效的手段。 从几年来的实践操作来看，这种技术的大面积推广对于当下的煤炭生产是一次较大的革新，有力的促进当前煤炭生产的综合机械化，有效的发挥综机设备的性能，提高了煤矿行业的单产水平，用时也为相关的企业带来可观的经济效益。[1]

一、煤矿的相关概况

该煤矿的设计能力是150万吨，在实际中，其生产能力有300万吨。该煤矿7号煤层的厚度可以达到0.9m―1.6m，其平均厚度是1.3m，倾角是81°―87°，属于急倾斜煤层。该煤矿的7号煤的直接顶属于灰岩，其厚度大约为0.7m―2.4m，其平均厚度大约为1.2m，处于较稳定状态。煤层底板是属于中砂岩，其厚度大致为0.8m―3.0m，其致密坚硬。该煤矿整体的巷道要沿着7号煤的走向进行布置，一路沿着7号煤层的顶板进行挖掘。巷道的受力特点集中表现为：掘进过程的动压；底层垂直应力的作用；巷道开掘后产生的冲击力。因此，该巷道的破坏应该是由地层的垂直应力以及掘进过程中的动压造成的，再加上煤质性脆弱，这就更进一步的加重了巷道的折帮。[2]

二、钢带锚网支护的优势

本文该煤矿预想为矿工钢金属支架，但是由于支护成本过高，以及机器挖掘效率不高等原因，就设计了钢带锚网支护。钢带锚网支护的优势主要体现在以下几个方面：

（一）与传统的金属支架相比较，这种钢带锚网支护能够有效的减少有关开挖工作量，加快施工速度，提升相应的生产建设效率。

(二)这种支架能够有效的减少巷道的运输巷以及回风巷的超前翻架的相关工程量，保证前后三角点的顶板的完整性，而不受到二次翻架的影响,而且还可以大大降低对三角点进行管理的难度，有效的减少做相应的端头的时间，提高相应的回采速度。[3]

（三）在原先，运输巷以及回风巷近临采空区，往往应用传统的金属支架，以至于在回采期中，为了适应煤矿的正常生产建设需要，必须进行两次以上的翻修。而钢带锚网支护的利用则只需要做简单的维护，相应的减少人工以及坑木的适应量，有效的降低巷道维护的相关工作量。

（四）钢带锚网支护能够极大的提升巷道支护的安全性与可靠性。据有关的实验表明，钢带锚网支护的每根锚杆的锚固力能够达到7.001吨，完全能够满足相应的设计要求，使得巷道变形有很大的改善。

（五）大大的减少有关超前替支架的坑木。

三、该煤矿巷道钢带锚网支护的设计

按照7号煤层的巷道要求以及相应的围岩形态，巷道的断面设计为矩形，对于煤层的顶板设计则根据实际情况应用树脂锚固剂金属杆体锚杆支护，而对于煤帮则选取那些与钢带以及金属网支护相配套的树脂金属锚杆。[4]

（一）确定锚杆支护的参数

该煤矿的锚杆支护参数计算如下：

巷道的帮煤破碎深度：

其中，煤层的巷道挤压应力集中系数，为2.5；巷道的上方岩石的容重，为3KN/m3；从煤层的巷道到地面的距离是271m；有关表征的采动影响，其无因次参数，取1.2；煤层的抗压强度为220MPa；煤层的厚度，则为1.8m；煤层的内摩擦角则为65°。

C=[2.5×3×271×1.2(22×100)]×1.8×tg[(90°-65°)/2]=0.42m。

煤层的顶板岩层的松动度是:

其中煤层的巷道半跨距是1.4m；煤层的顶板岩石的稳定系数是0.4；锚固岩层的强度，平均为50MPa。

b=10(1.4+0.62)/(0.4×50)=1.01m。

依据相关的原理，煤层的巷道煤帮的侧压力是：Q=10.1×2.5×0.42×1.0×tg(90°-66°)=2.25KN/m。

顶板的锚杆长度是：

其中，锚固长度大约是0.3m；托盘螺母所需长度大约是0.25m。l=1.01+0.3+0.25=1.56m,在实践操作中，取1.6m。

顶板方向的压力是： QH=25×2×1.8×1.01=90.9KN/m。

锚杆的安装排距是：

其中，锚杆埋入的额定深度是0.35m，经相关计算锚杆排距是0.8m。每排锚杆的数目是：90.9×2.5×0.82=4.65，取5根。此外，安全系数是2.5；锚杆的理论锚固力是40KN，因此，S=0.7m。

两肩窝锚杆有关安装角度是：

其中，煤壁的稳定深度是0.42m；锚杆距离煤壁0.2m；锚杆锚入煤层的顶板长度是1.5m。因此，经计算，安装角度确定为72°。

顶帮锚杆一般使用的金属锚杆，长度为：16mm×1600mm。巷道锚杆之间的排距一般为1000mm×1000mm。顶层锚杆之间的排距一般是：800mm×700mm。

（二）钢带

一般来说,钢带的主要功能就是实现锚杆的一体,进行力的转移,从而构成一种整体性的支护。在实践操作中，钢带一般采用1400mm×40mm。

（三）金属钢

一般来说，煤层易片帮，在实践中，往往采取菱形的金属网，用来护帮，这种金属网的编制一般采取10号铁丝网，网孔一般为：50mm×50mm。

钢带锚网支护如下：

四、相关的施工要求

（一）在具体操作中，一般采取光爆技术进行现场爆破，这样有助于减少震动，保证巷道巷壁的平整，而且对于那些有条件的单位，最好能够采用掘进机进行施工。[5]

（二）认真按照相关的爆破图表打眼，进行相应的光面爆破。在打眼的时候，要有效的控制眼深以及相关的方向。一旦眼过深，则会使得锚固长度大大减少，就相应的降低锚杆的锚固力。相反的话，就会使得锚杆杆体太长，而起不到相应的支护效果。

（三）仔细的进行清眼，做到孔壁与锚固剂的牢固黏贴，有效确保锚固力。

（四）严格按照既定的位置以及相关的规范要求设置两帮的金属网，在整个施工过程中保证拉紧直，使得前后网互压茬要大于160mm。

五、支护效果研究

煤矿的巷道钢带锚网支护设计取得了很大的成功，在实践中也获得良好的经济技术成果。在整个实验过程中，钢带锚网支护始终呈现了优秀的力学特征，使得煤层顶板岩层得以有效加固，确保了整个巷道的顶板得以完整，煤矿巷道一直保持很好的受力情况，整个钢带锚网支护有效保证巷道的未变形。经相关实验数据表明，7号煤层所使用的钢带锚网支护设计，相比其它煤层所使用的矿用工字钢支架实现了支护材料的大大减少，其所用的钢材量仅仅占它煤层所使用的钢材量的9.8%，其所花费的支护成本仅仅为它煤层所使用的钢材初次投入的17.6%，占复用钢材4次的40.8%，同时还可以有效的减少相关的运载量，因此，这种支护设计得以在整个煤矿推广。

参考文献：

[1]何满潮.中国煤矿软岩巷道支护理论与实践[M].北京：中国矿业大学出版社，1996

[2]董方庭.巷道围岩松动圈支护理论及应用技术[M].北京：煤炭工业出版社，2001

[3]周煜博.不同类型“钢带”在锚网支护巷道中的应用[J].中国煤炭，2010年1月

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我国煤矿巷道支护技术经历了木支护、工字钢架棚支护、u形钢拱形可缩性支护和锚杆支护技术的发展过程。与棚式支架支护相比，锚杆支护显著提高了巷道支护效果，提高了支护速度，减轻了工人劳动强度。目前，煤矿巷道锚、网、喷联合支护技术已在国内外得到普遍应用，是煤矿实现高产高效生产必不可缺少的配套技术。

一、煤矿巷道锚、网、喷联合支护的相关理论及原则 目前锚杆支护理论有悬吊理论、组合梁理论和加固拱理论等。悬吊理论是最早的锚杆支护理论，特别是在顶板上部有稳定岩层，而其下部存在松散、破碎岩层的条件下，这种支护理论应用比较广泛。其主要缺陷是仅考虑了锚杆的抗拉作用，没有涉及其抗剪能力及对破碎岩层整体强度的提高。组合梁理论充分考虑了锚杆对岩层离层与滑动的约束作用，适用于层状岩层。该理论认为，锚杆提供的轴向力将对岩层离层产生约束，并且增大了各岩层间的摩擦力，与锚杆杆体提供的抗剪力一同阻止岩层间产生相对滑动。加固拱理论认为，即使在软弱、松散、破碎的岩层中安装锚杆，也可以形成一个承载结构。只要锚杆间距足够小，就能在岩体中产生一个均匀压缩带，它可以承受破坏区上部破碎岩石的载荷。 二、煤巷锚杆支护工艺要遵循四个原则

一是提高单根锚杆与单根锚索的强度，在保证支护强度不低于原有支护强度和巷道安全的前提下，减小锚杆密度，降低单位面积上锚杆数量，从支护设计上提高成巷速度；二是提高锚固系统的整体刚度，增加锚固区抵抗变形的能力。充分发挥大扭矩锚杆及高预紧力锚索的支护作用；三是大幅度提高锚杆的预紧力，提高锚杆控制围岩的早期扩容与离层的能力，最大限度地保持锚固煤岩体的完整性和承载能力，避免围岩产生较大的变形，使其强度过早、过快地降低。设计锚杆预紧力应达到其屈服强度的30%～40%；四是提高组合构件的强度与刚度。由于锚杆密度降低，锚杆间的距离增大。为了有效控制锚杆之问煤岩的变形、松散、破坏，需要增加钢带的强度与刚度。

三、对锚网喷联合支护的要求以达到快速掘进

3.1锚杆的材质、规格、间排距、安装（包括药卷的种类、数量及使用要求）、锚固力等要求；

3.2锚杆的孔位、孔深和孔径应与锚杆类型、长度、直径相匹配等要求；

3.3锚网的铺设与其他锚固装置连接牢固等要求；

3.4支护用的作业机具型号和有关技术要求（包括喷浆机具、锚杆钻眼机具、树脂药卷搅拌机具、张拉机具等）；

3.5支护工艺（包括临时支护和永久支护工序安排说明）；

3.6支护质量监测技术要求（锚杆扭矩、锚杆和锚索的抗拔力检查、顶板离层监测、保护层强度检测等试验器具及各类破坏性检查的控制要求）。

3.7临时支护

锚杆支护巷道掘进工作面应采用临时支护，不应空顶作业，其临时支护形式、规格、要求等应在作业规程、措施中明确规定。

四、煤巷掘进过程中的临时支护，是保证安全生产，提高掘进效率的一个重要因素

临时支护方法要求其操作简单方便，安全性能可靠，才能在生产过程中才能被有效地使用。目前在生产现场经常使用的临时支护通常有以下几种：

4.1点柱式安全点柱

点柱式安全点柱分为木点柱式和可伸缩式。

木点柱取材简单，直接选用圆木作为点柱，成本较低。但是移动不方便，不能随着巷高变化而变化。影响锚杆支护作业，使得作业的空间减小，不方便锚网支护施工。所以木点柱是锚杆支护工艺淘汰的临时支护方式。

可伸缩式的安全点柱有以下几种形式：金属摩擦支柱、内注式单体支柱、千斤顶式点柱。此类支护方式优于木点柱，能在一定程度上适应巷高变化。但是必须在将巷道工作面煤矸排出后才能使用，此类临时支护也不能较好地满足快速施工的需要。

4.2吊环前探梁支护

吊环前探梁支护，是利用吊环安装在锚杆外露丝扣部位，前探梁贯穿在吊环中移动，从而使锚网施工操作人员在前探梁掩护下作业，操作空间宽阔。吊环前探梁支护克服了支柱笨重移动不方便的缺点，能适应巷道高度变化，同时也使锚网施工操作空间达到最大化。但存在以下不足：前探梁不能接顶，不能对顶板起直接支撑作用，仅能对跨落矸石起缓冲作用，对前探梁下工作人员不能起到本质的保护作用；上下山施工中，前探梁下蹿易造成伤人事故，故在上下山施工中也不能很好的应用。

4.3掘进机机载式临时支护

利用综掘机的泵站供高压液压油，经溢流阀到操作阀，再经分流集流阀分流，控制截割臂上架体的折叠、伸缩等油缸，托住暴露的顶板，起到临时支护的作用。该临时支护存在以下问题：局部影响综掘机司机的视线；支护面积较小，不能覆盖一个循环进尺范围内顶板；使用临时支护时，截割头离迎头距离太近，造成了迎头操作空间狭窄。

五、锚网喷联合支护快速掘进的技术手段 5.1发展掘锚新机具 当前煤巷快速掘进的施工方法为：掘进机割煤--桥式胶带转载机和固定皮带机运煤--敲帮问顶--顶锚杆机打顶眼并安装、帮锚杆机打帮眼并安装，实现一次成巷、及时支护。就目前的施工工艺而言，影响快速掘进的主要因素有两方面：一是掘进机割煤速度；二是锚杆机打眼及安装速度。要实现快速掘进，一方面要发展应用大功率掘进机，如ebz230型；另一方面要研制新型锚杆钻机。现在澳大利亚液压工程公司生产的机载锚杆机，拥有ar04000系列顶锚杆钻机、ar05500系列帮锚杆钻机等型号，可安装在任何型号掘进机上，以掘进机自身液压系统为动力，具有安全、高效、准确、快速、使用寿命长等优点，能够实现顶帮锚杆的快速安装。它将是我国煤巷快速掘进的又一发展方向。 5.2发展联合支护形式扩大应用范围 稳定的围岩采用单一的锚杆支护是可行的，但是在受到动压影响，处于软岩层中，围岩容易变形、地层压力大的不稳定围岩，则必须采用不同的锚杆联合支护。不稳定或极不稳定的--v类巷道。这类巷道的特点是围岩破坏范围和变形量大，除锚杆支护配合菱形网支护外，还应采取缩小锚杆间排距、配合锚索梁加固、架棚、顶板注浆等特殊手段加强支护。另外，在跨度较大的巷道交岔点、硐室、切眼开门口和地质构造破碎带，单纯的锚杆支护不足以维护巷道稳定，还须用上述手段辅助加强支护。如果这些问题得以解决，就可以把锚杆支护作为唯一的顶板支护方式，实现巷道支护锚杆化，进一步提高巷道的掘进速度。

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关键词：煤矿；掘进巷道；顶板事故；预防措施

中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）07-

煤矿巷道顶板事故指的是矿工在采煤的时候，顶板突然冒落，最终导致采煤人员伤亡、采煤设备损坏、采煤工程停止。一般情况下，根据煤体的强度以及煤体层理发育程度，确定断面形状以及支护形式。在实际生产过程中，巷道可能出现断层，顶板容易松动或者破碎。因此，研究断面形状、支护形式对顶板事故的影响，可以改善巷道围岩的受力情况以及变形情况，有效预防煤矿顶板事故。

1 进行断面优化预防煤矿掘进巷道顶板事故的发生

1.1 采取措施，优化巷道的断面

煤矿巷道断面选用拱形顶板、直墙与弧形底角的形状，不仅施工快捷简便，还能够改善巷道围岩的受力状态，提高巷道围岩的承载能力。通过数字模拟软件以及图像处理技术，比较弧形底角的巷道断面和常规直角巷道断面，计算它们的受力情况和变形情况。经过检测发现，弧形底角断面与直角断面相比，剪应力减少了43%，最大主应力和最小主应力分别减少43%、69%，巷道顶板下沉量减少2%，底鼓量减少了42%。

1.2 优化结构，防止巷道冒顶

在煤矿的巷道中，经常采用支护形式是锚杆和锚索联合的组合拱。组合拱的作用主要是悬吊作用和加固拱作用。组合拱可以承担冒落岩层以及软弱岩层的重量，还可以增加岩体的硬度，防止巷道围岩的松动变形，加固拱的作用。

当巷道走向与岩层倾向之间的夹角很小的时候，可以向岩层中打入一根长1.8m的锚杆。如果巷道的顶板不破碎，打入锚杆的方向可以与巷道的拱形边缘垂直，在这种情况下，锚杆的悬吊作用比较小。如果巷道的顶板破碎，锚杆打入的方向应该随着岩层的倾向而变化。

当巷道走向与岩层倾向之间的夹角非常大的时候，无法将锚杆的另一侧打入到岩层，此时，联合拱起不到悬吊作用和加固拱的作用。如果另外一侧的岩层不稳定，那么就会加快岩层的破裂和分离，锚杆就会失去加固作用。

在设计锚杆支护形式的时候，不仅要考虑岩层的厚度，还要考虑岩层与巷道之间的夹角，根据实际巷道情况，选择不同长度的锚杆或者选择用锚索代替锚杆，从而达到加固的作用。

2 改善支护施工形式预防煤矿掘进巷道顶板事故的发生

巷道围岩在高应力的作用下，由于向巷道内挤入，所以很容易发生软化以及破碎的现象，而巷道的顶板受到挤压，很容易发生弯曲变形的现象。另外，巷道内经常会出现底鼓现象。因此，巷道的支护施工非常重要。

2.1 巷道支护的设计原则

在巷道的支护施工过程中，一定要遵守支护原则：支护设计以护为基础，采用带压和让压支护，采用高强度的锚杆和锚索支护，控制巷道围岩的受压情况和变压情况；以加强支护为重点，防止巷道岩层的破碎和脱落，防止锚杆和锚索的失效，防止巷道由于局部变形而遭到损坏。

2.2 掘进巷道的支护形式

2.2.1 预留煤柱支护。预留煤柱是传统的巷道支护形式。由于巷道的上区段为运输平巷，下区段为回风平巷，在上区段与下区段之间预留一定宽度的煤柱，使回风平巷避开支撑压力的峰值区。预留煤柱支护技术非常简便，而且还有利于通风和排水。但是预留煤柱支护也存在一定的缺点，预留煤柱支护的支护费非常高，煤柱的损失非常大，而且巷道的维护非常困难。煤柱的支撑压力传播到底部时，会对临近巷道的稳定以及临近煤层的开采造成一定的影响，还会成为冲击地压的安全隐患。

2.2.2 矿用支护型钢。矿用支护型钢主要有U形钢和工字钢，矿用支护型钢主要用于圆形、半圆拱形以及椭圆形的巷道断面。矿用支护型钢的韧性非常好，矿用支护型钢还具有非常高的抗拉、抗压以及抗剪强度。由于使用环境非常恶劣，使用条件相当复杂，因此，矿用支护型钢的性能要求非常高。

巷道的支架需要承受横向载荷以及纵向推力，所以巷道支架两个方向上都应该具有足够的承载负荷能力，矿用支护型钢断面的集合参数取决于抗弯截面模量，抗弯截面模量应该与巷道支架的承载负荷能力数值接近。另外，矿用支护型钢的集合形状与支架的可缩性能还存在着一定的关系，尤其是对U形钢影响。所以，矿用支护型钢的集合形状在锁紧和滑移的时候，应该满足矿用支护型钢接触面面积大、滑移平稳、受力状况良好的要求。

2.2.3 可缩性支架。金属支架的承载负荷能力包括实际承载能力以及极限承载能力。可缩性支架在收缩阶段表现出来的承载能力就是实际承载能力，实际承载能力取决于连接件和支架的工作状况。可缩性支架在刚性阶段表现出来的最大承载能力就是极限承载能力，极限承载能力的标准是不出现塑性变形。一般情况下，极限承载能力大于实际承载能力，而可缩性支架最理想的状态就是实际承载能力与极限承载能力接近。

2.2.4 锚杆支护。锚杆是锚固在巷道岩层内的杆状物，锚杆可以加强巷道围岩的稳定。围岩与锚杆共同形成了锚杆支护系统。煤矿巷道的地质环境不同，锚杆的功能也不同。目前，我国的锚杆支架主要三种：摩擦式锚杆，比如缝管式锚杆等；机械式锚杆，比如楔缝式锚杆等；粘结式锚杆，比如水泥砂浆锚杆以及树脂锚杆等。锚杆支护主要是为了加固巷道围岩，加强巷道围岩的稳定性。锚杆支护可以使巷道围岩从载荷体变成围岩承载体。根据相关研究，在地质条件相同的情况下，比较金属支护和锚杆支护的作用，发现巷道围岩的移近量减少了一半。在实际煤矿巷道支护过程中，当单体锚杆无法控制巷道围岩的时候，我们还可以采用组合锚杆的支护形式。组合锚杆有两种形式：一种是树脂锚杆支护形式，树脂锚杆的掩护网可以选择金属菱形网和金属经纬网等，在实践中效果较好的树脂锚杆有：W型钢带和M型钢带等；另外一种是桁架锚杆支护形式，桁架锚杆由锚杆、拉紧器以及垫块等组成。

3 结语

根据实际地质条件与岩层性质，选择合适的巷道断面形状以及巷道支护方式，优化断面设计、防止巷道冒顶，可以有效加固巷道围岩，保障巷道的质量，预防顶板事故，减少煤矿工人的操作危险。

参考文献

[1] 郑伟.浅谈新疆焦煤集团1890煤矿掘进巷道支护方式

[J].能源技术与管理，2012，（3）：78-79.

[2] 林大力.煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化研究

[J].现代矿业，2011，（4）：90-92.

[3] 马华，刘飞.井巷中巷道的断面设计与支护[J].煤矿现代化，2011，（4）：67-68.

[4] 葛春贵.回采巷道支护设计决策系统的设计与实现[J].煤炭科技，2009，（3）：45-47.

[5] 张伟，要择强.复杂地质条件下巷道支护方式优化研究

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【关键词】锚杆支护；问题；策略；围岩监测

一、锚杆支护技术存在的问题

（1）地质方面的问题。锚杆支护质量与巷道地质工作密切相关，煤矿地质环境复杂、基础信息匾乏。我国煤矿有围岩稳定的l、2类巷道，也有围岩不稳定和极不稳定的4、5类巷道。所以，锚固结构要具有相应的变形适应性并保持足够的承载能力及对围岩变形的约束力，使围岩重新形成平衡状态，这给锚杆支护技术的应用带来了较大的困难。地应力实测技术是煤巷锚杆支护技术体系的核心技术之一，实施地应力实测是煤巷锚杆支护设计的基础。（2）设计方面的问题。第一，锚杆支护的机理。现有锚杆支护理论存在一定的局限性，还不能满足复杂条件下特别是全煤及软岩条件下巷道围岩支护设计的要求。传统的锚杆支护理论有：悬吊理论、组合梁理论、组合拱压缩拱）理论。它们以一定的假说为基础的，从不同角度、条件阐述锚杆支护的作用机理，并且力学模型较为简单，计算方法简单。现有较为成熟的锚杆支护理论也难以满足指导回采巷道特别是全煤巷道锚杆支护设计的要求，需要加强多方面的研究。第二，锚杆支护参数选取。锚杆支护参数的选取主要是采用经验法、工程类比法和理论计算法，而这三种方法存在着弊端，不能完全确定锚杆支护参数。正确进行锚杆支护参数的选取已成为关键问题。第三，锚杆种类。随着新型材料的不断发展，各种新材料锚杆也不断涌现。而单独进行锚杆生产与研发的单位却较少，在材料、工艺上没有实现规范化，浪费材料，也影响了锚杆的支护效果。顶板岩层的层间错动会使锚杆、锚索发生剪切破坏。金属锚杆结构不合理，在偏心载荷超过锚尾材料的强度极限时，锚尾发生破坏。（3）围岩监测方面的问题。顶板离层指示仪测定锚杆锚固的离层状况，对顶板出现冒落危险进行报警，以杜绝顶板事故。对顶板离层监测普遍使用的是离层指示仪，这是一种机械式测量方法。确定锚杆支护巷道顶板离层界限值，采用数值计算程序模拟及经验公式计算得出，但公式中的系数需在具体矿区环境下不断检验和修正。在实际运用中，还需要与锚杆受力大小、巷道表面位移、巷道外观形态变化等进行考虑。进行锚杆支护要综合考虑各种复杂因素，如地质因素、工程因素、设计因素、施工因素等，从这些因素中找出可靠、经济的锚杆支护方案。

二、提高锚杆支护技术对应策略

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关键词：采准巷道 全锚支护 钻具 选型

采准巷道全锚支护是指以锚杆、锚索为主要构件，配合钢筋托梁、金属网等起补强作用的辅助构件作为支护方式，开掘的综采工作面进回风巷、切眼等巷道。由于采准巷道皆为煤巷，采用全锚支护与传统的架棚支护相比，具有支护效果好，工人劳动强度低，成本低等诸多优点，所以，近几年来，采准巷道采用全锚支护技术蓬勃发展，方兴未艾，已成为高产高效矿井采准巷道首选的支护方式。兑镇煤矿采准巷道全锚支护至从推广应用以来，取得了较好的经济效益。采用先进的、可靠的钻具是提高采准巷道全锚支护单位进尺的有力保障。为此，有必要介绍一下煤矿采准巷道全锚支护钻具的选型和使用情况，以供兄弟单位学习和参考。

1 煤矿采准巷道全锚支护钻具的使用和现状

煤矿采准巷道至从推广锚杆支护以来，最初钻具使用煤电钻。随着煤巷锚杆支护技术飞速的发展，采用煤电钻打注锚杆已严重地制约着锚杆支护技术的快速推广。主要存在以下缺陷：①钻孔效率低；②工人劳动强度大；③综保和电缆故障率高；④综保保护插件使用不住，电缆容易产生失爆；⑤掘进过程中综保处于移动状态，主、辅接地解决非常令人头痛。所以，综保-煤电钻系统在瓦斯及高瓦斯矿井煤巷锚杆支护方式中已退出历史舞台。目前煤矿煤巷全锚支护主要以单体风动锚杆钻机为主，根据钻孔位置的不同分为顶板锚杆钻机和侧帮锚杆钻机。

1.1 顶板风动锚杆钻机 顶板风动锚杆钻机以江苏矿山器材厂生产的MQT-120/2.7型气动锚杆、锚索钻机为主，其主要技术参数：①适应岩石硬度：f

1.2 侧帮风动锚杆钻机 侧帮风动锚杆钻机以济南交通机械厂生产的ZMS3型手持式气动煤帮锚杆钻机为主，其主要参数：①工作气压：0.4-0.63MPa；②额定转速：

420r/min；③额定扭矩：≥30Nm；④最大扭矩：≥80Nm；⑤空载转速：≥1000r/min；⑥额定功率：1.3kW；⑦空载耗气量：2.2m3/min；⑧冲洗水压力：0.2-1.5MPa；⑨整机重量：7.6kg。

该钻机以压缩空气为动力，驱动齿轮式马达旋转，经齿轮减速后输出扭矩。主要用于煤巷掘进时侧帮锚杆孔的钻削，树脂锚杆的搅拌及螺母的安装，目前已在煤矿各个综掘队推广使用。

2 煤矿采准巷道全锚支护钻具优缺点

煤矿采准巷道全锚支护钻具采用MQT-120/2.7型气动锚杆、锚索钻机和ZMS3型手持式气动煤帮锚杆钻机经过两年多的配合使用，煤巷全锚支护成绩斐然，与这两种钻机正确合理的使用是分不开的，但这两种钻机各有它的优点和不足，有的地方仍需改进和提高。

MQT-120/2.7型气动锚杆、锚索钻机的优点：①钻机总体布局合理，结构紧凑，体积小；②气腿缸筒截面大，增大了推进力；③齿轮式气动马达运转平稳，可靠性强；④单体三级缸气腿，适应性强；⑤以压风为动力，故障率低，作业效率高。

MQT-120/2.7型气动锚杆、锚索钻机的不足：①整机偏重，在工作面移进移出不方便；②凸轮离合器使用寿命短。

ZMS3型手持式气动煤帮锚杆钻机的优点：①重量轻，仅为7.5公斤，体积小，操作简单；②故障率低，维修方便。

ZMS3型手持式气动煤帮锚杆钻机的不足：①齿轮马达，输出扭矩小；②无动力推进装置，人工推进效率低。

3 煤矿采准巷道全锚支护钻具的发展趋势

实践证明，煤矿煤巷全锚支护取得了较好的经济效率，主要表现在以下几点：①锚杆支护使传统的被动支护变成主动支护，支护效果好，延长了巷道使用期限；②可以节约大量钢材和木材，同时大大地减少了支护材料的运输量；③风动钻机的使用，加上支护材料量减少，工人的劳动强度降低；④全锚支护简化了采煤工作面端头支护工艺，有利于工作面的快速推进，实现高产高效。综上所述，采准巷道全锚支护优点较多，但目前采用EBZ-135综掘机配合单体风动锚杆钻机掘进单进水平仍较低，无法解决煤矿采掘衔接紧张的局面。所以，煤矿已申请引进天地科技股份有限公司MLE250/500-M型带机载锚杆钻机的掘锚联合机组。该机组设计时从总体上考虑了掘进机和锚杆机的工作状况，将两者有机地结合在一体，不仅避免了钻机有掘进机相互干涉问题，而且达到了掘进和打锚杆能平行作业的工况。使锚杆、锚索支护紧跟工作面迎头，提高了掘进速度。另外，该机组自带临时支护托梁，所有操作都在有支护的状态下进行，安全性高。MLE250/500-M型掘锚联合机组的使用一定会给煤矿带来更大的经济效益。

参考文献：

[1]卢喜山，雷养锋，姚理忠.全锚支护技术在德国煤矿的应用[J].煤，2000（06）.

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[关键词]煤矿 开拓 掘进 因素 施工技术

中图分类号：TD263.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0034-01

巷道掘进技术与煤矿生产息息相关，保证巷道掘进相关员工素质、技术设备、管理制度、安全措施和技术创新等，可以有效提高煤矿生产效率。综采技术在现代快速发展，人们对矿井瓦斯的需求日益增加，然而掘进技术低下导致了一系列安全生产问题，掘进技术相对低下导致的掘进速度达不到要求也是制约煤炭生产的一个主要问题。我们要分析如何实现安全快速掘进以利于煤矿安全生产。

1.影响煤矿开拓掘进工程快速施工技术的相关因素

1.1 机械设备等是否与日俱进

随着科技技术的日新月异，越来越先进的掘进设备被开发出来。煤矿巷道掘进是一个施工工艺要求高的一项技术，需要更加科学、有效和安全的掘进设施。目前我国的煤矿掘进设备也在不断更新发展，然而与国外一些先进技术相比水平仍然比较落后。目前各种集成化、自动化智能化技术正迅速发展，然而我国在这几个方面的技术还需要继续发展。如钻眼、爆破与装运方面设备的选择是否合理及使用是否正确是直接决定巷道掘进速度的关键因素，然而目前我国普遍使用的设备是气腿凿岩机，输出功率相对较小，钻速较低，需要多机作业才能提高工作面钻孔速度，掘进效率十分低下。国外在大断面巷道中却基本上均采用盾构机及 TBM 掘进机，在小断面采用凿岩台车，钻孔实现了智能化、自动化控制，相比国内速度更快，成本更低，工作效率更高，巷道掘进也更安全可靠，掘进效率得到提高。

1.2 施工工艺是否先进

由于设备的限制，我国井巷掘进当前采用的多是钻爆法施工，一般采用锚喷支护。这使得我国掘进的施工效率、安全问题、作业时间、生产成本方面比传统的方式效果好，但是仍存在许多问题。例如巷道锚杆、锚喷等支护方式造成网、喷质量差，或是锚杆安装技术不足造成安全隐患，严重影响井巷掘进速度。合理选择锚杆以及保证安装技术的纯熟锚杆关键要选择正确型号和严格按照规范进行安装。掘进工程中的支护和巷道掘进分离工作是目前研究的主要施工工艺，支护和掘进分离的实现对提高掘进速度有很大的意义。矿井老化以及设备故障问题如果得不到很好的处理，将会严重威胁接下去的掘进工作效率性以及安全性。

1.3 地质条件好坏

地质条件复杂多样，掘进过程中必须根据实际地质条件作出相应的处理，稳固顶底板，保证施工的安全。

1.4 施工管理方式制度

施工的管理对人员的选择和分配、施工质量、生产成本、施工效率有极大影响。有效的施工管理可以更加合理地对施工人员进行安排，可以有效监督施工质量，避免许多浪费问题和安全问题。

2.如何实现煤矿开拓掘进工程快速施工

2.1 创新改进施工工艺

支护工艺与技术必须严格设计以确保支护强度。根据现场实际情况，综合性地对锚杆支护设计、支护材料、施工工艺及施工监测进行分析，选择合理的掘锚工艺技术，对锚杆支护参数进行优化处理，解决松软顶板巷道支护技术难题，避免作业工序的多余冗杂，加快锚杆支护速度，减少安装锚杆所花时间。研究开发锚杆快速安装工艺，提高支护效率。在掘进过程中，要不断地对掘进工艺进行改进和创新，最大地发挥出掘进设备的使用性。

2.2 推广改进先进掘进设备

我国传统进行顶板锚杆眼的钻孔、顶板锚杆的搅拌安装的设备，人工操作还比较多，随意性比较大，安全可靠性较小，安装质量较低。改用先进的机械安装，可以减少人工操作，对安全可靠性和施工质量都有较大提高，避免了锚杆人工使用扳手紧固时随意性强、无法保证预紧力等问题。引进大功率气扳机来安装锚杆，也能减少人工紧锚杆，提高锚杆安装的质量，减少支护的时间，提高巷道掘进的效率及水平。引进掘锚一体化钻机，以对硬岩煤巷更好地进行施工。引进或研发大扭矩旋转，提高钻眼速度，增大掘巷效率，可以更好地在硬岩条件下进行打眼。综合分析我国地质现有条件，引进发展新型的掘锚机械用具，总结推广以往锚杆支护的各项技术和经验，引进国内外先进设备、技术、工艺。

2.3 改进地质探测技术

地质条件直接影响煤矿采掘环境的好坏，对掘进速度的快慢是关键影响因素。若是能够很好解决地质条件问题，煤矿开拓掘进作业将得到更好的安全和技术应用保障。运用先进的地质探测技术，可以对地质进行更加精确和完整的测量，根据得到的准确数据可以更好的进行科学合理的施工设计，避免或减少可能出现的各种地质问题引起的施工障碍，提前做出相应处理。对地质构造、水文地质等的准确测量，可以避免透水、瓦斯事故等安全问题，提供更大的安全保障。

2.4 加强施工的组织管理

为了更快速、更优质、低耗能和高安全地施工，除了有先进的设备技术及合理的地质选择外，还要进行有效的、科学的、系统的施工组织与管理。对现场施工人员的必须做好相应技术培训，保障员工技术达到施工要求，提高员工综合素质，确保煤巷施工质量和安全。严格对施工进行管理，按照相应政策对施工进行指导。建立健全各项安全管理制度和施工技术规范，对掘进施工人员加强技术和安全管理，提高管理对施工效率的监督作用。实行奖惩制度，提高施工人员积极性及责任性。有效监督地质探测，保证掘进工程的安全。

3.总结

快速掘进是一个综合性工程，包括人员配置、技术设备、生产工艺、管理技术及安全问题等各种方面，要提高掘进效率，保证每个方面的质量是关键。希望相关人员能继续研究相应技术，为我国能源开采提供更多更好的保障。

参考文献

[1] 郎冲伦.浅谈煤矿开拓掘进工程快速施工技术[J].技术与市场，2014，（7）：208-208.

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关键词：煤矿巷道；锚杆支护；应用实例；煤炭开采；安全事故 文献标识码：A

中图分类号：TD35 文章编号：1009-2374（2015）03-0160-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0269

煤矿巷道锚杆支护应用于煤矿开采中已经将近有70年，由此可见这项应用技术在我们国家煤矿开采中的重要性。锚杆支护技术已经得到广大工程技术人员和煤矿企业的认可，具有有效、主动、快速等特点，经过多年的工程实践以及不断改进和研究，已经成为煤矿巷道的一种非常重要的支护形式。我们必须不断分析与研究煤矿开采工程中煤矿巷道锚杆支护技术的应用价值，为煤炭开采企业的发展奠定基础。

1 煤矿巷道锚杆支护技术概述

锚杆支护技术是指利用锚杆的特有作用也就是轴向作用力，利用这种作用力将周边煤矿岩石的各种单向力或者是双向作用力转换成为三向受力，这样大大降低了巷道的作用力，提高了锚杆的支护作用力的综合技术。锚杆支护技术能够改变高压岩石的承载力，提高支护工具的抗压能力，从而实现对周边的物体承载能力进行分化与控制的目标。

煤矿巷道锚杆支护的发展历史较为悠久，在我国煤炭开采行业中运用的次数比较多，经历了不同的发展阶段以及发展形式。这些形式基本上概括为机械形式的支护手段、钢丝绳混合砂浆形式的支护手段、支护的顶端采用树脂的形式以及混合水泥等锚杆支护形态。若从稳定性和支护强度角度出发，传统的锚杆支护依旧为适用于简单地质环境的被动支护，直至后来引入了高强度螺纹钢、动态支护设计等新技术、新材料后，锚杆支护的主动性和稳定性得到了较大改善。

煤炭巷道锚杆支护能够有效地控制周边岩石的发展趋势，保证巷道工作的安全性能，改善煤矿开采的工作环境，从而提高煤矿开采的效率。

2 煤矿巷道锚杆支护技术的具体应用

2.1 煤矿开采工程的基本简介――以平庄矿区中典型的红庙煤矿为例

红庙煤矿是我们国家比较典型的软基石岩层矿井，软基层特性决定了周边的岩层稳定性能比较差，煤矿层与基石层之间的衔接比较差，这就导致岩层极其容易被风化与水蚀。这种煤层情况下，巷道锚杆支护工作难以开展，需要不断改进与完善，加大了煤矿开采的成本，提高了危险性能，比一般的煤矿开采难度上升4%～6.2%，严重地影响了红庙煤矿开采的

进度。

2.2 煤矿巷道的相关概述

煤矿巷道是指在煤矿开采过程中为了保障开采工作正常与安全运行所挖掘的通道，其主要功能是为了输送煤炭、提升煤炭、动力资源输送以及便于通风与排水等。一般的煤矿巷道的截面形状为拱形、梯形或者是马蹄形等。煤矿巷道通常有直立巷道、水平巷道以及倾斜巷道，不同的巷道类型有着各自的功能作用，都是根据实际的煤矿开采情况进行设计，因此必须慎重地进行

抉择。

2.3 煤矿开采的基本条件

煤矿开采的层次：平庄红庙煤矿4号煤井中的4-2层

开采煤层的基础条件：4-2层与其紧密衔接的4-1层的距离比较短，4-2层同4-1层两层之间的最小化距离仅仅有5.5m，最大差距仅仅是8.8m，并且4-1层煤矿已经完成了开采工作。

4-2煤层的基本厚度为6.11m，并且这层煤炭内部含有许多层的夹矸。

煤层的倾斜角度大致为14°～15°。

煤层单轴抗压强度仅为4.8MPa，顶板砂质泥岩强度为15～35MPa，直接底为砂质泥岩，单轴抗压强度为23.5MPa，且具有膨胀性。

2.4 采用树脂与锚杆综合的支护技术

由于红庙煤矿4号煤井的特殊性，我们采用的是树脂与锚杆综合的支护技术。锚杆长2.3m采用Φ21mm的左旋无纵筋螺纹钢，顶端用快速锚固剂、后部用慢速，锚杆的基本排距为900mm，顶板每排7根，间距为860mm；每排每帮3根锚杆，间距为700mm，锚杆预紧力距为450N・m。锚杆索是20mm，利用树脂端部来加强坚固性，在每个2m的距离内要使用3跟锚杆固索，之间的距离是1.32m，其拉力为190～240kN。

2.5 根据具体的接近量与膨胀量进行支护

准备工作就绪之后开展支护工作，根据具体的接近量与膨胀量进行支护。当煤矿巷道距离地面20m以上时，锚杆支护的承载力也就越大，但是在挖掘到120m的时候趋于稳定，需要张拉锚杆固索，以此来稳定巷道，保证巷道的稳定性。

3 煤矿巷道锚杆支护应用过程中的注意事项

在进行煤矿巷道锚杆支护工作的过程中，我们应当时刻注意以下问题，这样才能够最大程度地提高巷道的稳定性与安全性：在进行巷道挖掘的过程中要时刻勘测周边岩层的环境以及抗压承载能力，避免出现坍塌与塌方的现象；锚杆支护工作要严格按照相关的标准与制度进行，不可随意对待；锚杆之间的距离应当经过详细与精确的测量之后才能实施；巷道挖掘以及锚杆放置的材料与工具必须符合国家部门的规定，切忌偷工减料，提高安全性与稳定性；煤矿巷道锚杆支护应用过程中要时刻检测锚杆的稳固性，严格地测量与记录锚杆的承压力与拉力数值，积极预防突发事故等。

不仅如此，煤矿巷道锚杆支护实施过程中若是受到其他方面的阻碍，一定要利用科学合理的方法进行解难，迅速查明原因，采取有效的措施加以解决与改进，只有彻底解决之后才能够继续开展锚杆支护工作。煤矿巷道锚杆支护工作人员必须严格遵守相关方面的程序，加强监督与管理工作，保证每项工作的质量符合煤矿巷道挖掘要求，从而提高煤矿开采工作的安全性。

4 结语

煤矿开采行业的工作质量是我国其他行业发展的重要前提与基础，是社会生产与生活活动的重要资源。伴随着我国经济水平的提高和科学技术水平的发展，为煤矿巷道锚杆支护应用奠定了经济基础与科技基础。因此我们必须不断改革与创新锚杆支护技术，为煤矿开采提供技术条件。

参考文献

[1] 王宏伟，姜耀东，赵毅鑫，祝捷，单如月.软弱破碎围岩高强高预紧力支护技术与应用[J].采矿与安全工程学报，2012，（4）.

[2] 胡滨，林健，姜鹏飞.锚固剂环形厚度对树脂锚杆锚固性能影响的研究[J].煤矿开采，2011，（4）.

[3] 胡滨，康红普，林健，范明建.风水沟矿软岩巷道顶板砂岩含水可锚性试验研究[J].煤矿开采，2011，（1）.

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关键词： 巷道支护；安全；锚杆

中图分类号：F275 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0310154－01

1 概述

煤矿开采过程中，巷道的安全是至关重要的，如何保证巷道的稳定性进而确保井下工作人员的安全是目前煤矿开采过程中的一个难题。早在20世纪40年代，美国、前苏联就已在井下巷道使用了锚杆支护，以后在煤矿、金属矿山、水利、隧道及其他地下工程中迅速得到了发展。西欧、中欧一些主要产煤国家，过去巷道中主要采用金属支架支护，随着巷道维护日益困难和支护成本的增加，各国均在积极发展锚杆支护[1]。我国从1956年起，在煤矿围岩中使用锚杆支护，至今已有50余年的历史。20世纪60年代锚杆支护开始进入采区，但由于煤层围岩松软，受采动影响后围岩变形量很大，对支护技术要求很高，加之锚杆支护理论、设计方法、锚杆材料、施工机具，监测手段等还不够完善，因而发展缓慢。今年来随着支护理论的进步，锚杆支护技术也更加的完善，因此在巷道中被广泛采用[2-5]。

2 工程概况

中马村煤矿位于焦作市马村区境内，与焦作市中心相距8公里，是我国第一个五年计划期间原苏联援建的156项重点工程之一，至今已有56年的开采历史。矿井原设计生产能力为60万吨/年，分东西翼开采，东翼40万吨/年，西翼20万吨/年。因西翼水位地质条件复杂，不宜开采，目前仅为单翼（东翼）生产。经过近几年多次升级改造，2008年核定生产能力115万吨/年。该巷道对应地表为丘陵山地，对应上边为上庄沟村庄，地表无水。顶板泥岩：深灰色，致密均一，性脆易断，断口平坦，含植物化石碎片，分布较稳定，平均厚度21.7m。底板：由上往下泥岩0.8m，含砾砂岩4.5m，细砂岩1.5m。煤层：黑色块状及粉末状、结构复杂，含夹矸3-5层，夹矸岩性分别为粉砂岩、细砂岩、泥岩，煤体干燥，疏松破碎，极易自燃，煤岩类型为半亮型－半暗型，煤层厚度变化比较大，煤层平均厚度23.7m，无断层，无褶曲。因此可以采用锚杆支护。

3 锚杆施工程序及质量控制

1）钻孔。打锚杆眼使用MZ-12煤电钻，每次爆破前施工距工作面空顶不得大于0.6米。爆破完毕后，立即在永久支护掩护下将前探梁伸到工作面，保证前探梁距工作面距离为零，并用长柄工具在永久支护掩护下将零皮、活矸煤、伞檐等不安隐患处理掉，确保安全无误后，立即用半圆木和木楔子刹紧打牢。打锚杆眼时，将相应的前探梁退后一根，打完后将前探梁推至工作面，再将相临的前探梁退后，周而复始将永久支护安设到工作面窝头。2）锚杆安装方法。锚杆孔钻好后，特别是帮、底锚样孔应沿铅杆多次进出、将孔内的浮煤清净，保证锚杆的锚固力，然后，用锚杆将树脂药轻轻送入眼底，再用煤电钻或风钻进行搅拌，搅拌时间为20s±5s，凝固后取下钻挂网，15min后将托板上好，螺母拧紧，要求托板与煤、岩面贴紧，确保支承效果，避免顶板离层。3）锚网支护。打锚杆必须严格按照规程中规定，照好中线找锚杆位置画眼，锚杆间排距误差为±100mm。锚杆要求与煤层层面垂直，锚杆与顶板或巷道轮廓线夹角不小于75°。锚杆必须上木锚盘，螺纹外漏长度为10-30mm。锚杆锚固力必须达到顶150KN、帮150KN以上，不合格必须重新补打。每隔100米巷道进行一次锚杆拉力试验，并用红漆做好标记。紧固锚杆螺母必须使用力矩扳手，拧紧力矩不小于100N.m。金属网搭接100mm，每200mm用联网丝扭结一次，采用双边三花连接，连接点要均匀布置，金属网要拉展铺平，顶网与巷道中心线垂直铺设。4）架棚支护。架棚时，梁与腿搭接450mm，每帮上三个卡缆，卡缆螺丝必须上紧，若遇到棚腿不很规格时，腿与梁处可打木楔，卡缆间距为80mm，卡缆严禁“亲嘴”。每次放炮时，必须在连板处和柱根处各打一根撑杆，撑杆必须打成一条直线，不少于10米。架棚严禁出现前倾、后仰、迈步棚，棚间距为0.5米，迎山角为2°。架棚时每隔5米，把棚腿用钢丝绳固定在巷道帮锚杆上，防止巷道在上山施工中棚子推倒。5）喷射混凝土。喷射混凝土必须采用标号不低于425号水泥，要使用细砂，不得使用粗砂，水泥：沙子=1：2.5。清理喷射现场的矸石杂物，接好风、水管路，输料管要铺设平直，不得有急弯，接头要严密、不得漏风。喷射中，要先喷顶后喷帮，滞后距离不得超过50米，喷射头与受喷面应尽量保持垂直，喷射头与受喷面的垂直距离为0.8-1.0米。开机：给水开风开机上料；停机：停料停机关水停风。6）支护质量要求：锚网巷道下宽为5376mm，高为3982mm，允许误差为0－100mm。锚杆规格为¢20×2500金属麻花锚杆，间排距允许误差为±50mm，孔深允许误差为0-+50mm，外漏长度为≤50mm，锚杆与煤壁角度≥75º。架棚后，巷道净宽为4863mm，高为3744mm柱窝深200mm，允许误差为±100。三角线允许误差为±50mm，坡度为12°允许误差为±1°。棚间距为0.5米，迎山角为2º速凝剂必须在上料口处均匀加入，速凝剂加入量为水泥、沙子总量的3%，喷射厚度为150mm，喷射要均匀、平整，无裂隙，无“蜂窝”及“麻面”现象。

4 质量检测

锚杆及混凝土喷射完毕后，对巷道顶部及两侧的位移进行检测，同时对锚杆的应力水平，通过位移及应力传感器测得的数据可知，巷道的位移及锚杆的应力均在规范允许的范围之内，由此可以说明锚杆在才本巷道的支护中是安全的，可以保证煤矿的顺利开采，同时为井下工作人员提供了一个安全的工作环境。

5 结论

选择锚杆对本巷道进行加固，不仅保证了巷道的质量及安全，同时也可以提高煤矿开采的效率，为煤矿的开采提供更加安全的环境。在以后的煤矿巷道加固中，可以根据巷道的实际情况合理对锚杆进行改进，这样可以拓宽锚杆的适用性，为煤矿巷道支护提供科学合理的依据。

参考文献：

[1]刘哲，国内锚杆支护技术的发展与展望[J].煤矿支护，2003（2）：14-16.

[2]侯朝炯、郭励生、勾攀峰等，煤巷锚杆支护[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.

[3]董方庭、宋宏伟、郭志宏等，巷道围岩松动圈支护理论[J].煤炭学报，1994，19（1）：21-32.

[4]侯朝炯、勾攀峰，巷道锚杆支护围岩强度强化机理研究[J].岩石力学与工程学报，2000，19（3）：342-345.

[5]康红普、姜铁明、高富强，预应力在锚杆支护中的作用[J].煤炭学报，2007，32（7）：673-678.