煤巷錨桿支護快速掘進技術的探討

引言
　　目前，在煤礦巷道掘進工作中，快速支護施工工藝已成為提高巷道支護效果、實現快速掘進的關鍵。然而，錨桿支護作為一種有效的采準巷道支護方式，由于對巷道圍巖強度的強化作用，可顯著提高圍巖的穩定性，加之具有支護成本低、成巷速度快、減輕勞動強度、提高巷道斷面利用率、簡化回采面端頭維護工藝、明顯改善作業環境等優點，因而成為礦井巷道采用的一種主要支護形式，體現了煤礦巷道支護技術的改進發展方向。從目前煤礦的實際情況來看，我們煤礦煤巷錨桿支護的采用率還有待進一步提高，今后仍有著廣泛的發展前景。
　　1煤礦水文地質情況
　　根據勘探報告和施工實際情況，所穿圍巖依次為砂質泥巖、中粒砂巖和淺灰泥巖。巷道穿插過中粒沙巖后的圍巖情況變得比較復雜，曾先后揭露三條斷層，造成工作面節理發育，見風風化，片幫掉頂現象嚴重，給施工帶來了一定困難。
　　2煤巷錨桿支護材料質量有待提高
　　2.1 支護材料的改進。目前使用的錨桿多為局內自產自銷產品，缺乏必要的檢測和監督，為此一定要加強檢查錨桿的加工質量，拒絕不合格的錨桿運到下井使用。另外還要進一步改進錨桿支護材料，研發新型錨桿，實現錨桿強初撐力、急增阻、高阻力。要進一步提高錨桿托盤的質量，防止托盤損壞造成錨桿失效。樹脂錨固劑是決定錨固力的關鍵。要提高樹脂錨固劑的強度和剛度，以提高圍巖與錨桿的粘接強度；保證錨固劑質量，超快段能夠及時凝固，快速承載，確保生產安全。
　　2.2 要不斷優化設計方法和設計參數。支護設計以往主要是依據懸吊理論、組合拱理論或擠壓加固理論，采用工程類比法和計算公式法。但由于淮北地區各煤礦地質條件的不同，就一種方法或一個公式不能得出合理的設計參數。為解決這一技術難題，采用以地應力為基礎的動態設計方法。該方法主要內容為“地質力學評估數值模擬初始設計現場監測利用反饋信息修改設計”。現場監測是關鍵，監測取得的數據是作為修改設計的依據，修改設計后再應用于實踐。只有經過不斷地改進支護設計，才能使錨桿支護更為經濟、合理。
　　2.3 要不斷開發掘錨新機具 。當前，我們煤巷快速掘進的施工方法為：掘進機割煤橋式膠帶轉載機和固定皮帶機運煤敲幫問頂錨桿機打頂眼并安裝、幫錨桿機打幫眼并安裝，實現一次成巷，隨即支護。這種方法的主要矛盾是掘進工作面的開機率較低，一般在35%以下，支護時間過長，跟不上機掘速度，影響單進水平的提高。因此發展掘錨聯合機組，實現“掘支錨一體化”平行作業，將是加快煤巷錨桿支護單進速度的必要手段。因此，要實現快速掘進，一方面要發展應用大功率掘進機，如S200型；另一方面要研制新型錨桿鉆機。現在澳大利亞液壓工程公司生產的機載錨桿機，擁有ARO4000系列頂錨桿鉆機、ARO5500系列幫錨桿鉆機等型號，可安裝在任何型號掘進機上，以掘進機自身液壓系統為動力，具有安全、高效、準確、快速、使用壽命長等優點，能夠實現頂幫錨桿的快速安裝。這將是我們煤巷實現快速掘進的發展目標。
　　2.4錨桿聯合支護。 穩定的圍巖采用單一的錨桿支護是可行的，但是在受到動壓影響時，處于軟巖層中，圍巖容易變形、地層壓力大的不穩定圍巖，則必須采用不同的錨桿聯合支護。對于不穩定或地質條件不穩定的巷道，這類巷道的特點是圍巖破壞范圍和變形量較大，除錨桿支護配錨梁網組合支護外，還應采取加長錨桿長度、縮小錨桿間排距、頂板注漿、錨索加固等特殊手段加強支護。具體施工時，還要確定二次支護距離迎頭的距離。二次支護可采用小孔徑錨索或柔性錨桿，以彌補一般錨桿支護的不足，錨固到深層堅硬巖層，增強支護的可靠性。如果這些問題解決了，就可以把錨桿支護作為主要的頂板支護方式，實現巷道支護錨桿化，能夠進一步使巷道的掘進速度提高。
　　2.5在具體施工中做到全面質量控制
　　在巷道施工中，一定要堅持全面質量管理，上道工序為下道工序服務，建立健全質量保證體系，強調過程控制，特別是關鍵過程控制。如對掘進班，特別強調質量跟蹤和控制，下一班檢查上一班的光爆成型，做到接茬面光滑平整，如出現波浪型和臺階面，要立即處理，施工不留后患，違反者要嚴重者給予處罰。
　　煤巷錨桿支護技術的發展方向是采用強度更高性能更好的錨桿產品，以更大的間排距完成支護目標，減少錨桿用量并以更快的掘進速度完成施工，同時保證更好的安全可靠性，因而應加強對錨桿支護系統性的認識，在解決問題中深化研究，進一步揭示錨桿作用的實質和機理，指導實踐；研發更高性能的錨桿產品及相關加工技術，使支護形式多樣化，把握技術發展的方向；進一步規范施工技術，消除隱患工程，加強安全可靠性研究，強化施工現場管理。
　　3加強施工管理與員工培訓
　　3、1錨桿支護除了嚴格要求按措施施工、加強工程質量監督之外，監測是監督施工質量、保證支護安全可靠的重要手段。目前需要一種綜合測力裝置，同時監測巷道頂板離層情況及錨桿所受載荷，據此可對支護效果進行綜合分析評價，使支護更加經濟、合理、安全。
　　3、2快速掘進的施工組織采用綜合作業隊勞動組織形式，其特點是施工的主要工種和輔助工種組織在一起，既分工又協作，一隊多能。此外還應建立健全各種規章制度，包括現場交接班、崗位責任、質量驗收、設備維修、技術管理和材料管理制度等，實現區隊管理制度化、規范化。
　　3、3加強技術培訓提高人員素質，因為錨桿支護的技術性較強，其質量需要有科學的設計、精心的施工和嚴格的檢驗來保證。其中關鍵是設計、施工、管理人員必須有較高的水平。為此，必須加強對人員的技術培訓，不斷提高技術人員的素質。
　　總之，煤巷錨桿支護及快速掘進技術取得了長足的發展，錨桿支護效果較明顯，但仍然跟不上采煤技術的發展，這就需要盡快實現錨桿支護技術科學化、系統化、規范化，為更好地協調采掘關系，為礦井的高產、高效、安全奠定堅實的基礎。