影響煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性的若干問題

1、科苑論談?dòng)绊懨合镥^桿支護(hù)安全可靠性的若干問題高長林（雞東縣天翔煤礦，黑龍江雞東）摘要：錨桿支護(hù)是我國煤巷支護(hù)技術(shù)改革的發(fā)展方向，是煤礦發(fā)展高產(chǎn)高效生產(chǎn)必不可少的支撐技術(shù)。從影響煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性的因素分析入手，闡述解決這一問題的措施。關(guān)鍵詞：煤巷錨桿支護(hù)；安全；分析引言：錨桿支護(hù)是我國煤巷支護(hù)技術(shù)改革的發(fā)展方向，是煤礦發(fā)展高產(chǎn)高效生產(chǎn)必不可少的支撐技術(shù)。我國煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)從世紀(jì)年代中后期開始應(yīng)用，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，推廣應(yīng)用，目前已到了鞏固提高階段。實(shí)踐應(yīng)用表明，與傳統(tǒng)的支護(hù)方式相比，錨桿支護(hù)能主動(dòng)的加固圍巖，并與圍巖共同承載，最大限度的保持圍巖的完整性，穩(wěn)定性，有效地改善礦井支護(hù)狀況，具有降

2、低支護(hù)成本，加快施工進(jìn)度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高巷道斷面利用率等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，煤巷錨桿支護(hù)也存在一個(gè)突出的特點(diǎn)：在圍巖大變形巷道中，隨著錨桿錨固巖體的松動(dòng)破裂，錨桿的錨固力大都會(huì)迅速下降。頂板的破壞失穩(wěn)具有突發(fā)性，且冒頂規(guī)模比較大，安全可靠性難以保證。影響煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性的幾個(gè)方面煤巷錨桿支護(hù)的安全可靠性，是指所采用的錨桿支護(hù)系統(tǒng)，在巷道整個(gè)服務(wù)期間內(nèi)，滿足安全和生產(chǎn)需要的程度。從設(shè)計(jì)方法、地質(zhì)條件到錨桿施工質(zhì)量、工程監(jiān)測(cè)都影響到錨桿支護(hù)系統(tǒng)的安全可靠性。設(shè)計(jì)方法煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)關(guān)系到巷道錨桿支護(hù)工程的質(zhì)量優(yōu)劣、是否安全可靠以及是否經(jīng)濟(jì)合理等問題。目前國內(nèi)外煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)可分為工程類比法、支

3、護(hù)機(jī)理計(jì)算法、數(shù)值計(jì)算法。工程類比法需要設(shè)計(jì)者有較多的工程經(jīng)驗(yàn)，而且對(duì)巷道類別要準(zhǔn)確界定，是一種依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。根據(jù)錨桿支護(hù)機(jī)理理論進(jìn)行設(shè)計(jì)是針對(duì)某一理論的特定圍巖巖性和巖體結(jié)構(gòu)所采取的支護(hù)形式。隨著巖性和頂板結(jié)構(gòu)的變化，有時(shí)某一支護(hù)作用更顯突出，有時(shí)另一種支護(hù)機(jī)理起主導(dǎo)作用，目前尚未形成綜合各種支護(hù)機(jī)理的錨桿支護(hù)參數(shù)計(jì)算方法。數(shù)值計(jì)算法是一種有前途的設(shè)計(jì)方法，目前還處于研究階段，獲得廣泛應(yīng)用還需要一定時(shí)間。地質(zhì)條件預(yù)測(cè)巷道圍巖是一個(gè)極其復(fù)雜的地質(zhì)體，在進(jìn)行巷道布置和支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)圍巖各類地質(zhì)力學(xué)條件充分了解。對(duì)于煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行多方面的地質(zhì)力學(xué)測(cè)試。圍巖強(qiáng)度測(cè)試在井下鉆孔

4、中進(jìn)行巷道圍巖強(qiáng)度測(cè)試，與實(shí)驗(yàn)室?guī)r塊強(qiáng)度測(cè)試相比，同時(shí)還可以測(cè)出軟弱破碎巖層的強(qiáng)度。圍巖結(jié)構(gòu)測(cè)試?yán)霉鈱?dǎo)纖維窺視儀，裂隙等結(jié)構(gòu)面的分布及發(fā)展變化。圍巖深部位移和破壞范圍測(cè)試。地應(yīng)力測(cè)試。錨固性能測(cè)試在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錨桿拉拔破壞性實(shí)驗(yàn)錨固劑與巖層。錨桿之間的黏結(jié)性能以及桿體的破斷力，以此作為錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。錨桿施工質(zhì)量錨桿的錨固力與預(yù)拉力是兩個(gè)不同概念，錨桿的錨固力反映了錨桿固結(jié)巖的能力，而錨桿的預(yù)拉力大小反映了錨桿對(duì)圍巖的主動(dòng)加固能力。預(yù)拉力錨桿支護(hù)的關(guān)鍵是通過錨桿及附屬構(gòu)件對(duì)圍巖施加外力，使錨固范圍內(nèi)的頂板受水平應(yīng)力作用時(shí)處于橫向壓縮狀態(tài)，形成自撐機(jī)構(gòu)。在維護(hù)巖體自身穩(wěn)定的同時(shí)能承受上

5、部載荷，維護(hù)巖體的連續(xù)穩(wěn)定。錨桿預(yù)拉力大到一定程度時(shí)。錨固范圍內(nèi)及錨固長度之外的圍巖不存在離層破壞。目前煤巷錨桿支護(hù)普遍使用樹脂錨固劑，要想使錨桿有較大的預(yù)拉力，錨桿施工質(zhì)量要得到保證。工程監(jiān)測(cè)煤巷錨桿支護(hù)工程監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容是對(duì)頂板離層及巷道位移量的監(jiān)測(cè)。頂板離層指巷道服務(wù)期內(nèi)頂板巖層中一點(diǎn)與其正上方一定深度巖層中某點(diǎn)的相對(duì)位移量，一般將離層劃分為錨桿錨固范圍內(nèi)頂板離層和錨固范圍外頂板離層。目前在煤礦中使用的頂板離層指示儀是以不同的顏色段對(duì)頂板錨固范圍內(nèi)和錨固范圍外離層情況提供連續(xù)的直觀顯示，以便向井下作業(yè)人員隨時(shí)警示頂板變化情況，及早發(fā)現(xiàn)頂板失穩(wěn)的征兆，便于采取必要的加固措施。實(shí)際使用中存在

6、如何確定頂板離層界限的問題。頂板離層界限是指錨桿支護(hù)巷道在正常使用情況下，所允許的頂板離層的范圍。超過這一范圍意味著頂板將處于非穩(wěn)定狀態(tài)之中，應(yīng)該密切注意頂板動(dòng)態(tài)，及時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)措施。煤巷錨桿支護(hù)需解決的幾個(gè)問題煤巷一般沿煤層頂板掘進(jìn)，支護(hù)的主要對(duì)象是頂板及兩幫煤體。一般情況下煤層比較松軟，抗壓強(qiáng)度低。從發(fā)生的冒頂事故來看煤巷錨桿支護(hù)的破壞多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶，發(fā)現(xiàn)頂板變形時(shí)不能及時(shí)有效地采取補(bǔ)救措施。提高煤巷錨桿支護(hù)安全可靠性需解決好以下幾個(gè)問題：采用科學(xué)合理的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法。實(shí)際工作中，理論計(jì)算只能作為支護(hù)設(shè)計(jì)的主要參考依據(jù)，輔以工程類比、巷道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)（采用安設(shè)頂板離層儀、液壓枕、施工頂板

7、巖性、巖體結(jié)構(gòu)檢查孔等），嚴(yán)密監(jiān)測(cè)頂板變化情況及兩幫位移量，將信息匯總、分析、反饋，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，使巷道支護(hù)最大限度的貼近頂板支護(hù)的實(shí)際要求。做好巷道地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，對(duì)圍巖強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力大小及方向、圍巖位移及破壞范圍進(jìn)行測(cè)試，弄清煤層圍巖體物理力學(xué)性質(zhì)，認(rèn)真分析井下生產(chǎn)地質(zhì)資料，為合理支護(hù)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。提高錨桿預(yù)拉力，保證錨桿施工質(zhì)量。推廣應(yīng)用高性能錨桿，既要安裝方便，減小安裝時(shí)的摩擦力，保證預(yù)拉力的實(shí)現(xiàn)，又要有醒目的標(biāo)志直觀安裝施工質(zhì)量，將錨桿支護(hù)這一隱蔽性工程顯性化。采用大扭矩的錨桿施工機(jī)具，提高工人操作水平，實(shí)行“小班自檢，區(qū)隊(duì)日檢，礦抽檢”的錨桿支護(hù)

8、質(zhì)量保證體系，保證錨桿安裝質(zhì)量，充分發(fā)揮錨桿在支護(hù)中的作用。加強(qiáng)煤巷錨桿支護(hù)工程監(jiān)測(cè)。錨桿支護(hù)巷道頂板離層成因復(fù)雜，影響因素多。在實(shí)際生產(chǎn)中，按要求安設(shè)多種監(jiān)測(cè)儀器，充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)有的作用，在不同的施工條件下綜合考慮錨桿受力大小、巷道表面位移、巷道感觀變化等因素，以此作為判斷巷道安全可靠性和采取補(bǔ)強(qiáng)措施的依據(jù)。（上接頁）其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到兩個(gè)方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的。混凝上的保溫措施常常也有保濕的效果。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來。結(jié)束語以上對(duì)混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實(shí)