龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
较大断面巷道支护技术的研究与应用
作者：温新明
来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第05期
摘 要：在我国煤炭开采技术的发展的进程中，煤巷目前成为了井工煤炭开采的主要脉络。为满足安全生产需求，对巷道的断面的要求逐渐增大。锚网索支护作为一项较为先进的支护技术，成为了当下较大断面煤巷的主流支护方式。文章对锚网支护原理进行了简单概述，探讨了较大断面巷道锚网索支护技术的应用。 关键词：较大断面；锚网索；支护
随着煤矿井下机械化程度提高、开采强度的加大，为保障通风、辅运行人等安全，宽度5m左右的较大断面巷道应时而生。而锚网索支护经济高效、效果良好，为较大断面煤巷掘进、使用，提供了安全保障。 1 锚网索支护的理论 1.1 锚杆支护理论
①悬吊理论。悬吊理论是最早的锚杆支护理论，该理论认为锚杆把受到巷道开掘影响的不稳定的煤岩悬吊在上部稳定的岩层中，从而达到支护效果。该理论仅考虑了锚杆的被动抗拉作用；②组合梁理论。该理论于1952年提出，适用于层状岩层，岩体内的锚杆提供轴向力，加大岩层之间的横向摩擦阻力，与其产生的抗剪力有效的抑制了岩层间的水平错动，确保围岩的稳定性；③减跨度理论。该理论认为每根岩体内的锚杆可以看作一个铰支点，将大跨度的岩层划分成多个小跨，可以减小顶板的挠度；④组合拱理论。该理论认为只要锚杆间排距在适当的范围内时，各锚杆形成承载结构将交错重叠，从而形成一个防止破碎区扩展且具有一定自承能力的承压拱，可以有效提高围岩的稳定性；⑤其他理论。随着锚杆支护理论的不断研究发展，一些理论不断的被提出来，包括锚杆楔固作用、锚杆椼架支护作用、围岩松动圈理论、最大水平应力理论、主动承载区支护理论等。 1.2 锚索支护理论
随着煤矿井下大断面煤巷的出现，在厚煤层及特厚煤层中，单凭锚杆支护已经无法满足支护要求，为了保证巷道掘进的安全，在锚杆支护的基础上，新的支护形式不断被提出来，例如锚网索支护，即“锚杆+锚索+网片（金属网、塑料网）”的支护形式，其支护理论如下： ①悬吊作用。利用锚索将被锚杆加固成组合梁、组合拱的岩石悬吊在巷道顶板稳定的岩层中。因此，要求锚索的长度及承载力必须与巷道顶板的实际情况相匹配；②刚性梁作用。当锚索的预紧力达到一定程度时，锚索支护范围内的顶板离层得以消除，使巷道顶板形成一个刚性
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
的结构，从而达到支护目的。因此在锚索的实际使用中对其破断力及施工后的预紧力应有明确要求；③加固拱作用。类似锚杆的组合拱理论。 1.3 网片
在实际应用中，网片可以维护锚杆、锚索间的煤体，使锚杆、锚索形成的“梁”“拱”等力学结构不瓦解，从而进一步提高支护强度。 2 较大断面巷道锚网索支护的现状 2.1 存在的问题
①支护理论不够完善。目前对于较大断面巷道的理论体系不够完善，在实际施工中主要采取的工程类比法、经验法；②锚杆锚索支护参数设计不规范。由于没有成熟可靠的理论做依据，单纯的加大或减小支护支护密度，得不到理论支撑，并不能达到最佳的支护效果、经济效果；③受现场作业环境、设备、风压、施工工艺、操作人员素质水平等影响，锚杆、锚索的支护强度很难和理论强度相一致。如锚杆施工角度出现偏差；树脂药卷搅拌时间不够；由于顶板不平整，锚杆、锚索托盘与煤壁表面不紧贴等原因都会使锚杆、锚索的支护作用大打折扣。 2.2 较大断面巷道支护改进方向的建议
①逐步选择适合的支护理论。悬吊理论、组合梁理论等传统的锚杆支护理论都是以某种假说为基础，悬吊理论没有考虑锚杆的抗剪性及对破碎围岩体整体强度的改变；组合梁理论只适合于层状顶板等等，这些理论都存在一定的局限性，不能适应井下复杂多变的地质条件。支护理论的选择要弄清施工巷道周边围岩物理力学参数、围岩地应力、围岩风化性能等数据，经过大量的理论分析、数值模拟及试验认识锚杆、锚索的作用机理；②布置合理的锚杆、锚索间排距。支护设计不是一次完成，而是一个动态过程。一个成功的、安全的巷道锚杆支护设计，要充分利用每个过程中提供的信息，即巷道围岩情况调查和地质力学评估，以理论和数值计算为主的初始设计，进行井下日常检查与专项监测、信息反馈和修正设计。矿井地质条件是千变万化的，要特别注意地质条件的变化，需要时及时调整支护设计参数，要十分重视锚杆、锚索的支护质量检查与受力监测，发现问题及时纠正，从而达到预期的支护效果；③减少人为因素对巷道支护效果的影响。要特别重视施工中要求锚杆、锚索预紧力达到设计要求；要特别重视联网质量；要十分重视安装锚杆时对树脂药卷搅拌时间的要求；要特别重视定期对树脂锚固剂及其他锚固构件性能参数的检查与测定；最后还要特别重视加强职工的基本素质培训，通过培训使工人了解锚杆支护机理，认识到锚杆、锚索施工质量对巷道支护效果的重要性，从而在现场操作过程中，自觉的按照支护设计进行施工；④创新锚杆支护技术。通过对新技术的学习，施工工艺的改良，设备的更新来不断完善和发展锚网索支护技术。 3 结语
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
锚网索支护既可以达到较好的支护效果，又能保证巷道的安全有效使用空间。采用网片将已损坏的顶板兜住，既控制了顶板的进一步破坏，又杜绝了在行人、运输中的煤渣落下伤人。较大断面巷道采用锚网索支护技术能有效的减少巷道的变形，控制巷道的稳定性。 参考文献：
[1]范明建.强力锚杆支护系统在深部高应力复合顶板巷道中的应用[J].煤炭工程，2013，45（11）：30-33.
[2]孙中博.煤矿大断面巷道支护技术的分析[J].科技创新与应用（工业技术版），2015（20）：116.
