核心月刊发表技巧井巷锚索支护的必要性
发布时间：2015-04-16
摘 要 我国的煤炭生产大多采用井工煤矿开采，煤矿井巷受到围岩的影响很大。云南东源镇雄煤业有限公司也不例外，我公司在下属长岭煤矿强力推行锚索支护方式，在保证安全的基础上取得了良好的经济效益。本文阐述了锚索支护技术在煤矿井巷支护中的必要性。
关键词 煤矿;井巷;锚索支护 核心期刊论文
锚索支护的技术发展非常迅速，越来越多的应用在控制巷道围岩的稳定性上。从世界范围来看，在美国、英国、澳大利亚等发达国家，锚索支护几乎成为唯一的支护形式。现在，我对锚索支护技术广受欢迎的原因进行详细剖析如下。
1 锚索支护原理概述
锚索在煤矿井巷支护工作中，使用密度较小时，主要作用是悬吊;使用的密度较大时，作用则是挤压、加固煤岩体。对于破碎顶板而言，可以认为是粘结力较小的松散体，在钢带、金属网、锚索群的作用下，形成一个组合式的锚固结构，从而用来稳固煤岩体，使其具有一定的承载能力，为锚固平衡拱适应围岩的变形提前打下基础，而锚固平衡拱又能够有效支撑巷道的顶板。
锚索的长度、预应力、承载能力相比于锚杆而言要大得多，所以在使用上更加具有广泛性。普通锚杆被巷道的高度所限制，一般情况下超过2.4m就不利于施工。而锚索的长度可达10m以上，不受巷道限制，能够有效控制顶板的稳定性。
2 锚索支护技术必要性之一——经济安全
锚索支护广泛应用在煤矿行业，其最重要的两点优势就是经济性和安全性。
2.1 经济性
一方面，支护的材料体积小、重量轻，在运输过程中具有极大优势，大大降低了材料的损耗，节约材料的购买成本。另一方面，支护作业主要采用锚杆机施工，减轻了人员的劳动强度，从而降低了人工费。
锚索支护和传统的矿用工字钢对比，能够在最大程度上减少钢材和坑木的使用量，经济效益很明显。当煤矿的巷道断面一定时，锚索支护的成本大大低于工字钢支护。
锚索支护和普通的锚杆对比，突破了传统的支护形式和理论，将支护的范围扩展到巷道两帮更远的地方，使锚索能够锚入更好的岩层中，通过锚索的预应力，将岩石的有害变形限制在一定的范围内，以此保证围岩的稳定性。
2.2 安全性
第一，锚索支护应用在破碎顶板上是一种技术突破，为安全生产提供了技术保障。
第二，在巷道的回采工作中，因为使用了锚索支护技术，能够简化回采工作面在端头的支护方法，从而改善巷道内的区域维护情况。
第三，锚索支护技术的使用，在提高了生产安全性的同时，能够加快采煤的速度，从而促进矿井的高产高效。
第四，锚索支护改善生产环境的最大体现，在于顶板管理、通风、防火、辅助运输上能够在最大程度上消除安全隐患。
3 锚索支护技术必要性之二——适用广泛
3.1 在特厚煤层放顶煤开采中的应用
郭山煤矿2号煤层属于特厚煤层，在放顶煤的开采过程中，以前使用金属棚和混棚进行巷道的支护，其缺点是施工复杂、工作量大、成本高，回采期间要对端头进行二次维护，而且难以保证安全。在此情况下，该煤矿在巷道内采取锚索、锚杆支护技术，取得良好效果。
该煤矿煤层厚度为7m，沿底留顶方式进行开采，巷道的断面形状为矩形。由于锚杆悬吊作用较差，只能起到挤压加固的效果。因此，选择预应力锚索进行加强。实践结果证明，这种支护方式不论在煤炭的掘进期间还是在回采期间，都具有良好的效果，既简化了施工工序，又增强了安全可靠性。
3.2 在近距离煤层开采中的应用
顺昌煤矿C5、C6煤层属于近距离煤层，其上下间距仅有2m左右。顶板为粉砂岩泥岩互层，水平层理较为发育。最初在开采过程中，采用11号工字钢梯形棚支护方式，结果出现工字钢被压弯现象，难以有效控制顶板变形。
经过科学的分析，得出两点结论：一是对于近距离支护要及时快速，在顶板岩石松动前完成支护，最好能够对顶板形成预应力;二是使顶板形成组合拱。于是，采取架棚和锚索的复合式支护，从而有效的对顶板进行支护，为巷道支护开辟了一条安全有效的路径。
3.3 在复合层顶板下开采中的应用
复合层顶板是顶板管理控制的重难点，普通锚杆无法在岩层中稳定锚固，其承载能力有限。后经科学计算和设计，采用锚杆、锚索联合支护，能够成功控制顶板。
楼东煤矿一水平南大巷，大巷沿C7煤层布置，C7煤层为细砂岩与炭质泥岩互层。以前采取锚杆和架棚进行双重支护，结果劳动强度大、成本高、且安全性低。后来改用锚杆、锚索联合支护，大大提高了顶板的安全性。
3.4 在大断面切眼及综采工作面停采搬家中的应用
我公司长岭煤矿开切眼断面较大，长8m，宽4m，在支护上使用了4排锚索和7排锚杆相结合，成功控制顶板，在短时间内准备好了工作面。
在撤架时，工作面使用锚索悬挂钢带支护，实现了快速搬家的目的。我国有许多煤矿在推广使用这一新技术，而且收到了良好的效果。不仅如此，这一技术还能够大大降低对人员的伤害率，实现煤矿安全生产。
4 锚索支护技术必要性之三——前景广阔
煤矿开采行业因其地下作业的性质属于危险行业，锚索支护技术的应用，能够在很大程度上提升采矿工作的安全系数，在“双高”的开采目标下，发挥着重要的作用。
锚索、锚杆联合支护方式，将会成为日后煤矿开采中的主流支护方式。其优点在于：施工方便、工序简单、费用较低，而且具有良好的配合性，能够与其它支护材料结合使用。在回采巷道中采用锚索、锚杆联合支护，减少了二次支护，提高了巷道的断面利用率。这种工艺已经应用于一些特殊煤层的矿区。
总之，锚索、锚杆联合支护技术能够降低支护工程的费用，提高经济效益;能够降低劳动强度，加快开采速度，实现安全生产。所以，在未来的煤矿井巷支护中，该方式应用前景广阔。
5 结论
锚索支护因其经济性和安全性的双重优势，迅速成为煤矿开采行业里的工艺佼佼者。将锚索和锚杆两种支护方式科学地结合在一起，势必成为未来煤矿开采工作中支护的主流方式。
参考文献
[1]侯志鹰，王家臣，马锦章等.锚杆锚索支护技术在大同矿区的研究与应用[J].东北大学学报：自然科学版，2010(z1).
[2]孙玉福.高强度锚索支护技术及在潞安矿区的应用[J].采矿与安全工程学报，2010(4).
[3]冷明辉.锚索支护技术在采场不稳固地段的应用实践[J].化工矿物与加工，2011(10).
[4]冯京波.松散厚煤层全煤巷沿空掘巷锚索支护技术[J].煤炭科学技术，2008(2).
