闫中云
山西兰花集团东峰煤矿有限公司 山西晋城 048000
摘 要：巷道是煤矿开采的必经通道。在煤矿开采中，需要开挖大量的巷道为开采服务。此类巷道使用寿命短，支护成本普遍较低。锚杆支护是一种适用的支护技术，具有支护可靠、造价低、施工方便等优点，其已广泛应用于大多数煤矿巷道中。但煤矿巷道掘进由于受矿压的影响，会产生变形，这对巷道的使用非常不利。因此，在巷道开挖过程中采用锚杆支护既方便又经济。
关键词：锚杆支护技术；煤矿；掘进巷道
一、锚杆支护技术的作用
1.1 支护的适用性强
在多数情况下，锚杆的杆体选择是具有很高强度的螺纹钢。根据锚杆使用的位置不同，锚杆杆体的材料应该会存在不同，例如：在靠近工作面一侧的锚杆支护需要采用塑钢，由于在回采时会产生很强的动压作用在锚杆上。锚杆直接的选择应该根据巷道的围岩的特性，对于巷道围岩比较稳定的情况选择直径小的锚杆，相反，选择直接较大的锚杆。由于不同岩石地质是不同的，这样就会决定锚杆支护采用的原材料是不同的，在比较松软的煤矿中则是需要采用全长的锚固。
1.2改善巷道周围围岩稳定性
对于新开掘的巷道，其主要是都到地层压力的作用，因此需要采用一定的支护工具来维持煤矿巷道的稳定性，减缓巷道断面的缩小。只有这样才能为煤矿的开采提供了一定的安全空间[4]。由于巷道周围被岩石所包围，提高巷道围岩的稳定性就能保证巷道的安全性。在早期的煤矿掘进巷道中，多使用的金属支架、混凝土以及木材等方式进行支护。这种材料对巷道的支护能力有限，而且需求量大，支护的成本较高，需要大量的劳动力。因此，这种方式已经被淘汰，锚杆支护技术已经成为了巷道的支护的主要手段。
1.3改变巷道围岩的承载结构
经过多年的使用，锚杆支护的安全性已经被众多学者所证实。对于锚杆支护的主要原理存在着以下几点认识。第一，锚杆支护对围岩具有加固作用，在巷道进行支护时，锚杆一般是等间距排列的，在预应力的作用下，在锚杆周围会形成一个压缩性性区域，多个锚杆的压缩性区域连接起来就会形成了一定厚度的压缩带。这在一定程度上能改变了岩体的应力分布方式，防止岩体出现松动现象。第二，锚杆会对岩体起着一定的悬吊的作用，主要是指锚杆通过锚杆将岩石悬吊在巷道的周围，控制破碎岩块的下沉问题。第三，锚杆支护区域会形成组合梁，在煤矿掘进巷道中，在顶层来安装锚杆就会使得锚杆的预应力产生一定的组合梁作用，进而增强整体的承受能力，这种情况只适用于预应力锚杆。
二、锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的常见问题
2.1? 机械化程度不高
我国的煤矿地质条件较为复杂，在实际的煤矿开采工作中，受地质条件与掘进设备的约束，煤矿企业通常使用悬臂掘进机进行巷道作业，且需要其他机械设备共同完成。与此同时，矿工还需要携带手持式钻机等设备协助机械作业，这也造成了煤矿掘进巷道的工作效率较低，危险性较大，要想改善这些弊端，就要提升锚杆支护技术的机械化程度。
2.2? 工作效率匹配度较差
在锚固作业中，由于煤矿企业采用悬臂式掘进机挖掘巷道，则需要作业停止以后才能开展锚固作业。在一个循环时间呃逆，锚固作业的时间始终大于掘进作业的实践，及时锚固作业与掘进作业存在时间上的重叠，或是采用双巷作业的模式，都需要通过设备转移不断更换巷道作业，如此做法只会让作业时间延长，还容易损坏巷道地板，从本质上说，是由于锚固作业与掘进作业的工作效率匹配程度较差所导致的。
2.3? 配套技术不全
锚固作业施工中，需要其他技术配合共同完成锚杆支护工作，其中钻眼就是一道重要的工作程序。矿工在实施锚固钻眼以后，需要清除孔内残留的岩屑，或是用水流，或是用气流，将岩屑从钻孔内冲出，但这些岩屑在冲出时常会飘散在巷道空气内，对锚固作业人员的生命安全造成影响，故要想改善这一问题，就需要大力研究其他配套技术，使之更加完善。
三、煤矿掘进巷道中的锚杆支护技术的应用
3.1设计与施工要求
在应用锚杆支护技术的过程中，需要遵循相应的设计要求。作为煤矿巷道掘进的前提，支护设计是锚杆支护施工前的工作，直接关系着锚杆支护作用的发挥。在设计的过程中，需要预先完成对煤矿巷道情况的探查。具体来讲，就是完成巷道断面形状和稳定性的观测，并分析巷道掘进中的岩石松动问题。一般的情况下，巷道的掘进工作将使巷道承受一定的受采动压力旧。而在掘进初期对围岩松动圈的形状进行观测，则可以根据观测情况设计锚杆支护方式。比如，在围岩松动圈的大小超出原来的两至三倍时，则可以确定巷道结构在掘进过程中将发生较大的变动。所以，需要以大松动圈为锚杆支护设计的参照标准，以便更好地发挥锚杆支护作用：在施工的过程中，还需遵循相应的施工要求完成锚杆支护施工：根据实际的巷道掘进情况，锚杆支护施工需要做到规范化和标准化。
3.2施工注意事项
在锚杆支护施工的过程中，需要了解并掌握相应的施工注意事项。首先，在进行锚杆孔施工时，需要严格按照相关规定检查锚杆孔的设计情况。根据相关要求，需要合理完成锚杆孔间距的调试，并在图纸上做好标记。一般的情况下，锚杆孔间距应不超过一百毫米，而锚杆孔轴的偏差也应超过五度。在深度上，锚杆孔深应该超出锚杆长度，但是需小于锚杆长度的三十毫米。在施工的过程中，则需要使锚杆端部处于孔底位置，并使尾端暴露长度小于二十毫米。在具体施工之前，需要将悬浮在围岩表面的活石凿掉。而针对容易发生冒落的位置，则需要先架设临时支护，以便安全地完成锚杆孔的施工。在施工完成后，则需要将孔内的岩粉和积水清理干净。其次，在安装锚杆时，需要利用机械将锚杆扭紧。同时，还需要保证锚杆托盘紧贴巷道，并将托盘后的渣子清理干净。再者，在施工现场，需要预先准备好紧力扳手和测力计，以便较好的完成拉力试验。此外，一旦遭遇煤炮、顶底板移近量增加，又或是发现顶板突发性片帮掉渣和钻进速度异常等现象，则需要立刻停止施工。在完成原因的分析后，则需要采取措施才能继续施工。
3.3在巷道中的应用
首先是对巷道进行修复。考虑到当使用用于巷道支护的整体混凝土支架时，由于存在采矿压力而导致混凝土支架可能破裂的问题，可以通过锚杆支护技术修复上述支架。比如可以在煤矿掘进巷道中的围岩表层出现浮石的问题时，使用锚杆来修复混凝土支架。或者在事故发生时，可以通过带有槽钢的锚梁来对岩石滚落的问题进行预防。其次就是对巷道底鼓问题的防治。此种方法就是在锚梁和巷道横交的部位通过锚杆来对煤矿掘进巷道的底板进行拉近，实现对底鼓问题的防治。在此种应用过程中，可以使用金属或者混凝土锚杆，而如果采用钢丝锚杆，则还要配合药壶爆破方法来对钻孔进行增大，而且在巷道断面位置设置钢绳来作为绳套，引导钻孔底部。最后就是对水平间煤柱进行加固。在对厚煤层开展上述施工作业时，应该对水平间煤柱进行固定加强，此时就可以对锚杆支护技术进行应用。具体地说就是按照不同的煤层厚度来对桁架式的支护方式进行选择，起到对煤柱的支护作用。或者是将木托梁安装在回风顺槽和工作面的重叠部位。此外，在目前的无人采煤法开采倾斜煤层的过程中常用锚杆支护技术。
参考文献：
[1] 王海龙 . 锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用研究 [J]. 石化技术，2019，26（8）：332+334.
[2] 张楠 . 煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与技术分析 [J]. 山西化工，2019，39（3）：172-174.