煤礦安全錨桿支護(hù)應(yīng)用

　　煤炭工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，能源的利用量與日俱增，但煤礦的安全生產(chǎn)形勢(shì)依然嚴(yán)峻。分析煤礦安全生產(chǎn)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)和規(guī)律，研究存在的問(wèn)題，探討控制對(duì)策，對(duì)促進(jìn)我國(guó)煤礦持續(xù)健康發(fā)展、適應(yīng)全國(guó)建設(shè)小康社會(huì)的要求具有重要意義

　　冒頂、瓦斯爆炸等一系列的現(xiàn)象對(duì)于煤礦安全，人民的生命財(cái)產(chǎn)的安全都是相當(dāng)大的威脅。對(duì)于瓦斯爆炸我們只能通過(guò)監(jiān)測(cè)檢測(cè)的方法去控制，對(duì)于冒頂?shù)默F(xiàn)象我們可以通過(guò)工程上的結(jié)論去加固，去建設(shè)。查閱相關(guān)資料后我談?wù)勎以谶@方面的粗淺認(rèn)識(shí)：

　　錨桿支護(hù)是利用深入圍巖內(nèi)部的錨桿桿體對(duì)圍巖進(jìn)行加固，提高被錨固圍巖自身的穩(wěn)定性來(lái)達(dá)到支護(hù)的目的。根據(jù)圍巖性質(zhì)和結(jié)構(gòu)不同，錨桿可起到懸吊、組合梁、擠壓加固拱等作用。錨桿支護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝較簡(jiǎn)單、安裝速度快、效率高、便于機(jī)械化作業(yè)、勞動(dòng)強(qiáng)度低，可節(jié)約支護(hù)材料，降低支護(hù)成本。其缺點(diǎn)是它屬于隱性支護(hù)，對(duì)支護(hù)質(zhì)量和可靠性的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)不易，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)明顯先兆的冒頂事故，此外，對(duì)變形量很大的回采巷道，支護(hù)效果不易保證，導(dǎo)致巷道無(wú)法使用。

　　在巷道開(kāi)掘后，由于巖體內(nèi)部應(yīng)力重新分布即圍巖出現(xiàn)應(yīng)力集中，巖體的物性狀態(tài)有一個(gè)由彈性狀態(tài)向塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，巷道周邊圍巖產(chǎn)生塑性變形，并從周邊向巖體深部擴(kuò)張，出現(xiàn)塑性變形區(qū)，同時(shí)引起應(yīng)力向圍巖深部轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致周邊圍巖松散、破碎和發(fā)生位移，從而導(dǎo)致巷道變形。

　　軟巖中，巖石的膨脹和崩解主要是松軟巖石所表現(xiàn)的特征，圍巖里多為松軟的粘土質(zhì)巖層，巷道開(kāi)掘后，粘土巖經(jīng)不同程度的浸水或風(fēng)化，體積增大和相應(yīng)的引起壓力增大，圍巖松動(dòng)圈和塑性變形發(fā)展很快，給巷道穩(wěn)定性帶來(lái)影響，不同軟巖影響程度不同即圍巖性質(zhì)對(duì)巷道變形和破壞有決對(duì)性的影響，軟弱巖石或膨脹性巖石對(duì)巷道變形和巷道變形和破壞的性質(zhì)和其劇烈程度有重要影響。所以軟巖巷道掘進(jìn)時(shí)受松動(dòng)圈及塑性變形的影響，巷道穩(wěn)定性較差。

　　然而圍巖破碎、松散，產(chǎn)生裂縫與擴(kuò)張，導(dǎo)致圍巖碎脹變形，從而造成支護(hù)變形破壞。圍巖中具有膨脹性礦物，且遇水膨脹，導(dǎo)致巷道變形，錨桿支護(hù)對(duì)象是圍巖松動(dòng)發(fā)展過(guò)程中的碎脹變形，它起到阻止變形的作用，錨桿作用于圍巖松動(dòng)圈或塑性區(qū)中，隨著圍巖的松動(dòng)破壞，圍巖松散破壞失去自承力，圍巖的自承力難以維持平衡，錨桿支護(hù)不能有效的阻止和控制巷道空間變形，隨著巷道圍巖揭露時(shí)間的延長(zhǎng)，松動(dòng)圈的不斷增大，表現(xiàn)為巷道頂?shù)装寮皟蓭?、巷道斷面全面收縮直至閉合，所以錨桿支護(hù)失效。在一定程度上錨桿的破斷力小于圍巖碎脹所產(chǎn)生的力時(shí)，錨桿出現(xiàn)不同程度的破壞直至斷裂;正常情況下，當(dāng)錨桿的安設(shè)密度較大時(shí)，它能在巷道周?chē)患庸痰囟蝺?nèi)形成一定厚度的壓縮帶，這不僅可防止受節(jié)理等弱面切削的巖快產(chǎn)生滑動(dòng)，而且錨桿本身也有抗剪銷(xiāo)釘?shù)淖饔?，能有效的防止層間滑動(dòng)。在這種情況下，錨固層不僅能保持自身的穩(wěn)定性，而且還有可能在一定程度上承受上位巖層的載荷和抑制變形和松動(dòng);相反，如果在特殊松軟巖層中采用錨桿支護(hù)時(shí)，由于圍巖物化膨脹，隨著圍巖碎脹的進(jìn)一步增大，導(dǎo)致巷道變形量隨之增大，當(dāng)圍巖的塑性區(qū)大于錨桿的錨固范圍，錨桿相對(duì)而言失去作用，此時(shí)巖石及上覆巖層的重量大于錨桿錨固及圍巖共同支撐作用而出現(xiàn)頂板下沉直至垮落冒頂，上述所講錨固層便有可能整體跨落，所以，在錨桿支護(hù)中單獨(dú)的采用加大錨桿密度的方法來(lái)控制軟巖支護(hù)是不合理的。

　　在軟巖錨桿技術(shù)的推廣應(yīng)用和實(shí)施中，由于煤層賦存條件多樣化，圍巖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分條件頂板結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，軟弱夾層和層理十分發(fā)育，穩(wěn)定性很差，極易發(fā)生離層垮冒，即使在同一巷道內(nèi)頂板賦存狀態(tài)也是頻繁變化，構(gòu)造影響隨處可見(jiàn)，隨時(shí)可遇。對(duì)于上述軟巖巷道，錨桿支護(hù)不能有效的控制頂板離層，惡性冒頂事故時(shí)有發(fā)生。垮落現(xiàn)象頻繁，安全事故時(shí)有發(fā)生。冒頂率：萬(wàn)分之五;事故率：五萬(wàn)分之一;導(dǎo)致金屬支架類(lèi)被動(dòng)支護(hù)使用抬頭。

　　實(shí)際上，大多數(shù)巷道支護(hù)失效表現(xiàn)為錨固區(qū)整體垮落，其中錨桿受力很小，幾乎沒(méi)有折斷現(xiàn)象。頂板的穩(wěn)定性取決于錨固區(qū)以外的離層狀況，單純改變錨桿的長(zhǎng)度和密度，能在一定范圍內(nèi)限制錨桿長(zhǎng)度范圍內(nèi)的巖體的變形，但錨固區(qū)以外的弱面離層是高強(qiáng)錨桿支護(hù)技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)，必須圍繞大大減少頂板離層或根本消除離層這一中心開(kāi)展控制理論和技術(shù)研究。因此對(duì)軟巖巷道的巖性及地質(zhì)破碎帶的錨桿支護(hù)技術(shù)的研究，從而控制頂板離層是今后錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展的研究方向。