煤礦預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展

　我國(guó)對(duì)于煤炭資源的需求較大，所以不少煤礦在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間開采之后需要不斷的提高挖掘深度，通過(guò)增加挖掘深度來(lái)獲得相應(yīng)的煤炭，但是隨著挖掘深度的增加施工安全就難以得到保障，煤礦的挖掘主要是通過(guò)挖掘巷道并不斷延長(zhǎng)巷道來(lái)實(shí)現(xiàn)的，深度越深對(duì)巷道的支護(hù)挑戰(zhàn)越大，傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)今煤礦的開采需求，而預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)則可以很好的完成保護(hù)任務(wù)，通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)的使用，煤礦的開采速度得到了較大的提高，而且降低了巷道的支護(hù)成本，因此預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦開采中得到了較多的運(yùn)用。隨著煤礦挖掘深度的不斷加深其地質(zhì)環(huán)境就變得越來(lái)越復(fù)雜，開采難度較大，支護(hù)難度也顯著增加，錨桿支護(hù)技術(shù)也隨著挖掘深度的增加而不斷改進(jìn)升級(jí)，并形成了現(xiàn)在支護(hù)安全性較大的預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)，現(xiàn)今預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)在我國(guó)的煤礦開采過(guò)程中占據(jù)著非常重要的地位。
　　一、煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展
　　在煤礦開采中錨桿支護(hù)技術(shù)運(yùn)用的較早，當(dāng)時(shí)的煤礦開采條件也不是非?？量?，所以簡(jiǎn)單的錨桿支護(hù)技術(shù)就可以滿足煤礦安全開采的需要。隨之我國(guó)煤礦開采又使用了錨噴支護(hù)技術(shù)，但是由于開采地質(zhì)較為復(fù)雜、錨桿支護(hù)強(qiáng)度較低。所以錨桿支護(hù)技術(shù)停滯不前[1]。但是隨著煤炭資源的缺乏人們不得不研究出強(qiáng)度更高的錨桿來(lái)完成巷道的安全支護(hù)工作，于是就相繼推出了機(jī)械錨固錨桿、快硬水泥錨桿以及高強(qiáng)度樹脂錨固錨桿，這些錨桿在我國(guó)煤礦的開采過(guò)程中都取得了較好的效果，但是隨著煤礦挖掘深度的進(jìn)一步增加，這些錨桿支護(hù)技術(shù)也逐漸被淘汰。
　　我國(guó)在煤礦的開采過(guò)程中由于巷道支護(hù)安全性較低所以造成了許多煤礦安全事故，國(guó)家針對(duì)煤礦開采的安全問(wèn)題也進(jìn)行了相應(yīng)的科研攻關(guān)項(xiàng)目，旨在煤礦的開采過(guò)程中避免安全事故的發(fā)生，并在1995年間制定了相應(yīng)的支護(hù)規(guī)范，1997年間完成了錨桿支護(hù)成套技術(shù)研究，提出了動(dòng)態(tài)支護(hù)設(shè)計(jì)方法、高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿的設(shè)計(jì)，隨著這一系列的支護(hù)技術(shù)的使用，我國(guó)煤礦開采中錨桿支護(hù)技術(shù)得到了較多的運(yùn)用，并且取得了較好的效果。2000年以后，隨著煤礦挖掘深度的進(jìn)一步增加，煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)再一次面臨著巨大的挑戰(zhàn)，巷道的支護(hù)難度愈來(lái)愈大，各煤礦也采取了相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)來(lái)保障煤礦開采的安全，并在2005年提出了高預(yù)應(yīng)力錨桿以及強(qiáng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的提出使得煤礦巷道的支護(hù)安全得到了較大的提升。同時(shí)也使得煤礦開采作業(yè)更加便利的進(jìn)行[2]。至此我國(guó)形成了自身獨(dú)特的錨桿支護(hù)技術(shù)，并且對(duì)于我國(guó)的煤礦開采產(chǎn)生了巨大的作用。
　　二、煤礦預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)理論
　　煤礦預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)理論主要包括錨桿支護(hù)作用分析以及預(yù)應(yīng)力對(duì)錨桿支護(hù)的作用，下面將對(duì)其進(jìn)行敘述。
　　1、錨桿支護(hù)作用分析
　　錨桿支護(hù)技術(shù)從本質(zhì)上來(lái)理解其實(shí)就是一種加固技術(shù)，通過(guò)錨桿支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用將使得周圍的圍巖更加穩(wěn)定，但是錨桿支護(hù)技術(shù)與混凝土襯砌有很大的區(qū)別，首先錨桿支護(hù)技術(shù)是通過(guò)提高圍巖強(qiáng)度來(lái)提升巷道的安全性，其中包括提升圍巖的黏聚力以及摩擦力，使得巷道周圍的圍巖力學(xué)性質(zhì)得到較大的改變，并使其更加穩(wěn)定。錨桿同時(shí)還會(huì)在較大程度上增大圍巖的強(qiáng)度，因?yàn)殄^桿可以有效降低圍巖的剪力，減少圍巖給巷道造成的壓力，而且還使得巷道周圍的圍巖強(qiáng)度得到一定的增加。錨桿在圍巖中可以改變圍巖的受力以及施力狀態(tài)，首先會(huì)消除圍巖部分的拉應(yīng)力，然后提高受剪圍巖部分的摩擦力，通過(guò)這種方式圍巖對(duì)于巷道的作用力就會(huì)大大減小。
　　2、預(yù)應(yīng)力對(duì)錨桿支護(hù)的作用
　　錨桿支護(hù)的過(guò)程中錨桿的強(qiáng)度也是非常重要的，而高預(yù)應(yīng)力錨桿將使得巷道的安全性更加穩(wěn)定，通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨桿的運(yùn)用煤礦安全事故的發(fā)生率顯著降低，因?yàn)椴捎妙A(yù)應(yīng)力錨桿可以更大范圍的提高巷道的支護(hù)效果，預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)中預(yù)應(yīng)力錨桿主要是將自身結(jié)構(gòu)與巷道周圍的圍巖更好的接觸，使得自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更強(qiáng)，因?yàn)樯钐幍膰鷰r給錨桿結(jié)構(gòu)提供了相應(yīng)的拉力，而且錨桿和圍巖也形成了一個(gè)穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)，使得錨桿能更好的支護(hù)圍巖。不至于使得圍巖坍塌而導(dǎo)致煤礦安全事故的發(fā)生[3]。錨桿預(yù)應(yīng)力對(duì)圍巖的支護(hù)有著非常重要的作用，首先錨桿本身會(huì)對(duì)圍巖施加更大的預(yù)應(yīng)力，然后還可以通過(guò)自身構(gòu)件將其更大限度的施加到圍巖里面，那樣所起到的效果將更好。
　　三、預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用
　　基于預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)如此多的優(yōu)點(diǎn)以及其較高的穩(wěn)定性，所以預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)被廣泛的運(yùn)用在煤礦開采巷道支護(hù)過(guò)程中。
　　1、預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)
　　如果僅利用預(yù)應(yīng)力錨桿來(lái)進(jìn)行圍巖的支護(hù)其限制條件較多，主要是對(duì)于圍巖的性質(zhì)要求較高，單獨(dú)的使用預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)僅僅適用于圍巖相對(duì)完整的巷道，如果運(yùn)用在圍巖情況較為復(fù)雜的巷道中將會(huì)給其帶來(lái)一定的危險(xiǎn)性，而且單獨(dú)使用預(yù)應(yīng)力錨桿不宜在較深的礦井巷道支護(hù)中。
　　2、預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索共同支護(hù)
　　預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索共同支護(hù)在煤礦巷道支護(hù)中非常常見，而且其也取得了較好的效果，預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索共同作用，這種支護(hù)方式可以運(yùn)用在巷道的頂板、地板以及兩幫中，運(yùn)用的非常廣泛，主要是由于其穩(wěn)定性較高、支護(hù)效果較好。
　　3、預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索與注漿支護(hù)
　　預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索以及注漿聯(lián)合支護(hù)的效果最佳，因?yàn)樵陬A(yù)應(yīng)力錨桿中注漿以后可以使得破損的圍巖有效的聯(lián)合起來(lái)，這樣就使得零散的圍巖變成一個(gè)整體，有效的提高了圍巖的強(qiáng)度，注漿的同時(shí)也為預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索提供了堅(jiān)固的基礎(chǔ)。使得其穩(wěn)定性得到較大的提高[4]。這種方式對(duì)于部分地質(zhì)較松散的煤礦巷道而言是非常有效的，更大限度的增加了巷道的穩(wěn)定性，使得煤礦開采更加安全方便。
　　煤礦預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)會(huì)隨著煤礦挖掘深度的增加而不斷的創(chuàng)新提高，以此來(lái)保證煤礦開采的安全可靠性。