1、矿井锚杆支护技术存在的问题及对策研究【摘 要】锚杆支护是利用深入围岩内部的锚杆杆体对围岩进行加固，提高被锚固围岩自身的稳定性来达到支护的目的。该文论述了锚杆支护技术在地质、设计、围岩监测等方面存在着一些问题，并提出了相应的对策。 【关键词】锚杆支护；问题；策略；围岩监测 一、锚杆支护技术存在的问题 （1）地质方面的问题。锚杆支护质量与巷道地质工作密切相关，煤矿地质环境复杂、基础信息匾乏。我国煤矿有围岩稳定的 l、2 类巷道，也有围岩不稳定和极不稳定的 4、5 类巷道。所以，锚固结构要具有相应的变形适应性并保持足够的承载能力及对围岩变形的约束力，使围岩重新形成平衡状态，这给锚杆支护技术的应用带来
2、了较大的困难。地应力实测技术是煤巷锚杆支护技术体系的核心技术之一，实施地应力实测是煤巷锚杆支护设计的基础。 （2）设计方面的问题。第一，锚杆支护的机理。现有锚杆支护理论存在一定的局限性，还不能满足复杂条件下特别是全煤及软岩条件下巷道围岩支护设计的要求。传统的锚杆支护理论有：悬吊理论、组合梁理论、组合拱压缩拱）理论。它们以一定的假说为基础的，从不同角度、条件阐述锚杆支护的作用机理，并且力学模型较为简单，计算方法简单。现有较为成熟的锚杆支护理论也难以满足指导回采巷道特别是全煤巷道锚杆支护设计的要求，需要加强多方面的研究。第二，锚杆支护参数选取。锚杆支护参数的选取主要是采用经验法、工程类比法和理论计
3、算法，而这三种方法存在着弊端，不能完全确定锚杆支护参数。正确进行锚杆支护参数的选取已成为关键问题。第三，锚杆种类。随着新型材料的不断发展，各种新材料锚杆也不断涌现。而单独进行锚杆生产与研发的单位却较少，在材料、工艺上没有实现规范化，浪费材料，也影响了锚杆的支护效果。顶板岩层的层间错动会使锚杆、锚索发生剪切破坏。金属锚杆结构不合理，在偏心载荷超过锚尾材料的强度极限时，锚尾发生破坏。 （3）围岩监测方面的问题。顶板离层指示仪测定锚杆锚固的离层状况，对顶板出现冒落危险进行报警，以杜绝顶板事故。对顶板离层监测普遍使用的是离层指示仪，这是一种机械式测量方法。确定锚杆支护巷道顶板离层界限值，采用数值计算程
4、序模拟及经验公式计算得出，但公式中的系数需在具体矿区环境下不断检验和修正。在实际运用中，还需要与锚杆受力大小、巷道表面位移、巷道外观形态变化等进行考虑。进行锚杆支护要综合考虑各种复杂因素，如地质因素、工程因素、设计因素、施工因素等，从这些因素中找出可靠、经济的锚杆支护方案。 二、提高锚杆支护技术对应策略 （1）加强锚杆支护理论的研究。第一，加强巷道围岩矿压显现规律的研究。深入研究不同载荷环境下巷道围岩的变形、破坏规律，分析围岩在不同变形、破坏阶段的平衡结构特性，研究巷道围岩强度破坏与工程破坏之间的差异及规律，揭示围岩稳定一失稳的本质。第二，加强锚杆作用机理的研究。要研究不同锚固方式所形成的锚固
5、体的力学特性，完善锚杆锚固理论。第三，加强进行锚固体变形机理的研究。掌握不同形式锚固体的变形特性及其适用范围。进行锚固体结构特性研究。 （2）完善描杆支护施工机具。第一，完善锚杆钻机性能与质量，开发新型锚杆钻机。因煤巷地质与生产条件复杂，现有的锚杆钻机还不能完全满足使用要求，其性能与质量还需进行完善与提高，要开发底板锚杆钻机和液压帮锚杆钻机。第二，机掘设备应科学配套。连续式采煤机与锚杆钻车等组成配套生产系统，使用连采机成套分离系统装备，充分发挥其机动灵活、协调连续作业速度决等优点，同时掘进两条巷道，为长壁式综采工作面准备巷道。第三，引进和研制中型掘锚机组。国内的煤及半煤岩巷道各种中小型掘进机后
6、配套装备已配套生产，定型批量生产，引进或研制装机容量为 400kW500kW 的中型掘锚机组，适合我国煤矿煤巷工况条件，便于采用国产机械化后配套设备，符合我国煤矿的技术经济状况。 （3）缩小 W 型钢带与国际先进水平的差距。W 型钢带组合锚杆支护技术尽管近几年在一些煤矿应用，并取得了可喜的技术经济效益，但 W 型钢带生产厂家中滚压成型的厂家有限，大部分是冲压成型，这不利于钢材的有效利用，使 W 型钢带质量标准难以保证。W 型钢带虽然整体强度较高，但在锚杆留设孔处的强度较低，有时导致托板或螺母压人孑 L 中，使钢带失效，有待于继续改进。 随着煤矿开采深度的增加和困难条件下回采巷道树脂锚杆技术的应用，树脂锚杆正向高强度、大载荷方向发展，这要求树脂锚固剂材料与之相适应，向高强度方向发展。目前使用的不饱和聚酷型树脂锚固剂一般存在固化收缩的问题，因此，发展无收缩和膨胀性树脂锚固剂势在必行。国内树脂锚固剂生产设备还比较落后，自动化程度较低，这对提高产品质量带来不利影响，研制高性能的锚固剂生产设备和安装机具非常必要。
