道掘进锚杆锚索支护的基本原理与优势

由亮

摘要：锚杆支护技术是煤矿支护改革的发展方向，是煤矿继综合机械化采煤技术后又一重大推广技术。本文介绍了巷道巷道掘进时锚杆支护原理，及其在复合顶巷道锚带网加锚索联合支护。

关键词：巷道；掘进；锚杆支护；锚索

一、锚杆支护原理

锚杆是一种锚固在岩体内部的杆状支架，它的作用原理有悬吊作用、组合作用、挤压加固作用。锚杆支护的实质就是人为加强破碎岩体的完整性，使其能够在产生位移的同时产生反应力，直至形成应力平衡。针对国内外锚杆支护设备状况，按照不同结构、不同动力、不同破岩方式。对锚杆钻机进行分类。按结构型式分，有单体式、钻车式和机载式三大类；单体式又可分导轨式和支腿式两种。按动力形式分，有电动、液压和气动三大类。锚杆支护是向巷道围岩钻孔，通过在孔内安装和锚固由金属、木材等制成的杆件，达到支护目的。目前国内外使用的锚杆种类很多，按其对岩体的锚固方式，可分为端部固定式、全长固定式及混合式三类。楔缝式、涨壳式、头部胶结式等均属于端部固定式。其特点是：通过眼底的锚头和另一端的紧固部分，使杆体受拉，从而对围岩施加压力。全长固定式锚杆，锚杆对岩体进行直接加固，可以锁紧碎裂岩体，提高摩擦力，实现岩体结构条件的转化，使碎裂结构转化为锒嵌结构一块状结构一整体结构。使岩体强度得以提高。每根锚杆在其全长范围对周围岩体提供作用力，形成一个加固区，所有锚杆加固区相互联结，在巷道围岩内形成一个连续的加固圈，这个加固圈具有拱的效应，既能使本身强度提高具有自支承效应，又能承受外部岩体地压，阻止其变形。在围岩已遭破坏的巷道中，支护的主要作用是对围岩施加径向约束力，使破裂岩块表面之间产生和增加摩擦力，在破裂区产生并保持三向应力状态。

结语：锚杆支护在理论上正逐步完善，支护效果也达到预期要求，但在现场施工中仍存在较多问题，造成掘进速度上不去。今后，还需在实践中不断地摸索，使锚杆支护在施工方面逐渐成熟，只有这样才能充分发挥锚杆支护应有的优越性。

二、锚杆与锚索联合支护的研究

1.锚杆与锚索联合支护的概念锚杆与锚索联合支护是煤巷巷道掘进过程中的一种主要支护形式,可以与钢带、金属网、工字钢梁联合使用。合理选择锚杆参数及支护形式,是安全、科学、经济的,能起到提高支护质量和矿山效益、降低成本的作用。锚杆与锚索联合支护是通过围岩内部发挥其支护作用的,其实就是变巷道被动支护为主动支护,提高巷道围岩的自身承载力。随着巷道围岩状况的不同,锚杆与锚索支护也具有不同的作用机理。

2.分析锚杆与锚索联合支护单根锚杆锚索加固岩体形成锚杆锚索周围应力包,只要锚杆锚索间距、排距适当时,同时在群锚的作用下.应力泡相互叠加,形成岩体内承载圈加固带。对于开掘巷道锚杆锚索支护,视岩石硬度、完整性、岩体节理情况、地应力、服务年限及是否受动压影响等因素,而确定锚杆锚索支护形式,由于伪顶性脆、易碎。直接顶坚实,最常用的是锚杆与锚索、网的联合支护形式。锚杆与锚索、钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小,顶板平整时常用锚杆加固伪顶,锚杆与锚索加固直接顶;锚杆与钢梁则能承受较大载荷。锚杆桁架是利用拉杆所产生挤压力减少或消除下位岩层的拉应力。形成一种以顶板岩层受压,拉杆受拉,类似桁架的承载结构,但两帮围岩体强度要高,若顶板完整性好,分层厚度又大,应该使用锚杆与锚索联合支护,利用锚索钢绞线较长的特点,在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而保持巷道支护的稳定性。

三、岗位作业程序化管理

1.实行月规划、日计划进尺考核机制

根据月度进尺计划和每天生产条件每日排定次日进尺计划，并落实当天进尺完成情况，当日完不成进尺计划的给予一定考核，根据汇总每日计划落实情况，超奖欠罚，为有效控制日进尺的真实性，对照月度总实际进尺情况，加倍考核所欠进尺部分。

2.制定科学合理的掘进作业循环流程

掘进区队根据巷道地质条件，结合本队实际情况，制定合理有序的掘进循环作业流程。从施工前准备、交接班、打眼、定放炮、支护顶帮、扒装运输、设备维护等都有详尽的作业安排。使每位员工都明白自己应干什么，怎样干，如何干才达到标准。作业流程的制定，既规范了作业操作程序，又使分工明确，责任清晰，形成了真正指导生产的作业规程。另外，每一循环的结束，都要为下一循环创造好最佳作业条件，使每班有循环，班班是循环。这样，有效保证了整个工区掘进作业的整体推进，使工区管理更加制度化、程序化、规范化。

3.大力开展劳动竞赛，提高职工劳动积极性

在注重落实考核的同时，在班组与班组之间、职工与职工之间，大力开展劳动竞赛。如每月制定出掘进进尺及质量的基本考核指标，然后在此基础上制定出台阶奖励政策。每超额定指标的5%、10%、15%分别作为三个台阶，并按各台阶设定奖励金额，达到的给予奖励。同样，在职工中，也开展各种形式的劳动竞赛，每月或每季度评出最佳职工能手，并给予一定程度的物质及精神奖励。通过这些活动的开展，极大地激发了工人的劳动积极性，在职工中、在班组中，形成了“比、学、赶、超”的浓厚气氛，使掘进进尺得到显著提高。

4.严格内部考核制度

区队内部考核主要包括：质量、任务、安全、操作、学习、纪律及危险源辩识等。每个岗位都划定了严格的岗位得分。在岗位基本分确定后，依据本班组所完成的进尺情况，分别从上述几方面予以计分考核，实行ABC卡考核制度，个人考核评价填写A卡，班组长负责B卡考核工作，C卡为每位员工的总评，每天将得分上墙公布，增强了考核的公平、公正及透明度，消除了因评分不均、得分不匀及计分不公所出现的抵触情绪。

这样一来，得分情况人人了解，人人清楚，增强了考核的公平、公正及透明性，消除了因评分不均，得分不匀、计分不公所出现的抵触情绪，有效地维护了职工的工作积极性。另外，在安全管理及考核方面，实行“关口前移”。即将安全考核与管理工作下放到班组。一方面，本班组负责自身的安全考核及管理工作。各班组力争作到自身安全自身保，并不断强化班组内部安全监督机制，努力创建自主保安班组。

5.制定有效的学习激励机制

在严格区队管理的同时，注重抓好职工的政治思想、技术业务的学习培训工作。在区队内部，建立了一整套行之有效的职工学习培训制度。每周的二、五作为学习时间和技术业务培训时间，包括安全、质量、规程等煤矿有关知识的全面学习。

只有结合自身生产条件和人力资源配置情况积极探索综掘生产工艺的改进方法，才能充分发挥设备效能、全面提高安全生产管理水平，为高产高效矿井建设打下坚实的基础。要优化劳动组织，努力提高劳动效率，提高掘进速度。

6.推行岗位作业程序化明确岗位责任

在区队管理中推行了岗位作业程序化，明确了岗位人员的岗位职责，每个岗位人员在整个施工过程中，按照规定的工作程序，在即定时间内逐项完成自己的工作，在每一个工序过程中每一位员工都有明确的分工，强化了岗位责任制，每一位员工从被动管理向自我管理转变，实现了自己的安全自己管、自己的任务自己完成、自己的质量自己来保证。根据区队现场生产实际，各施工地点制定了合理的岗位作业程序化图表，从工前准备、交接班、打眼、定放炮、支护顶帮、扒装运输、设备维护等都有详尽的作业安排，每一位员工都有各自的分工，让每位施工人员都明白自己在每道工序中应干什么、应怎样干、应怎样与同事配合等，要求现场工作时，每一循环的结束，都要为下一循环创造良好作业条件。

参考文献：

[1]叶彬.巷道及半巷道锚杆支护快速掘进,2016.

[2]王敬军.巷道锚杆支护技术的研究与应用,2016.

[3]侯朝炯.巷道锚杆支护,2013.

[4]周金城.关于锚杆支护问题的探讨,2014.