馮開輝

摘 要：錨桿支護技術(shù)的推廣應(yīng)用，使得巷道支護技術(shù)取得了突破性的進展。然而，炮掘巷道在推廣應(yīng)用錨桿支護后，也出現(xiàn)了一些問題，如巷道成形不好，影響錨網(wǎng)支護效果，巷道易“墜包”、“推網(wǎng)”，放炮后掘進迎頭矸石積聚多、出矸慢，空頂時間長等。本文作者以某礦102巷道支護為例，對炮掘巷道的錨桿支護技術(shù)進行了研究。

關(guān)鍵詞：炮掘;巷道支護;錨桿支護;準直眼掏槽

0 前言

目前，炮掘巷道在推廣應(yīng)用錨桿支護后，出現(xiàn)了諸多問題，例如巷道成型不好，放炮后掘進迎頭矸石積聚多、出矸慢，空頂時間長、出現(xiàn)推網(wǎng)等諸多因素都影響錨網(wǎng)支護效果，進而巷道易出現(xiàn)墜包、放炮易崩壞巷道觀測儀器和設(shè)備等。如何有效解決這些問題，保證支護效果，實現(xiàn)炮掘單進水平的進一步提高，是當前的首要任務(wù)。為此，結(jié)合施工現(xiàn)場實際，對煤巷炮掘錨網(wǎng)支護進行技術(shù)分析和工藝改進。

1 工程背景

某礦102運輸巷地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，斷層比較發(fā)育，采用放炮掘進方式沿煤層頂板掘進，循環(huán)進尺1.0m;采用錨桿、網(wǎng)、錨索、鋼帶、聯(lián)合支護，錨桿間排距900mm× 1000mm。在現(xiàn)場掘進中出現(xiàn)如下問題：

①放炮拋擲出的煤巖塊大量堆積在迎頭，影響錨桿支護施工作業(yè)。通常情況下，支護作業(yè)工序為先進行臨時支護，然后出矸，再進行永久支護，這一過程一般需要3～4h，遇上交接班時間甚至更長。這樣勢必導(dǎo)致初期頂板裂隙和離層發(fā)生，對巷道支護明顯不利，支護后的巷道出現(xiàn)了明顯的網(wǎng)兜、墜包等現(xiàn)象，造成了部分錨桿托板不貼幫，錨桿外露超長或過短而失效，進而需要重新補打錨桿，浪費了時間和材料，增加了作業(yè)工序。

②施工中出現(xiàn)寬幫、高頂?shù)瘸尚尾缓玫膯栴}，通常需要手鎬刨挖輔助成型或?qū)搸澢鷮崿F(xiàn)鋼帶接頂貼幫;迎頭范圍內(nèi)已支護區(qū)的頂幫金屬網(wǎng)出現(xiàn)扯開和并絲現(xiàn)象，損壞了金屬網(wǎng)的完整性，影響巷道支護效果，降低了質(zhì)量標準化水平。

③造成巷道礦壓觀測儀器的損壞，盡管在放炮前也采取了一定的遮擋保護措施，但效果一般，給炮掘錨網(wǎng)巷道施工和頂板管理造成了一定的影響。

④嚴重影響了掘進進尺，單班只能掘進一個循環(huán)，甚至完不成，對全礦工作面的正常接續(xù)產(chǎn)生了不利的影響。

2 錨桿支護技術(shù)的優(yōu)化

102運輸巷掘進及支護施工中出現(xiàn)的上述問題，實際上是炮掘方式和錨桿支護結(jié)合過程中，需要解決的矛盾問題。如解決不好，不僅制約錨桿支護技術(shù)在炮掘巷道中的推廣應(yīng)用，而且也對頂板控制產(chǎn)生不利影響。錨桿支護是一種主動支護系統(tǒng)，其體現(xiàn)在：

①及時支護，即在巖體開挖早期就進行錨桿安裝，安裝后即對圍巖提供顯著的軸向和橫向的支護阻力，避免巖體松動和松動圈的擴大。

②及時施加合理的安裝應(yīng)力，即在錨桿安裝時施加合理的安裝應(yīng)力以控制圍巖的早期變形，提高巷道圍巖的自身承載能力，抑制松動圈的進一步擴展。安裝應(yīng)力象液壓支架的 初撐力一樣對頂板支護起到主動支護的作用。為了減少推網(wǎng)和巷道墜包現(xiàn)象，提高錨網(wǎng)支護的效果，必須根據(jù)錨桿支護理念，結(jié)合現(xiàn)場實際，制定切實可行的措施來提高巷道支護效果。

2.1 采用準直眼掏槽方式

準直眼掏槽方式有以下優(yōu)點：所需掏槽眼數(shù)目較少;方式簡單，易于掌握和實現(xiàn)多臺鉆機作業(yè)和鉆眼機械化;炮眼深度受巷道斷面限制較小，當炮眼深度改變時，掏槽布置和裝藥量稍作改變即可;有較高的掏槽效率;全斷面一次爆破下來的巖石拋擲距離小，爆堆集中，不易崩壞巷道內(nèi)的設(shè)備和支架。102運輸巷采用準直眼掏槽爆破技術(shù)，合理的布置了掏槽眼、周邊眼、輔助眼和底眼的眼位和眼深，嚴格控制周邊眼裝藥量，選擇合理的爆破參數(shù)等，改善巷道成形效果，很好地解決了掘進迎頭爆破拋矸的推網(wǎng)問題，同時掘進進尺大大提高。

2.2 及時進行永久支護，加強迎頭空頂期間的頂板管理

即減少巷道圍巖的裸露空頂時間，盡量縮短臨時支護和永久支護的間隔，及時安裝錨桿，對圍巖提供顯著的軸向和橫向的支護阻力，避免巖體松動和塑性松動圈的增大并封閉裂隙。因為臨時支護是相對于永久支護而言的，其密度和強度不能與永久支護相比，其作用是暫時的，只是在發(fā)生頂板事故之前，給現(xiàn)場作業(yè)人員以避災(zāi)信號，作業(yè)人員要能夠接受信號，達到避免事故的目的。在現(xiàn)場施工中，錨桿支護必須遵循及時有效的原則，通過改變循環(huán)作業(yè)的起始點盡量調(diào)整縮短臨時支護和永久支護的間隔，減少無用反復(fù)工序，節(jié)約時間，達到及時支護的目的。

2.3 提高錨桿支護系統(tǒng)的預(yù)緊力

巷道“墜包”現(xiàn)象，主要與圍巖松軟、破碎有關(guān)，加上放炮震動影響，使得“墜包”現(xiàn)象表現(xiàn)更為突出。需要提高錨桿預(yù)緊力、保證鋪網(wǎng)質(zhì)量，使“墜包”問題得到控制。只有充足的預(yù)緊力才能夠防止頂板離層和松動圈的進一步發(fā)展，盡可能的控制頂板的早期變形。提高預(yù)緊力的主要途徑：一是提高安裝機具的扭緊力矩?，F(xiàn)在，國內(nèi)錨桿打眼和安裝普遍采用單體錨桿鉆機，這種錨桿鉆機的額定輸出扭矩一般在100～140N·m之間，頂推力不超過10kN，難以滿足提高錨桿預(yù)緊力的要求。所以，掘進迎頭需配備高扭矩的沖擊式風(fēng)動扳手或能提供增大扭矩的扭矩放大器，才可以提高錨桿預(yù)緊力;二是在錨桿安裝中采取減摩措施。施加預(yù)緊力到一定值后，螺母與托盤之間的摩擦阻力已非常大，螺母緊固過程中的扭矩大部分消耗在對抗摩擦力上，無法使扭矩轉(zhuǎn)化為桿體上的預(yù)拉力，所以，必須在螺母與托盤之間增加減阻裝置，減少摩擦阻力。據(jù)試驗，在每根錨桿螺母與托盤之間加上一個金屬墊圈和一個塑料墊圈，可以極大地減少摩擦阻力，達到減阻的目的，從而保證實現(xiàn)錨桿預(yù)緊力。另外，每次放炮前，要對掘進迎頭10m范圍內(nèi)的錨桿進行全面的預(yù)緊力檢查，預(yù)緊力下降的要重新緊固達標，同時在鋪網(wǎng)過程中，要盡量把網(wǎng)鋪展、緊貼煤壁，保證鋪網(wǎng)質(zhì)量。通過提高錨桿預(yù)緊力和強化鋪網(wǎng)質(zhì)量，減少巷道圍巖表層的離層破碎，控制墜包和錨桿松動現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3 支護效果

上述措施實施應(yīng)用后，巷道掘進速度由改進前每班1個正規(guī)循環(huán)提高到每班3～4個;巷道成型及支護效果大大提高，寬幫現(xiàn)象明顯減少;炸藥使用量減少30%左右;推網(wǎng)及頂板網(wǎng)包現(xiàn)象明顯減少，巷道頂?shù)装遄冃瘟棵黠@減少;不合理工序大大減少，節(jié)省了大量的時間和支護材料，僅支護材料費用較改進前就節(jié)省了50%以上。

4 結(jié)論

通過在巷道掘進中采用準直眼掏槽爆破技術(shù)，改進支護理念和支護措施等手段，可以控制和解決炮掘巷道錨網(wǎng)支護施工中出現(xiàn)的主要問題，為錨桿支護技術(shù)在煤巷炮掘中的推廣應(yīng)用和提高炮掘單進水平提高了技術(shù)支持。