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摘 要：在煤矿开采过程中，煤巷井下掘进是非常重要的组成部分，而煤巷掘进支护作为煤巷井下掘进安全作业的重要基础，是确保煤矿开采顺利、安全进行的关键所在。在煤巷井下掘进作业中，因地制宜，制定合理的支护方案，是非常必要的。本文主要对煤巷井下掘进的锚杆支护与锚索支护进行分析，提出强化煤巷井下掘进支护的有效策略。
关键词：煤巷井下掘进；锚杆支护；锚索支护；
中图分类号：TE358 文献标识码：TE 文章编号：1674-3520（2015）-07-00-02
近些年来，煤矿开采事业发展越来越快速，部分矿井不断向现代化、大型化发展。支护施工作为开采的主要安全基础，面临着非常大的挑战，其中巷道支护质量与开采人员的人身安全及开采进度有着直接的关系，必须予以高度重视。在不同煤层开采中，需要结合相应的地质情况，制定合理的支护方案，总结经验教训，不断创新支护工艺，为煤矿开采的有序、安全进行提供可靠保障。
一、锚杆支护
（一）原理
锚杆支护指的就是以维护及利用围岩自身承载力为基础，及时开展支护操作，对围岩变形与松弛情况进行控制，使围岩成为支护体系的一部分[1]。通过锚入围岩内部的杆体，对巷道围岩自身力学状态予以改变，在巷道周围形成一个稳定的整体承载环，与围岩共同作用，达成维护巷道的效果。与传统棚式支护形式相较而言，锚杆支护更加积极、主动，对巷道围岩的加固支护效果非常好。
（二）作用
1、悬吊作用
锚杆悬吊作用指的就是利用锚杆将比较软弱的岩体悬吊到上部比较稳定坚硬的岩体上，以此来提高软弱岩体层的稳定性，确保巷道掘进操作的稳定、安全、可靠。在挖开煤巷道之后，顶板岩层非常容易出现弯曲、下沉的情况，导致上覆不稳定岩层和基本顶之间出现离层问题[2]。在锚杆支护中，可以将其直接悬吊在基本顶上，这样就可以防止顶板岩层大幅度下沉。
2、组合梁作用
在没有稳固岩层的薄岩层中，安装锚杆后，锚杆的夹紧力就会使层面间摩擦力增大，这种摩擦力可以阻止岩石沿层面继续滑动，从而将数个薄岩层通过锚杆锁紧成一个较厚的岩层。这种厚岩梁内的最大弯曲应力和应变与梁的厚度的平方成反比，集成的岩梁越厚，最大弯曲应力和应变就越小。同时，锚杆本身的强度也增加了梁的整体抗剪能力。
在煤巷掘进中，通常会遇到层状岩层，在此形势下，可以利用锚杆进行固定，增加岩层之间的摩擦力。摩擦力越强，岩层之间的滑动幅度越小，并且对岩层分离有着一定的预防作用，在很大程度上增加了岩层自身承受力。
3、围岩补强作用
对于处在煤巷道深部的围岩岩石来说，其承受着三轴压力，而处在煤巷道附近的岩石承受着二轴压力，前者强度要远远超出后者，所以，不容易被破坏，稳定性较强。围岩补强作用指的就是在煤巷道附近打锚之后，一些岩石就会恢复三轴受力，极大的增强了自身强度；同时，锚杆还能够提高岩层弱面的剪断阻力，增强煤巷道的稳定性，使其不易被破坏。
在巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆椎体形式分布的压应力。若沿顶板布置锚杆群，各个锚杆形成的压应力圆椎体将交错重叠，形成一个防止破裂区扩散的承压拱，这个供可以承受其上部破碎岩石施加的径向载荷。沿锚杆轴向的预紧力在组合拱中产生环向应力，从而明显地改善了承压拱应力状态，使围岩状态由单轴、双轴变为三轴受压。这样在围岩中形成一个均匀压缩的连续承载区，从而大大提高组合拱的承载能
（三）在煤巷掘进中的具体应用
1、应用于松软围岩巷道
松软围岩巷道具有稳定性差、易变、不易维护等特点。在煤巷掘进作业中，加强锚杆和注浆的结合，实现锚杆与注浆的一体化，充分利用节理裂隙岩层，对岩层结构特性予以改进，将松软围岩煤巷缩小到一定范围，降低对煤巷的破坏程度，延长锚杆支护作用时间。
2、应用于复合顶板
在煤巷井下掘进作业中，复合顶板会增加作业难度，主要源于上下层面之间的结合力较差。在煤巷井下掘进不断推进的形势下，可以采用联合支护技术。通过锚杆支护、锚索支护等的联合，有效避免上覆岩石的脱落与松动，降低作业人员的劳动强度，保证作业的有序进行。
3、应用于综放顺槽
对于综放作业面煤巷来说，不仅要保证相应的巷道断面，还要满足防灭火等要求，通常情況下，采用不留区段煤柱或者留煤皮的方式予以巷道布置，所以，一定要保证巷道没有较大的破坏。通过锚杆支护，加固顶板与两帮，实现预期的安全效果，促使煤巷井下采掘作业的顺利完成。
二、锚索支护
（一）原理
锚索支护指的就是利用预应力锚索加固岩体，其本质就是借助锚索对加固岩体施加预应力，制约岩体有害变形，显著改善围岩应力状态，增强围岩自身承载力，进而确保围岩的稳定、安全[3]。锚索支护主要就是锚杆支护的进一步发展。
（二）作用
锚索支护具有锚固力大、锚固深度大、能施加较大预应力等优势，是困难煤巷道加固支护作业中不可或缺的重要方法。在煤巷井下掘进过程中，主要应用的就是端锚锚索，主要发挥补强作用，如果出现锚杆和顶板岩层冒落的现象，就可以利用锚索将下部不稳定岩层悬吊到上层深部稳定岩层上，避免已经离层的顶板出现垮落情况。除此之外，因为锚索能够施加比较大的预应力，可以挤紧与严密岩层中的节理、层理裂隙等不连续面，增大不连续面之间的摩擦力，进而实现围岩整体强度的提升。
三、煤巷井下掘进支护策略
（一）根据巷道区段巷道顶、帮岩石性质合理优化设计
2014年9月分我们在准旗黑岱沟煤矿601开切眼掘进施工中，切眼原设计断面9.8×3.5m，顶板锚杆12根规格为∮20×2400mm，间排距0.9m，顶板锚索∮17.8×6800mm，间排距2.0m计锚注4根，根据运顺掘进到切眼巷道顶板岩层钻孔探测得知顶板煤层厚度在17.56～21.20m之间。施工前经与矿方协商将支护修改为：锚索支护参数修改为锚索长度改为8200mm，每排6根，间距2000mm加挂规格为4.0×0.11×0.9m矿用工字钢梁，隔排打设，增强顶板整体隆。该工程取得了预期效果。
通过上述工种实例不难看出，对于超大断面施工中我们要根据具体情况，采取相应的修改措施解决难题。
（二）施工强化管理与技术培训
在煤巷井下掘进作业中，强化管理是巩固与发展支护改革的重要保障，对支护质量有着重要影响。通过强化技术培训，提高从业人员技术水平。根据施工的实际情况，引进先进工艺、先进技术，加强原理、工艺与实际操作的结合，确保支护作业的顺利完成。
（三）放宽经济政策，提高领导重视
经济政策是保证煤矿企业支护作业的前提与基础，一个企业只有加大煤矿支护安全资金的投入力度，才可以确保支护施工的顺利进行，推进支护改革[4]。同时，转变支护理念，提高企业领导对支护作业的重视程度，确保支护操作的有序进行。在制定支护方案的时候，必须对煤巷井下掘进的具体情况进行充分考虑，严格按照支护原则，合理编制支护方案，不断提高煤巷道的稳定性与安全性，确保煤矿开采作业的顺利完成。
四、结束语
总而言之，在煤巷井下掘进作业中，加强锚杆支护、锚索支护的应用，不仅能够加快煤巷井下掘进速度，还可以提高井下作业效率，为煤矿开采的顺利进行奠定了坚实的基础。同时，在编制支护方案的时候，必须对煤巷井下掘进的具体情况进行充分考虑，充分发挥支护作用，保证煤巷道的稳定、安全，从根本上提高煤矿开采效率。
参考文献：
[1]何洪亮.凉水井煤矿掘进作业中锚杆锚索选型及其依据[J].中小企业管理与科技，2014，（08）：173-174.
[2]贾林波.高预应力锚杆锚索组合支护技术在运输下山掘进支护中的应用[J].煤，2013，（10）：18-21.
[3]于斌.高强度锚杆支护技术及在大断面煤巷中的应用[J].煤炭科学技术，2011，39（08）：5-8，18.
[4]韦中成，邢凡雪.锚杆支护技术在煤巷掘进中的应用[J].山东煤炭科技，2014，（09）：62-63.
关键词：煤巷井下掘进；锚杆支护；锚索支护；
中图分类号：TE358 文献标识码：TE 文章编号：1674-3520（2015）-07-00-02
近些年来，煤矿开采事业发展越来越快速，部分矿井不断向现代化、大型化发展。支护施工作为开采的主要安全基础，面临着非常大的挑战，其中巷道支护质量与开采人员的人身安全及开采进度有着直接的关系，必须予以高度重视。在不同煤层开采中，需要结合相应的地质情况，制定合理的支护方案，总结经验教训，不断创新支护工艺，为煤矿开采的有序、安全进行提供可靠保障。
一、锚杆支护
（一）原理
锚杆支护指的就是以维护及利用围岩自身承载力为基础，及时开展支护操作，对围岩变形与松弛情况进行控制，使围岩成为支护体系的一部分[1]。通过锚入围岩内部的杆体，对巷道围岩自身力学状态予以改变，在巷道周围形成一个稳定的整体承载环，与围岩共同作用，达成维护巷道的效果。与传统棚式支护形式相较而言，锚杆支护更加积极、主动，对巷道围岩的加固支护效果非常好。
（二）作用
1、悬吊作用
锚杆悬吊作用指的就是利用锚杆将比较软弱的岩体悬吊到上部比较稳定坚硬的岩体上，以此来提高软弱岩体层的稳定性，确保巷道掘进操作的稳定、安全、可靠。在挖开煤巷道之后，顶板岩层非常容易出现弯曲、下沉的情况，导致上覆不稳定岩层和基本顶之间出现离层问题[2]。在锚杆支护中，可以将其直接悬吊在基本顶上，这样就可以防止顶板岩层大幅度下沉。
2、组合梁作用
在没有稳固岩层的薄岩层中，安装锚杆后，锚杆的夹紧力就会使层面间摩擦力增大，这种摩擦力可以阻止岩石沿层面继续滑动，从而将数个薄岩层通过锚杆锁紧成一个较厚的岩层。这种厚岩梁内的最大弯曲应力和应变与梁的厚度的平方成反比，集成的岩梁越厚，最大弯曲应力和应变就越小。同时，锚杆本身的强度也增加了梁的整体抗剪能力。
在煤巷掘进中，通常会遇到层状岩层，在此形势下，可以利用锚杆进行固定，增加岩层之间的摩擦力。摩擦力越强，岩层之间的滑动幅度越小，并且对岩层分离有着一定的预防作用，在很大程度上增加了岩层自身承受力。
3、围岩补强作用
对于处在煤巷道深部的围岩岩石来说，其承受着三轴压力，而处在煤巷道附近的岩石承受着二轴压力，前者强度要远远超出后者，所以，不容易被破坏，稳定性较强。围岩补强作用指的就是在煤巷道附近打锚之后，一些岩石就会恢复三轴受力，极大的增强了自身强度；同时，锚杆还能够提高岩层弱面的剪断阻力，增强煤巷道的稳定性，使其不易被破坏。
在巷道围岩的破裂区中安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆椎体形式分布的压应力。若沿顶板布置锚杆群，各个锚杆形成的压应力圆椎体将交错重叠，形成一个防止破裂区扩散的承压拱，这个供可以承受其上部破碎岩石施加的径向载荷。沿锚杆轴向的预紧力在组合拱中产生环向应力，从而明显地改善了承压拱应力状态，使围岩状态由单轴、双轴变为三轴受压。这样在围岩中形成一个均匀压缩的连续承载区，从而大大提高组合拱的承载能
（三）在煤巷掘进中的具体应用
1、应用于松软围岩巷道
松软围岩巷道具有稳定性差、易变、不易维护等特点。在煤巷掘进作业中，加强锚杆和注浆的结合，实现锚杆与注浆的一体化，充分利用节理裂隙岩层，对岩层结构特性予以改进，将松软围岩煤巷缩小到一定范围，降低对煤巷的破坏程度，延长锚杆支护作用时间。
2、应用于复合顶板
在煤巷井下掘进作业中，复合顶板会增加作业难度，主要源于上下层面之间的结合力较差。在煤巷井下掘进不断推进的形势下，可以采用联合支护技术。通过锚杆支护、锚索支护等的联合，有效避免上覆岩石的脱落与松动，降低作业人员的劳动强度，保证作业的有序进行。
3、应用于综放顺槽
对于综放作业面煤巷来说，不仅要保证相应的巷道断面，还要满足防灭火等要求，通常情況下，采用不留区段煤柱或者留煤皮的方式予以巷道布置，所以，一定要保证巷道没有较大的破坏。通过锚杆支护，加固顶板与两帮，实现预期的安全效果，促使煤巷井下采掘作业的顺利完成。
二、锚索支护
（一）原理
锚索支护指的就是利用预应力锚索加固岩体，其本质就是借助锚索对加固岩体施加预应力，制约岩体有害变形，显著改善围岩应力状态，增强围岩自身承载力，进而确保围岩的稳定、安全[3]。锚索支护主要就是锚杆支护的进一步发展。
（二）作用
锚索支护具有锚固力大、锚固深度大、能施加较大预应力等优势，是困难煤巷道加固支护作业中不可或缺的重要方法。在煤巷井下掘进过程中，主要应用的就是端锚锚索，主要发挥补强作用，如果出现锚杆和顶板岩层冒落的现象，就可以利用锚索将下部不稳定岩层悬吊到上层深部稳定岩层上，避免已经离层的顶板出现垮落情况。除此之外，因为锚索能够施加比较大的预应力，可以挤紧与严密岩层中的节理、层理裂隙等不连续面，增大不连续面之间的摩擦力，进而实现围岩整体强度的提升。
三、煤巷井下掘进支护策略
（一）根据巷道区段巷道顶、帮岩石性质合理优化设计
2014年9月分我们在准旗黑岱沟煤矿601开切眼掘进施工中，切眼原设计断面9.8×3.5m，顶板锚杆12根规格为∮20×2400mm，间排距0.9m，顶板锚索∮17.8×6800mm，间排距2.0m计锚注4根，根据运顺掘进到切眼巷道顶板岩层钻孔探测得知顶板煤层厚度在17.56～21.20m之间。施工前经与矿方协商将支护修改为：锚索支护参数修改为锚索长度改为8200mm，每排6根，间距2000mm加挂规格为4.0×0.11×0.9m矿用工字钢梁，隔排打设，增强顶板整体隆。该工程取得了预期效果。
通过上述工种实例不难看出，对于超大断面施工中我们要根据具体情况，采取相应的修改措施解决难题。
（二）施工强化管理与技术培训
在煤巷井下掘进作业中，强化管理是巩固与发展支护改革的重要保障，对支护质量有着重要影响。通过强化技术培训，提高从业人员技术水平。根据施工的实际情况，引进先进工艺、先进技术，加强原理、工艺与实际操作的结合，确保支护作业的顺利完成。
（三）放宽经济政策，提高领导重视
经济政策是保证煤矿企业支护作业的前提与基础，一个企业只有加大煤矿支护安全资金的投入力度，才可以确保支护施工的顺利进行，推进支护改革[4]。同时，转变支护理念，提高企业领导对支护作业的重视程度，确保支护操作的有序进行。在制定支护方案的时候，必须对煤巷井下掘进的具体情况进行充分考虑，严格按照支护原则，合理编制支护方案，不断提高煤巷道的稳定性与安全性，确保煤矿开采作业的顺利完成。
四、结束语
总而言之，在煤巷井下掘进作业中，加强锚杆支护、锚索支护的应用，不仅能够加快煤巷井下掘进速度，还可以提高井下作业效率，为煤矿开采的顺利进行奠定了坚实的基础。同时，在编制支护方案的时候，必须对煤巷井下掘进的具体情况进行充分考虑，充分发挥支护作用，保证煤巷道的稳定、安全，从根本上提高煤矿开采效率。
参考文献：
[1]何洪亮.凉水井煤矿掘进作业中锚杆锚索选型及其依据[J].中小企业管理与科技，2014，（08）：173-174.
[2]贾林波.高预应力锚杆锚索组合支护技术在运输下山掘进支护中的应用[J].煤，2013，（10）：18-21.
[3]于斌.高强度锚杆支护技术及在大断面煤巷中的应用[J].煤炭科学技术，2011，39（08）：5-8，18.
[4]韦中成，邢凡雪.锚杆支护技术在煤巷掘进中的应用[J].山东煤炭科技，2014，（09）：62-63.