議錨桿支護的設(shè)計與施工管理

　　錨桿支護技術(shù)的出現(xiàn)，是采礦發(fā)展史上一大技術(shù)突破，該技術(shù)支護效果好，成本低，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。但目前錨桿支護技術(shù)在實施過程中還有一些不合理的地方，一方面，有的錨桿支護過程中設(shè)計的參數(shù)不合理，造成支護過剩，浪費材料，增加成本；另一方面，在支護施工過程中常常出現(xiàn)施工質(zhì)量不達標，造成支護不足，以致于發(fā)生安全事故。下面就錨桿支護的設(shè)計和施工管理進行一些簡單地探討。
　　1 常見的錨桿支護問題
　　常見的錨噴支護施工質(zhì)量問題隨著錨噴技術(shù)的廣泛應(yīng)用,錨噴支護的巷道也存在眾多的質(zhì)量問題。常見的錨桿支護問題表現(xiàn)在:設(shè)計參數(shù)不合理浪費材料或返修；施工質(zhì)量不達標、技術(shù)措施及管理不到位,造成冒頂?shù)壬a(chǎn)事故等。
　　1.1 施工前錨桿支護整體設(shè)計過于簡單化
　　只是進行一般性設(shè)計,即對施工區(qū)域主要部分進行了較詳盡的設(shè)計、論證、檢測、驗收等。但沒有對施工區(qū)域極少部分的復(fù)雜區(qū)域,進行詳盡的施工設(shè)計、論證、檢測、特殊錨桿及配件的要求等項工作,為施工質(zhì)量留下隱患。大多數(shù)地段支護強度超強,造成了材料和工程的浪費,一些特殊地段,如:巷道類型(服務(wù)年限)、斷層、交叉口、地應(yīng)力、圍巖狀況、集中應(yīng)力和采動應(yīng)力等沒有進行系統(tǒng)分析,這些區(qū)域恰恰是錨噴支護施工中,出現(xiàn)問題的主要區(qū)域,造成局部支護不足。
　　1.2 施工質(zhì)量強度達不到標準
　　這樣不僅浪費大量的人力、物力資源造成一定的經(jīng)濟損失,而且嚴重延緩了工程進度,影響整體布局和實施。主要表現(xiàn)在:施工質(zhì)量不達標,技術(shù)措施及管理不到位造成冒頂?shù)壬a(chǎn)事故。這樣不僅造成重大的經(jīng)濟損失,而且會造成人員傷亡,甚至對社會穩(wěn)定帶來不良影響。出現(xiàn)以上事故問題的原因概括起來表現(xiàn)在:施工質(zhì)量不過關(guān),在掘進巷道施工中,沒有按規(guī)程標準施工,給錨桿支護質(zhì)量帶來極其不利的影響,同時也為支護安全留下重大隱患。如:如光爆質(zhì)量不好,炮震裂隙過多,超凹度超標,巷道交叉處或開岔口沒有采取特殊掘進和支護措施等。錨桿安裝質(zhì)量問題(錨桿間排距過大、錨桿“三徑”不匹配、錨桿的預(yù)緊力不達標,安裝不符合標準),錨桿質(zhì)量問題(錨桿的強度不達標、配件不配套,螺母、托板等構(gòu)件沒有達到國家或行業(yè)標準,圍巖破碎時錨固劑與圍巖的黏結(jié)強度不夠,錨固力小,控制變形效果差),絕大多數(shù)錨桿(錨噴)不及時造成頂板離層或風(fēng)化等。
　　2 錨桿支護設(shè)計方法
　　隨著礦井開采深度的增加,礦山壓力不斷增大,巷道圍巖所受的壓應(yīng)力、剪應(yīng)力超過圍巖的強度極限,使圍巖普遍處于破裂狀態(tài),巷道圍巖的大量變形常常使支護難以承受。因此,巷道支護技術(shù)的中心任務(wù)是提高圍巖強度和自承力、降低巖體應(yīng)力集中。
　　2.1 巷道破壞變形的基本因素
　　1)礦井開采深度的加大,地壓顯現(xiàn)明顯,對巷道的作用力也就越來越大。
　　2)巷道處在斷層帶、破碎、軟巖等不穩(wěn)定的巖層和煤層中,維護難度加大。
　　3)上部開采的留設(shè)的煤柱和殘采煤柱,在巖(煤)層中形成了集中應(yīng)力。
　　上述情況的存在,都不同程度地影響著巷道的支護狀況。
　　2.2 巷道支護的基本原則
　　1)為了最大限度地控制變形破壞,巷道的開拓、布置則必須選在穩(wěn)定和較穩(wěn)定的巖層中,保證巷道不變形的首要條件是依靠圍巖的自身強度。
　　2)巷道支護形式上,圍巖不能無限地向深部擴大轉(zhuǎn)移,必須具有良好的可縮性,又能有效地控制巷道圍巖的松馳部分,同時防止頂板的離層,具有較強初撐(初錨)力,由被動受壓變?yōu)橹鲃又ёo。
　　3)既適應(yīng)在高地壓作用下的巷道圍巖所產(chǎn)生的塑性變形,又能控制圍巖松動范圍的擴展,宜首先采取以高強度的錨噴(錨網(wǎng))支護、高柔性或U形可縮支架的內(nèi)外聯(lián)合支護方式。
　　4)在無法躲避的極軟圍巖中及困難條件下的特殊工程,斷面的形狀,以圓形、馬蹄形為主要形式,采取全斷面封閉措施。
　　2.3 支護設(shè)計基本流程
　?。?）初始設(shè)計
　　初始設(shè)計是在對現(xiàn)支護方式進行調(diào)查分析后,以國內(nèi)外相類似礦井錨桿支護方式及支護參數(shù)做類比,結(jié)合本礦具體條件,取長補短進行錨桿支護初步設(shè)計。
　?。?）進行地質(zhì)力學(xué)評估
　　用應(yīng)力解除法測出礦區(qū)地殼應(yīng)力狀態(tài),并取樣測定出巷道圍巖物理力學(xué)性質(zhì),為錨桿支護完善設(shè)計提供依據(jù)。
　?。?）礦山壓力與頂板離層觀測
　　對按初步支護設(shè)計施工的巷道進行錨桿錨固力、巷道圍巖表面和深部位移進行觀測,在回采巷道內(nèi)設(shè)置巷道頂板離層指示儀,測定錨固區(qū)內(nèi)、外的頂板離層值。
　?。?）信息反饋和修改、完善設(shè)計
　　通過對巷道現(xiàn)場礦壓觀測結(jié)果進行分析,與所測出的地應(yīng)力狀態(tài)數(shù)據(jù)綜合考慮,調(diào)整初步設(shè)計,完善最終設(shè)計。井下巷道(特別是回采巷道)突出特點就是承受采動支承壓力,圍巖破碎、變形量大。煤礦井下巷道錨桿支護設(shè)計,首先要對巷道所要經(jīng)受來動影響過程及影響程度進行準確的評估,對巷道使用要求和設(shè)計目標要予以準確定位。
　　3 錨桿支護的施工管理
　　3.1 制約錨桿支護施工質(zhì)量的問題
　　1)技術(shù)管理上存在缺陷,主要表現(xiàn)為:支護設(shè)計不合理或支護不及時,易造成頂板巖石發(fā)生滑移、松動甚至離層,不僅給錨桿安裝與混凝土的噴射帶來難度,而且也嚴重影響了支護工程的質(zhì)量。片面強調(diào)支護成本,忽視技術(shù)問題,技術(shù)管理不到位、不規(guī)范、監(jiān)測技術(shù)不實用、監(jiān)測手段跟不上等原因。
　　2)施工隊質(zhì)量管理不到位,教育培訓(xùn)工作不到位,造成了人員素質(zhì)整體水平偏低,不按質(zhì)量標準施工,甚至對復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造、地壓、危巖活石等方面的技術(shù)處理,存在明顯的缺陷；不做深入系統(tǒng)的檢測,片面強調(diào)進尺考核,助長了部分施工單位,只重“噴漿”,輕“錨固”,致使施工質(zhì)量不能滿足設(shè)計要求,埋下了安全隱患。
　　3)監(jiān)督機制難以產(chǎn)生強有力的制約作用使施工質(zhì)量控制監(jiān)測流于形式。
　　4)施工設(shè)備和支護材料產(chǎn)品質(zhì)量制約施工質(zhì)量。
　　5)技術(shù)法規(guī)不健全及檢測技術(shù)相對滯后。檢測與監(jiān)測的難度大,不容易把握,相應(yīng)的檢測技術(shù)沒有展開。
　　3.2 錨桿施工質(zhì)量管理的對策
　　1)加強錨桿支護技術(shù)管理。
　　2)加強班組建設(shè),行使質(zhì)量否決權(quán)。
　　3)合理化工資杠桿導(dǎo)向,實行“按質(zhì)論價、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價”。
　　4)發(fā)揮質(zhì)量監(jiān)督作用,完善質(zhì)檢隊伍建設(shè)。
　　5)加強支護材料管理,提高裝備和人員的技術(shù)水平。
　　6)建立質(zhì)量保證期及質(zhì)量保證金制度。