煤巷合理锚杆锚索布置方式的分析及应用

煤巷合理锚杆锚索布置方式的分析及应用
摘要近年来，深井开采成为各煤矿主要的开采方式，由于深井煤矿中的特殊地形构造以及围岩的构成成分，深井煤矿冒顶事故的发生几率在不断增加，因此做好煤矿巷道的支护工作十分必要。

本文中，我们对目前巷道支护常用的锚杆支护以及锚索支护进行了简单的研究，分析了锚杆和锚索联合工作的原理以及布置方式，同时也结合实例分析了锚杆锚索支护在实际中的应用。

关键词合理锚杆锚索；布置方式；应用
目前，多数煤矿为提高煤炭生产的安全性普遍采用了锚杆锚索支护方式，但是煤矿在设计布置锚杆锚索支护时还存在着一定的问题。

为使锚杆锚索支护方式更加的安全，我们有必要对锚杆锚索支护的合理布置方式以及实际应用进行分析研究。

1 锚杆支护和锚索支护
巷道支护是煤层开采过程中为保持围岩稳定性所采用的常见方法，目前巷道支护主要有锚杆支护和锚索支护两种方式。

1.1锚杆支护
锚杆支护是传统的巷道围岩支护方式，它的工作原理是使锚杆与围岩之间形成受力作用，从而建立一个统一稳定的支护结构，进而保持巷道围岩的稳定性，增加煤炭生产的安全性。

锚杆一般是由金属杆、螺母、托盘等组成，目前煤炭行业所普遍使用的是左旋无纵筋螺纹钢锚杆。

另外，经过不断的发展创新，我们已经研制出适合不同地质条件的锚杆支护方式，并且也逐渐研制出联合支护方式，以满足软岩巷道的支护要求。

1.2 锚索支护
锚索支护是一种新型的巷道支护方式，它的工作原理是将柔性大、易弯曲的钢纹线穿过钻孔并且固定在围岩内部，同时在外部通过托盘对围岩进行加固。

锚索支护相对于锚杆支护而言，其围岩加固深度大、支护能力强以及可靠性高，并且其加固的范围、支护的强度以及可靠性都远远大于普通的锚杆支护。

锚索是由索线、托盘、锚具等构件组成，它主要通过索线给围岩施加一定的预应力，从而有效的束缚围岩，进而减少围岩的形变，提高围岩的承重能力，确保巷道的安全稳定。

通过以上的分析，我们发现锚杆支护与锚索支护各有各的优点，如果我们将
锚杆与锚索的优点综合起来，那么就可以做到巷道支护最优化，进而可以明显提高巷道支护效果。

1.3 锚杆支护和锚索支护联合作用
我们之所以能够将锚杆支护和锚索支护联合起来是符合一定的原理的，锚杆与锚索联合使用可以形成优势互补，从而更好的提高支护效果。

第一，锚杆与锚索的联合支护可以满足绝大部分巷道的支护要求。

例如，对于一般的巷道只采用锚杆支护就能满足支护要求，但是对于淋水大或者存在复合顶板的巷道，单纯的锚杆支护便起不到很好的支护作用，此时我们可以用锚索支护加固顶板，限制顶板的下沉，从而保证巷道围岩的稳定。

第二，锚杆和锚索支护可以形成互补。

随着煤层的开挖，巷道围岩内的应力分布也在不断发生着变化：在开挖的初期，由于围岩的形变较小，因此锚杆支护的承载能力很大，从而保证围岩的稳定；但是，随着开挖的不断进行，围岩的形变在逐渐的加大，围岩内的应力逐渐向围岩深部发展，此时我们可以通过锚索的悬吊作用稳定围岩，从而继续发挥锚研支护体的支护作用。

这就形成了锚杆支护和锚索支护的互补。

2 锚杆锚索联合支护的布置与设计
在设计锚杆锚索联合支护时我们要按照以锚杆支护为主、锚索支护为辅的原则。

具体来说就是，我们在联合支护作业中首先利用锚杆与巷道围岩之间组成锚岩支护体，提高围岩的稳定性与整体承载能力。

然后使用锚索进一步提高锚杆的支护作用，同时利用锚索的悬吊功能将形变较大的顶岩固定，从而避免冒顶事故的发生。

在具体的设计布置时，我们要按照普通支护的设计流程进行，具体要做到：
第一，参照相关类似工程的支护效果，结合本次工程的实际情况，分析对该工程使用锚杆锚索支护是否可行。

第二，确定锚杆和锚索的具体参数。

确定锚杆锚索参数时，我们要先确定锚杆的相关参数。

首先，我们根据以往的锚杆支护设计，选择支护效果较好的支护方案，并且按照以往支护方案中的参数模拟计算本工程支护工作中所允许的最大下沉量；其次结合围岩的应力情况确定围岩的破坏范围。

在锚杆参数确定之后，我们根据最大允许沉降量和围岩破坏范围，确定锚索的长度以及锚索的延伸量和延伸量差值。

在此需要要注意，如果锚索延伸量差值较小，我们可以适当减小沉降量并且调整安装时间；如果延伸量的差值较大，我们要考虑采用其他的支护技术。

目前常见的使锚索适应围岩变形的技术方法有以下几种：合理布置锚索的位
置，根据巷道的实际情况，选择合适的位置布置锚索；增加木垫板，木垫板在支护阻力的作用下可以使锚岩支护体很好的控制围岩形变，从而增加锚索的延伸量；最大沉降量出现之前安装锚索，从而增加锚索的延伸量。

第三，在选择合适的技术之后，我们还要注意使设计的经济效益达到最优，从而节省工程投资，节约社会资源。

3 锚索锚杆支护的实际应用
目前锚杆与锚索支护被广泛应用到煤炭开采行业中，在此，我们针对不同特性的煤层深入分析锚杆与锚索支护的实际应用。

第一，在近距离煤层开采中的应用。

某煤矿属于近距离煤层，在实际的开采中使用了多种配合形式的锚杆锚索联合支护方式，大大提高了巷道的安全系数以及开采速度。

通过实践应用我们发现，近距离煤层的支护中我们要注意以下几个问题：近距离支护应该在顶板松动破坏之前进行；同时，要利用锚杆支护在顶板上形成组合拱，并且将架棚设置成永久支护，从而有效的稳定加固巷道顶板；
第二，特厚煤层综放开采中的应用。

通过在特厚煤层开采中锚杆与锚索支护的使用，我们发现这样的支护方法可以简化施工流程，同时可以明显提高支护的安全性以及可靠性；
第三，复合顶板煤层的开采。

复合顶板煤层的开采支护一直都是支护工作的重难点，普通的锚杆支护无法有效的限制顶板的下沉，并且锚杆支护的承载能力有限，因此我们尝试采用了锚杆锚索联合支护。

通过实践施工我们发现，锚杆锚索联合支护可以有效的限制顶板的下沉，同时联合支护还能够降低支护成本，减小支护工作中的劳动量，从而明显的提高锚岩支护体的稳定效果。

4 结论
锚杆锚索联合支护技术是近年来开始兴起的新型煤矿巷道支护技术，它充分结合了锚杆支护和锚索支护的优势，从而使巷道的支护效果更上一层楼。

在实际的应用中，我们首先要掌握锚杆锚索联合支护的工作原理，并且针对不同性质特点的煤层采用合适的联合支护方式。

另外，在设计布置锚杆锚索支护时，我们还要按照严格的设计布置流程，以确保支护工作能够取得预期的效果。

参考文献
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