煤矿锚杆生产篇1
关键词煤矿；锚杆支护；现状；展望
中图分类号tD8文献标识码a文章编号1674-6708（2011）57-0053-02
1国内外锚杆支护技术的现状
1.1美国煤矿的锚杆支护技术现状
除中国以外，美国是世界上第二大产煤大国，也是较早把锚杆作为煤矿顶板主要支护方式的国家之一。目前，美国是世界上锚杆使用数量最多，锚杆支护技术最成熟、最先进的国家。锚杆的作用是可以有效地控制围岩，加强围岩的稳定性，美国几乎在煤层中布置了其所有井下巷道，锚杆支护每年被应用在约26000km的煤巷中。美国利用先进的技术手段，使锚杆的生产效率居于世界首位。据统计，美国每年只有不到10人死于顶板冒落，可见其锚杆支护技术应用非常成熟，可靠性很强。
1.2澳大利亚煤矿的锚杆支护技术现状
澳大利亚拥有居于世界领先水平的锚杆机具装置研制水平，现在主要集中精力发展特种锚杆：如注入式锚杆、采区高预应力锚杆和纤维增强塑料锚杆（其重量仅为钢材的1/4，刚度却比钢材还要高）等。关于安装锚杆机具，如新型锚杆安装机aBm20，一次可同时安装六根顶板锚杆；旋扭预紧装置，通过在螺母和托板加承压滚珠，承载达到90kn左右。
1.3德国煤矿的锚杆支护技术现状
德国普通锚杆支护达到8%~20%的移近量，可拉伸锚杆和滑动锚杆的极限移近量可达到30%~35%。现在影响德国煤炭工业发展的一个主要因素是长壁工作面采区煤巷掘进速度滞后，煤巷每掘进一米，需要安装两根煤壁锚杆和六根顶板锚杆，每班安装锚杆的根数也会变化。由于连续采矿机在煤矿中被广泛应用，导致锚杆安装速度跟不上工作面回采速度，某些煤矿逐渐采用了位置变换开采法。
1.4南非煤矿的锚杆支护技术现状
由于南非大多数矿井煤层顶板是硬砂岩顶板，顶板条件好，比较容易支护，锚杆安装速度很快，不影响采煤作业。南美一些煤矿安装了顶板岩层监控系统以防煤层顶板出现局部冒落，这样有效维护了矿井安全生产。
1.5我国煤矿的锚杆支护技术现状
我国锚杆支护起始于上世纪50年代，1956年，一些煤矿开始使用刚砂浆无托板锚杆和机械端锚，这类单体锚杆仅适合于稳定的岩石巷道，不适合用于围岩较软的煤巷。上世纪80~上世纪90年代，我国进入了以锚梁网和锚带网为代表的组合锚杆支护阶段，由于锚杆支护劳动强度低，经济效益高，对破碎岩体的加固效果好，因此，我国煤矿中开始广泛应用锚杆支护技术。到1998年，煤巷中锚杆支护比重已达到20％以上。由于我国煤矿的软岩地层分布广泛，即使在服务年限内，很多巷道的围岩变形量都很大，有的甚至冒落无法再利用。因此，推动锚杆支护技术发展的关键在于研究开发可以有效控制高应力、采动和软岩等大变形巷道的锚杆支护技术。
与国外相比，我国锚杆支护的主要缺点在于锚杆可靠性差、锚固力低等，因此提高锚杆性能、开发具有高阻力、急增阻和强初撑力学特性的锚杆支护，是控制高应力、软岩大变形巷道的有效途径，也是国内锚杆支护的主要发展方向。
2我国锚杆支护技术发展中出现的问题
2.1对锚杆支护机理认识不够
现在采用的锚杆设计方法，如加固拱、组合梁和悬吊等理论都是针对一般巷道提出的。目前，还没有专门针对煤巷的特殊条件，建立起符合煤巷自身特点的设计方法与支护原理，特别是在软岩或全煤条件下，没有成熟的巷道围岩支护设计要求。因此，现在很多技术标准都是依据经验制定的，缺乏科学依据，导致施工和设计中存在一定盲目性。所以，有必要进一步深入研究巷道围岩矿压显现规律的基础上，结合煤巷独有的特点，不断探索、创新煤矿锚杆支护理论。
2.2锚固剂与锚杆质量低
锚固剂的质量指标是决定支护可靠性的关键，锚杆的力学性能与其结构和材质紧密相关。我国煤矿井下使用的锚杆的延伸率和强度偏低，因此，锚杆支护既不能适应煤巷围岩的变形，也不能为巷道围岩提供较大的支护阻力，导致巷道顶板容易产生离层或错动。另外，由于锚杆质量低，煤巷每掘进一米的需要安装更多的锚杆，极大的影响巷道的掘进进尺。
2.3锚杆机具结构性能有待提高
锚杆机具性能是决定施工速度和锚杆安装质量的关键。目前，虽然我国具有液压、风动和电动锚杆钻机，但其整机性能和零部件质量有待进一步完善和提高。
2.4需要提高锚杆监测仪器与检监测技术
监测是保证锚杆支护可靠性和监督施工质量的重要手段。我国很重视锚杆支护的检测工作，研制出了如超声波围岩裂缝探测仪、锚固力测定仪等监测仪器，但其功能不全、性能不高，尚未形成成套的综合检测技术。虽然，我国已经开展监测工作，但是监测所起的指导和反馈作用没有很好的体现出来。这主要是因为管理和施工人员的综合素质差，理论水平低，对检测的重要性认识不够。
3对煤矿锚杆支护技术的展望
3.1继续完善煤矿锚杆支护理论与技术
锚杆支护理论很多，但这些理论与实际应用技术的发展适应性较差。所以，有必要结合煤矿自身特点，不断探索煤矿锚杆支护理论，提高煤巷锚杆形式与参数选择的实用性和科学性。我们要不断消化吸收国外先进的锚杆支护理论和设计方法，学习先进的煤巷锚杆支护的工程监控设计方法，根据我国实际，发展科学合理的锚杆支护技术，提高煤巷锚杆支护设计方法的实用性和科学性。
3.2发展掘锚新机具
根据当前的施工工艺，主要有两方面因素影响快速掘进：一方面是锚杆机打眼及安装速度；另一方面是掘进机割煤速度。现行煤巷快速掘进施工方法的主要矛盾是掘进工作面的开机率较低，支护时间过长，影响单进水平的提高。加快煤巷锚杆支护单进速度的有效手段是发展掘锚联合机组，实现“掘支锚一体化”平行作业。因此，发展掘锚新机具将是我国煤巷快速掘进的一个发展方向。
3.3进一步研究锚杆支护监测技术
要对煤矿井下的锚杆支护进行综合监测，验证初始设计的可靠性和合理性，并为修正初始设计提供依据。在日常工作中，很多必要的监测工作并没有顺利进行，导致监测效果大打折扣。但是，监测的重要性不置可否，所以在日后的工作中，一方面要加紧研究锚杆支护监测技术；另一方面，要提高人员素质，使其清楚监测的重要性，以便实时、有效地对煤矿锚杆支护进行监测，保证安全生产。
4结论
煤矿锚杆支护技术看似简单，实际上是一项非常复杂的系统工程，影响支护效果的因素很多。所以，我们应该积极学习国外先进的煤矿锚杆支护理论与技术，并结合本国实际，不断完善我国煤矿锚杆支护理论与技术，提高锚杆支护的可靠性，确保煤矿安全生产。
参考文献
[1]B・里文，李孝尚.煤矿锚杆支护技术的进展[J].中国煤炭，1999，25(8)：52-55.
煤矿锚杆生产篇2
关键词：煤巷掘进；锚杆支护技术；应用；探讨
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.229
0引言
我国煤矿开采由于地区差异大，地形复杂多变，煤层条件也比较复杂，要想实现对煤炭的有效开采，就需要进行煤岩巷道的开掘。为了更适应中国煤矿开采业的发展，我国的综掘机械化程度不断提高，目前我国煤矿开采中，已经有一半以上实现了综掘机械化。随着这种技术的不断发展，我国煤矿企业的产量得到了飞速提高，在这种情况下，巷道掘进技术就成了促进煤矿实现集约化生产的关键所在。
1煤矿巷道锚杆支护技术概述
锚杆支护技术原理是通过锚杆的轴向承载力承受一定范围围岩的自重，这种结构能将原本为单向受压（或双向受压）改变为三向受压，大大降低某一点的受力，从而实现综合效果的提升。锚杆支护技术能够非常好地改善岩石的承载力和抗压力，这就增强了周围岩石和区域的承载力。锚杆支护技术由来已久，特别是在我国煤炭行业的应用非常广泛，经过多年的发展和进步，锚杆支护技术以不同的形式呈现在大家面前。这些形式主要有钢丝绳混合砂浆形式、混合水泥支撑形式、机械式支护形式等。但如果要想从根本上提升整个系统的稳定性和安全性，就必须使用先进的支护技术取代传统的支护技术，这就引入了高强度螺纹钢以及动态设计的方式，新材料的使用能够提高整体的强度，促进稳定性的提高。煤炭锚杆支护能够适应周边岩石的发展趋势，保障在巷道内工作人员的安全，从根本上提高开采的工作效率，为企业创造更高的经济效益。
2锚杆支护作用机理分析
以往的锚杆支护理论中主要是加固拱有一定的局限性，下面主要对一些巷道围岩条件比较复杂的条件下的锚杆支护理论进行分析。首先，主要作用。锚杆支护的主要作用在于实现对锚固区裂隙张开、离层以及滑动和新裂纹产生等的控制，保证围岩处在受压的状态，这样就能够有效的实现对围岩出现剪切、弯曲变形以及拉伸的抑制，尽可能实现对锚固区围岩的完整性的有效保证，从而使锚固区围岩的稳定性以及整体强度得到保证。其次，通过在锚固区形成刚度比较大的次生承载结构，能够有效实现对锚固区外延层离层的抑制，使围岩深部的应力状态得到有效的改善。在条件比较复杂的巷道中，应用选择高预应力以及高强度的锚杆支护的组合系统，强力锚杆本身的杆体其破断强度应该比较大，这样才能保证在复杂巷道中的有效开采。
3煤矿掘进巷道锚杆支护技术的应用
3.1修复巷道
因为在使用整体的混凝土支架实施煤矿掘进巷道支护时，由于会存在采动压力，就会使混凝土支架出现裂缝，这时就需使用锚杆对混凝土支架及时修复。如当煤矿巷道的围岩表层出现浮石的情况下，就可利用混凝土锚杆来进行巷道的修复；或当发生事故时，可利用有槽钢的锚梁阻止发生岩石滚落的问题，从而保障作业人员生命安全。在这种情况下，就需清除锚杆支护巷道顶板的岩石，之后继续进行巷道施工作业。
3.2防治巷道底鼓
锚杆支护技术的应用可防治巷道的底鼓，具体做法是利用锚杆在锚梁和巷道横交的位置上拉近煤矿掘进巷道的底板，之后就可以进行底鼓的防治。在施工的过程中，金属锚杆和混凝土锚杆都可以使用。此外，在使用钢丝锚杆防治巷道底鼓时，还要使用药壶爆破方法，可增大@孔，继而把巷道断面处的钢绳作为绳套，引到钻孔底部。
3.3加固水平间煤柱
在煤矿掘进巷道的过程中，实施厚煤层的开采时，需加固水平间煤柱，就需利用锚杆支护技术来进行水平间的煤柱加固，以此获得比较高的经济效益。在实施锚杆支护技术前，首先需根据煤层厚度来选取桁架式的支护方式，以此来实现煤柱的支护工作；此外在回风顺槽和工作面的交叉位置上，还应安装木托梁，在这个基础上要利用锚杆支护技术完成托梁的安装工作，同时也可实现水平间煤柱的加固。当前，锚杆支护技术广泛应用于无人采煤法开采倾斜的煤层上同。
4煤矿锚杆支护技术优化措施
4.1提高支护人员专业技术水平
煤矿支护技术能否成功最为关键的因素之一是施工者的技术水平。加强施工人员的培训，提高作业人员的操作技能和业务水平能够保证锚杆支护工作的有效进行。在锚杆支护施工过程中，除了安装之外，需要不断进行检测，此时就更需工作人员具备过硬的专业知识和技术水平，才能保证支护工作快速、高效的运行，同时也能够提高系统的安全性。
4.2强化支护监管力度
锚杆支护的工作结束后，煤矿开采随即进入到正常阶段，因此，锚杆支护的检测对于保证系统的有效运行非常重要[3]。锚杆支护检测工作需要随时关注支护数据的变化，通过整理和分析这些变化，适时调整采场支护来确保整个系统的安全性。一旦发现锚固支护存在安全问题，应及时组织相关的技术人员进行检修和处理，保证煤炭开采能够顺利进行，提高煤矿开采的安全性。提高锚杆检测技术水平是以应力检测为基础，通过仔细检测，结合现场实际施工情况，进行动态模拟，从而计算得出锚杆运行的数据。锚杆支护检测应该全面、连续地进行，及时发现可能存在的质量问题，并通过技术手段妥善解决，预防冒顶事故的发生。
5结束语
总而言之，在我国相关部门对煤矿锚杆支护技术不断地研究和实践下，巷道支护中的问题逐渐得到解决，并获得了巨大的经济收益，为了更好地实现煤矿的开采，在实际的煤矿开采中，锚杆支护技术已经成为了矿井生产中必备的技术。由以上分析可以看出，良好的采掘技术以及锚杆支护技术的应用对煤矿产量以及效益的提升有积极的促进作用。
参考文献：
[1]李德进.煤矿深部掘进锚杆支护技术应用[J].山东煤炭科技，2011（02）：155-156.
煤矿锚杆生产篇3
abstract:thispaperintroducesthedevelopmentoftunnelingroadwaysupporttechnologyofcoalmine,analyzestheroleofdifferentboltingways,anddiscussesthedesignandconstructionrequirementsinthecoalmineroadwaybolting.
关键词：锚杆支护；煤矿；巷道掘进
Keywords:bolting；coalmine；roadwaytunneling
中图分类号：tD353文献标识码：a文章编号：1006-4311（2014）23-0132-02
0引言
在煤矿生产的过程中，首先要选择适合的支护方式，才能顺利实行接下来的开采工作，若得不到有效的巷道掘进支护技术的支持，则难以保证煤矿开采的顺利实施，因此，巷道掘进支护技术是保证煤矿安全、稳定开采的前提。在实际的煤矿巷道掘进中，从实际的煤矿地质情况出发，选择最佳的巷道掘进支护技术、支护方法、施工工艺，是煤矿生产首要思考的问题。煤矿掘进巷道支护技术由最传统的木支护到砌碹支护，再到型钢支护，直至发展为现在的锚杆支护，与传统的支护技术相比，锚杆支护不仅易于获得理想的支护效果，同时此种支护方法具有操作方便、快速、安全、造价经济等优点，为掘进人员减轻了不少工作负担，煤矿生产效率与质量也能得到保证。锚杆支护技术在煤矿生产中得到大量运用，现阶段已成为煤矿企业开采重要的技术之一。
1煤矿掘进巷道支护技术的发展情况
二十世纪五十年代以来，我国锚杆支护技术逐渐得到发展与应用，据相关研究数据表明，我国平均每年大、中型煤矿巷道掘进长度超过一亿米。随着时代与科技的飞速发展，我国煤矿掘进巷道支护技术越来越完善，相关的研究理论也相对丰富，支护技术的发展历经木支护、砌碹支护、型钢支护、锚杆支护，按照支护形式可分为两个阶段，其一为单体锚杆群支护阶段，另一阶段为组合锚杆支护阶段。在一九五六年锚杆支护技术在国内得到应用，此时处于单体锚杆群支护阶段，国内尚未形成完善的锚杆支护理论，根据最早的悬吊理论、楔形剪切理论，锚杆支护材料包括水泥沙浆、钢丝绳、木锚杆等，各锚杆间无托板也无杆体联系，锚杆只能起到悬吊作用，不能对围岩产生保护作用，属于一种被动承载。直到二十世纪七十年代，锚杆支护理论逐渐丰富，根据组合支撑梁理论、组合支撑拱理论，发展为组合锚杆支护阶段，许多煤矿巷道围岩岩性较软，出现许多大断面巷道，原有的单体锚杆群支护已不再适用此种复杂地质，因此，在巷道支护中组合锚杆得到应用，组合锚杆包括树脂药卷钢筋锚杆、水泥药卷钢筋锚杆、金属锚杆等，当遇到围岩比较破碎的情况，可加设金属网，当动压严重的巷道支护中可加设钢带、钢架，保证围岩稳定性。锚杆除了悬吊作用以外，还可实现组合拱、组合梁作用，进一步提高其承载力显著增强，经大量的研究证实，组合锚杆相较于单体锚杆，巷道支护效果更佳。
我国煤矿掘进巷道开采规模逐渐扩大，掘进深度也越来越深，对支护技术的要求也随着提高，通过合理的锚杆支护方式，辅以快速掘进机，有助于提高掘进速度与效率，为煤矿企业创造更大的经济价值，与此同时锚杆支护技术也得到大力发展。锚杆支护技术是新形势下煤矿巷道发展的必然结果，锚杆支护属于一种新型的支护工艺，锚杆支护发展初期，主要的类型包括端部锚固树脂类锚杆、机械类锚固锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、管缝式锚杆等，但在早期锚杆支护技术的支护效果不太理想，支护强度较低，一旦在复杂地质环境下使用，则难以发挥效用，随着锚杆支护技术研究力度的不断加大，锚杆支护技术应用范围越来越广。
2基于不同的锚杆支护作用分析
现阶段煤矿掘进巷道支护方式大多以组合锚杆支护为主，根据实际的煤矿巷道情况，采取合适的巷道支护方式，形成不同的组合锚杆支护方式，基于不同的锚杆支护方式，对其作用进行分析。
2.1悬吊式锚杆支护早期的锚杆支护主要以悬吊为主，根据不同的围岩情况，悬吊式锚杆支护存在许多不合理的地方，当围岩周边细碎岩石较多，本身围岩就存在一定的问题，在此基础上悬吊锚杆，不仅难以保证锚杆支护的稳定性，还会加重巷道围岩层的跨落，进一步破坏围岩整体结构。
2.2组合梁锚杆支护由于巷道围岩属于一种岩性结构，分为多层次的岩石层，岩层表现为多种多样。采用组合梁锚杆支护，将多层围岩锚固起来，用于加强围岩承载力，当岩层过于破碎，可以凭借岩石层间的相互摩擦、挤压，也可促进围岩稳定，难以表现此种支护方式的效用。
2.3组合拱锚杆支护组合拱锚杆支护相较于组合梁锚杆支护，当岩层过于破碎，可以凭借间自身获得围岩的稳定，组合拱锚杆支护也可发挥效用，例如一些大断面巷道、拱型巷道中，采用组合拱锚杆支护，将多层破碎围岩锚固起来，减少围岩的跨落，依靠岩石层相互摩擦、挤压，提高其拱形结构的承载能力，防止围岩变形，促进围岩的安全与稳定。
3煤矿掘进巷道中锚杆支护的设计与施工要求
3.1支护设计是巷道掘进的前提在煤矿开采的准备前期，首先要对煤矿巷道情况进行分析，重点观测其巷道断面形状、稳定性等，在掘进的过程中考虑到岩石巷道松动圈，当掘进开采时对巷道产生一定的受采动压力，这时观测围岩松动圈的大小、形状等有无发生改变，根据试验结果，当受采动压力改变围岩松动圈的大小、形状等超过原有大小、形状的两至三倍，那么在开采前后，岩石巷道松动圈必然会发生比较大的改变，逐渐扩大围岩松动圈，在实际设计围岩松动圈，应以大松动圈为准。
3.2锚杆孔设计与施工的注意事项在设计锚杆孔的时候，根据相关设计规定，对锚杆孔的间距进行合理调试，并做好标记，一般情况下，锚杆孔的间距不宜超过一百毫米，锚杆孔轴偏差不宜大于五度，锚杆孔深最好控制在锚杆长度以上，但不超过锚杆长度三十毫米，锚杆端部应推至孔底，其尾端暴露的长度不宜大于二十毫米。
3.3锚杆支护施工应按照相关的施工规定在煤矿巷道掘进中，应严格按照相关的施工规定与要求，根据实际的掘进情况出发，做到标准化、规范化、有序化施工。在施工的过程中，为了提高施工人员的安全生产意识，在巷道内设置安全文明施工警示牌，并将其悬挂在醒目的地方，对施工人员起到提醒与规范的作用。另外还需加强对施工作业的监管与检查，保证任一施工阶段的规范化。对一些围岩支护情况比较复杂的巷道，应加强锚杆支护强度，采用加密锚杆、点柱、架棚、锚索锚固、全长锚固等方式，强化支护技术与质量。在实际煤矿巷道掘进支护中，不可使用永久支护的锚杆、钢带、锚索、金属网起吊设备等，及时性、定期性对锚杆支护情况进行检查，还需加强失效锚杆、支护顶板的检查与修复。
4结束语
综上所述，随着煤矿行业的发展，煤矿巷道掘进支护随之得到发展，锚杆支护属于巷道掘进支护方式下开创出的新工艺技术，现阶段锚杆支护技术在煤矿生产中应用越来越广泛，不论是支护方式、设计、施工要求等也逐渐成熟，为煤矿企业安全生产创造了条件，煤矿生产效率与质量均能得到提高。
参考文献：
[1]刘晓恒，王锴，江帅等.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析[J].煤矿机电，2013（2）.
[2]刘建忠.锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用[J].科学之友，2013（12）.
[3]刘艺.山西某煤矿高应力软岩巷道锚杆―锚索支护技术研究[D].昆明理工大学，2012.
煤矿锚杆生产篇4
关键词:锚杆钻机；现状；研究方向；发展趋势
中图分类号：te922文献标识码：a
一、前言
锚杆支护是我国目前最主要的一种巷道支护方式，通过锚入围岩内的锚杆锚索，改善围岩本身的力学状态，使支护体与围岩本身形成一个统一的能够承受载荷的结构体，从而提高岩体自身的强度，阻止或延缓围岩的变形发展，有效地保持围岩的完整性和巷道断面形状。锚杆钻车是锚杆支护施工中的关键施工设备。锚杆支护的施工速度和支护质量的好坏很大程度上取决于锚杆钻车。锚杆支护钻车技术已是影响锚杆支护施工速度、质量、效率的关键技术之一。因此，研究性能好、可靠性高、符合我国煤矿实际情况的锚杆钻车是发展我国锚杆支护技术关键技术之一。
二、国外锚杆钻车的现状及发展趋势
早在20世纪40年代，国外已将锚杆支护技术应用于巷道支护工程。随着锚杆支护技术发展，锚杆钻车作为锚杆支护的主要施工机具，就成为该项技术发展的重点。经过几十年的研究与攻关，锚杆钻机已从当初的功能单一、技术含量低、可靠性差、安全性差、笨重发展到今天的功能齐全、可靠性好、安全性好、自动化水平高的新型钻车。
在锚杆支护技术应用初期，国外在锚杆支护施工中采用普通凿岩机械钻凿锚杆孔，人工安装锚杆，用扳手拧紧螺母。到20世纪50年代初，美国、瑞典等西方国家已广泛应用伸缩式气动凿岩机钻凿顶板锚杆孔，同时，美国已研制成功钻车式锚杆钻机并在支护工程中推广使用。国外仅用了10年左右时间就实现了锚杆支护的机械化。20世纪50年代末，随着锚杆支护理论及设计方法的不断完善，英国等国家率先将锚杆支护技术应用于煤矿巷道支护。为适应煤矿巷道断面积较小的特点，英国、波兰等国研发了单体电动和液压回转式锚杆钻机。
20世纪70年代，为适应大断面巷道锚杆支护快速施工，美国英格索兰、法国赛克马、瑞典阿特拉斯等凿岩设备公司陆续推出了功能多、机械化程度高的台车式锚杆钻装机。该类钻机既能钻锚杆孔，又能安装锚杆，基本实现了锚杆孔施工、锚杆安装的机械化。20世纪80年代至20世纪90年代，澳大利亚成功研制了轻型支腿式气动锚杆钻机，并在澳大利亚、英国、中国、波兰和印度等国的煤矿得到广泛应用。该型钻机切削动力采用风马达，推进支腿用高强度玻璃纤维和炭素纤维缠绕而成，具有动力单一、重量轻、输出转矩大的特点，不仅用于锚杆、锚索孔的施工，还可用于搅拌树脂锚杆和拧紧螺母，仍是当前世界单体锚杆钻机的主要机型。
20世纪90年代，当澳大利亚各大采矿设备公司推出轻型单体锚杆钻机的同时，美国的杰弗里公司、乔伊公司、英国的安德森公司、奥地利的奥钢铁公司等又相继研制了与连续式采煤机、掘进机相配套的机载式锚杆钻装机，实现了采掘锚一体化作业。新一代的锚杆钻装机不仅采用了新材料、新工艺，而且应用了计算机控制技术，使锚杆施工实现了高度的机械化和智能化，使其性能更先进、使用更方便、施工更安全。
综观国外锚杆钻装设备的发展历程，国外锚杆钻机的发展始终与锚杆支护理论不断完善与发展紧密相联，相互依存，相互促进，同时，国外锚杆钻机的研究不断采用新材料、新工艺。紧密结合国情，开发的每一代产品都能代表当时的世界领先水平。国外锚杆钻机的发展趋势，一方面不断完善改进现已普遍使用的单体锚杆钻机，使其更可靠，更适应现场需要；另一方面不断加紧对掘锚一体化快速掘进装备的研究，目前已经推广使用了多款快速掘锚装备。国外锚杆钻机的研究与开发将会从这2个方面开展，而且后者为今后发展重点。
三、国内锚杆钻机的现状及存在问题
我国锚杆钻机的研究起步较晚，从20世纪60年代开始研制第1代电动锚杆钻机。由于我国锚杆支护技术推广应用缓慢，锚杆钻机技术也一直处于缓慢发展和低水平重复的状态。20世纪90年代以后，随着锚杆支护技术的大力推广，锚杆钻机技术才取得长足的发展。但是我国锚杆钻机的总体水平与国外先进水平相比仍然有较大的差距，这也是我国发展锚杆支护技术急需解决的迫切任务。
从20世纪60年代起，在引进英国维克托锚杆钻机的基础上，开发研制了系列电动锚杆钻机。到了20世纪70年代，又在7665和ZY24气动凿岩机的基础上，研制了YSp45型伸缩式顶板凿岩机。随着岩巷大量使用沙浆锚杆，1976年成功研制了我国第1台机械化锚杆钻孔安装机，1981年又成功研制了CGm一40型全液钻车。在20世纪80年代，用于半煤岩顶板锚杆支护的mZ系列、Q型单体锚杆机、YmJ一1型小断面岩巷风动锚杆机相继研制成功。1987年开始引进澳大利亚气动锚杆钻机，并定点3家厂进行小批量生产。近10年来，我国单体锚杆钻机在吸收国外锚杆钻机技术的基础上已有了一定的发展。目前锚杆钻机生产厂家主要是生产气动顶板锚杆钻机、气动边帮锚杆钻机，这2种锚杆钻机已经形成系列化产品。这些产品不但具备了钻锚杆孔的功能，同时还具备了搅拌树脂、快速安装锚杆的功能。同时研制成功悬臂式掘进机配套的机载锚杆钻机。目前又正在加紧研究带锚杆钻机的连续采煤机和掘锚一体化机组。
随着煤矿专用锚杆钻机的不断发展，从现有的机型种类来看，只能是基本上满足需要，还存在不少问题需进一步提高与完善。
(1)锚杆钻机的品种多，但大部分锚杆钻车对施工条件的适应性差。
由于我国煤炭资源赋存条件无论南北方还是东西方差异都很大，造成各个煤矿井下的地质条件大不相同，甚至同一井田范围内的不同区域地质条件变化也很大，同时各个矿井井下的施工工艺不尽相同，虽然目前我国已经开发了多种型号的锚杆钻机，但能够适于井下各种地质条件和施工工艺的机型并不多见。
(2)锚杆钻机在井下生产过程中施工效率低
目前我国生产的锚杆钻机大部分采用单臂或双臂钻机结构，对于采用锚杆、锚索等支护工艺的施工巷道，锚杆机无法充分利用锚杆施工过程中的平行作业时间，造成巷道支护时间过长，严重制约着巷道掘进效率的提高。
(3)锚杆钻机功能单一。
目前我国生产的大部分锚杆机仅仅具有施工锚杆和锚索的功能，但对于煤矿井下不断改进的施工工艺来说，锚杆钻机的使用在施工工序时间里只占有很小的比例，不仅造成装备资源的严重浪费，而且使得施工工艺复杂化。
(4)高新技术应用力度不够，锚杆钻机技术向大型掘锚技术装备上发展不够。
随着我国高新技术的发展，锚杆支护装备应用高新技术的力度不够，研究与生产自动化程度高、机械化程度高的掘锚装备力度不够。国内尚无象国外一些采掘装备公司那样生产符合我国国情的大型掘锚装备。
四、我国锚杆钻机的研究方向
随着煤矿专用锚杆钻机的不断发展，从现有的机型种类来看，只能是基本上满足现在的需要。从我国煤矿建设高产高效矿井发展来看，我国锚杆钻机的发展已经阻碍了我国煤矿建设高产高效矿井的步伐，因此，必须尽快加快锚杆钻机技术的研究。
（1）进一步加强锚杆钻机的适应能力，针对煤矿井下多变的地质条件和不同的施工工艺，锚杆钻机应继续发展机载式或履带式，形成锚杆钻车的发展趋势，同时研究锚杆钻车的分体式技术，即将锚杆钻车分为左右两个对称的窄机体钻车，两台钻车即可单独使用也可联合施工，这样可以大大地提高锚杆钻车的灵活型和适应性。锚杆钻机适应型的加强，可有效改善我国锚杆钻机品种繁多的现状，对于规范现有锚杆钻机型号，将锚杆钻机的主参数范围化，实现主要零配件系列化和通用化有着积极的作用。
（2）进一步对锚杆钻机的施工效率进行研究，增加每台钻机的施工钻具数量，增强每个钻具施工方向的灵活性，以达到一台钻机的所有钻具可同时对巷道内不同区域的锚杆进行平行施工的目的，有效提高巷道支护效率，实现快速掘进。
（3）进一步研究锚杆钻机的多功能化，使得锚杆钻机技术更全面。由于煤矿井下施工条件恶劣，施工工艺复杂，锚杆钻机的使用过程中要充分考虑生产过程中各方面的影响因素。一台装备不仅可以对锚杆、锚索进行施工安装，同时要能够完成瓦斯预测孔、排放孔，地质探测孔等工艺的施工，使锚杆钻机整体技术水平上一个台阶，因此多功能化必将成为锚杆钻机的发展趋势。
（4）加强人、机、环系统作业的研究，要体现“以人为本”的设计理念，充分考虑井下巷道内锚杆施工作业工程中的顶板、粉尘、设备等不安全因素，加强研究锚杆钻机上的临时支护、湿式打眼等相关技术，增强锚杆钻机的施工安全性，提高锚杆钻机的施工质量，改善职工的作业环境，降低职工的工作强度，以实现和谐社会的建设。
（5）进一步将其他领域的新材料、新工艺等高新技术应用于锚杆钻机上，推动锚杆钻机技术的发展。随着我国科学技术不断发展，其他领域的高新技术不断涌现，将这些新技术应用于锚杆钻机设计开发上，使锚杆钻机性能更优良，使锚杆钻机技术得到进一步发展。
五、结束语
随着我国大型高产高效矿井的不断建设和煤矿资源整合工作的逐步开展，大断面锚杆锚索支护施工巷道将成为矿井掘进中的主体巷道，因此锚杆钻机的应用和发展必将成为解决巷道快速支护问题的关键环节。通过对锚杆钻机的不断研究和创新，逐步生产出适合我国煤矿国情的掘锚装备，为我国煤矿建设高产高效矿井提供有力保障。
参考文献：
[1]袁和生.煤矿巷道锚杆支护技术.北京:煤炭工业出版社，1997.
[2]沈树林，等.浅谈锚杆钻机的研制现状.淮南职业技术学院学报，2004(1)：56一57
[3]牛宝生.采掘锚、掘锚一体化快速掘进成巷技术.煤炭工程，2003(11):9-12.
[4]邹敢.浅谈锚杆钻机的发展现状.凿岩机械气动工具，2006(3):52-55
煤矿锚杆生产篇5
[关键词]综采放顶煤全煤巷道锚杆支护
中图分类号：t234文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）13-0251-01
1、概述
厚煤层采用综采放顶煤技术时，在煤层底板开掘工作面运输巷、回风巷，巷道顶板和两帮全为煤体，称之为全煤巷道。这类巷道围岩为松散、破碎的煤体，一般情况下巷道维护极其困难。采用传统的装配式金属支架支护，往往会产生严重的支架变形甚至破坏，需经常进行维修。有时采用12#矿工钢对棚梯形支架，仍不能有效地控制围岩变形，支架损坏率高，还经常造成顶板煤体冒落，冒落空洞着火等事故。同时在工作面前方还需要拆棚、更换木棚，工序复杂而危险。
锚杆支护作为一种主动支护形式，通过锚杆的轴向作用力，将围岩中一定范围岩体的应力状态由单向（或双向）受压转变为三向受压，从而提高其环向抗压强度，使压缩带既可承受其自身重量，又可承受一定的外部载荷，使其有效地控制围岩变形。便于实现综放面高产高效。但全煤巷道采用锚杆支护技术难度大，近年来我国煤巷锚杆支护得到迅速发展，已形成了适合于我国煤矿特点的煤巷锚杆支护成套技术。
2、全煤巷道围岩特性
近几年来，在回采巷道矿压与支护方面提出最大水平主应力理论。即围岩层状特征比较突出的回采巷道开挖后引起应力重新分布时，垂直应力向两帮转移，水平应力向顶底板转移，从而引起集中应力，垂直应力的影响主要显现于两帮，导致两帮煤体的破坏；而水平应力的影响则主要显现于顶、底板岩层，引起顶板离层或底板鼓起.
巷道开挖，引起应力集中，使煤层受到附加集中应力的作用，由于煤层松散破碎，抵抗水平应力的能力极低，顶煤中会产生大范围的塑性区。巷道开挖后巷道顶煤基本卸载，形成近似矩形的卸载松动区，顶煤破坏区达到岩石顶板，但并未产生松动破坏，煤体仍保持较高的残余强度，其位移量也较小，厚煤层中巷道开挖后，使煤层抵抗水平应力的截面大为减少，巷道周围煤体抵抗水平应力的能力随之明显降低，煤体极易沿水平层理面向巷道空间挤入，致使巷道顶板的煤体受水平应力作用而产生严重破坏，甚至导致顶板煤层冒落。
3、全煤巷道锚杆支护机理分析
传统的锚杆支护理论有：悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论等。但是，这些理论都存在一定的片面性和局限性，不能适用于各种巷道条件。现如今主要是将“三高一低”的锚杆支护理念，即高强度、高刚度、高可靠性和低支护密度。锚杆支护的机理主要有以下几点：（1）锚杆支护主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形与破坏，使围岩处于受压状态，抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现，最大限度地保持锚固区围岩的完整性，减小锚固区围岩强度的降低，使围岩成为承载的主体。（2）锚杆支护系统的刚度十分重要，锚杆预应力及预应力的扩散起着决定性作用。根据巷道条件确定合理的预应力，并使预应力实现有效扩散是支护设计的关键。单根锚杆预应力的作用范围是很有限的，必须通过托板、钢带和金属网等构件将锚杆预应力扩散到离锚杆更远的围岩中。特别是对于巷道表面，即使施加很小的支护力。（3）锚杆支护系统存在临界支护刚度，即使锚固区不产生明显离层和拉应力区所需要支护系统提供的刚度。支护系统刚度小于临界支护刚度，围岩将长期处于变形与不稳定状态，因此，存在锚杆临界预应力值。（4）锚索的作用主要有两方面：其一是将锚杆支护形成的预应力承载结构与深部围岩相连，提高预应力承载结构的稳定性；其二是锚索施加较大的预紧力，给围岩提供压应力，与锚杆形成的压应力区组合成骨架网状结构。（5）提高锚杆与锚索的预应力并使其有效扩散是改善巷道支护效果的最有效途径。对于复杂困难巷道，应采用高预应力、强力锚杆组合支护，应尽量一次支护就能有效控制围岩变形与破坏，避免二次支护和巷道维修。
4例如某矿综放面回风巷组合锚杆支护
4.1试验巷道地质条件
其矿矿工作面走向长度530m，倾斜长度45～95m，埋深300～340m。煤层厚5.65～6.04m，其中部有一层厚0.3m的夹矸，上分层煤质松软，下分层煤质较硬，呈块状、光亮型煤，煤体普氏系数f=1～1.5。煤层上方为0.4～1.0m厚的深灰色粉砂岩伪顶，层理发育；直接顶为灰色粉砂岩，泥质胶结，水平层理，含植物化石，厚1.3～5.7m；其上为灰白色粉砂岩老顶，厚1.5m，岩石较坚硬。再上为1#煤层，厚0.8～1.23m，顶板为深灰色粉砂岩，厚5.85～18.97m，泥质胶结，波状层理，含植物根部化石。
4.2试验方案
根据试验巷道顶板岩层条件，确定采用组合锚杆支护，即全长树脂锚固的高强度螺纹钢锚杆+金属网+w型钢带+树脂锚固小孔径预应力锚索。
4.3试验结果
其矿全煤巷道组合锚杆支护试验取得了成功，锚杆支护效果显著，顶、帮煤体的整体性和稳定性较好，顶煤平均下沉量为152.5mm，两帮相对移近量平均179.5mm，巷道断面平均收缩率仅为12.8%。采用组合锚杆支护全煤巷道，有效地控制了巷道围岩的变形与破坏，一般情况下煤巷围岩变形量不大，充分发挥了组合锚杆加固煤岩体的有效作用，改善了工人的劳动作业环境，为综放面实现稳产、高产创造了有利条件。
5.1巷道围岩表面位移
（1）巷道掘进初期，顶板下沉变化显著，说明顶煤破碎程度变化大，导致顶煤下沉量和下沉速度变化也大。
（2）两帮的位移速度及位移量与煤体松散程度密切相关，但相对于顶板下沉而言，两帮位移相对较小，试验巷道经受采动影响后仍在100mm左右，这说明锚杆对煤帮起到了有效的支护作用。
（3）全煤巷道围岩变形受采动影响显著。观测结果表明，回采面距观测站19m左右时，巷道顶、帮位移速度加快，顶板下沉速度最高21mm/d，两帮移近速度高达18.6mm/d。
5.2巷道围岩深部位移
（1）顶板离层变化随顶煤完整性而变化。顶煤较完整时，初期离层不明显，但到中期离层加剧，说明顶煤破坏后引起离层（或扩容）；顶煤比较破碎时，初期离层量大，离层速度快，但能很快地进入稳定状态。
（2）浅部离层大于深部离层，说明顶煤较软，变形范围大。
（3）锚杆长度范围内的顶煤没有产生大的离层。
6、结论
（1）特厚煤层综放面全煤巷道中，采用采用先才顶分层再开才其下的煤体同时使用组合锚杆加补强锚索支护技术，试验是成功的。
（2）全煤巷道组合锚杆支护技术对于顶、帮煤体支护效果好，形成锚固平衡拱，有效地保持了其完整性和稳定性。
（3）通过对试验巷道的矿压观测和锚杆受力状况的观测分析，初步掌握了全煤巷道围岩矿压显现特征，进而分析研究了组合锚杆对松散破碎煤体的锚固机理及有效支护作用。
（4）全煤巷道采用组合锚杆支护技术，不但具有显著的技术效果，而且具有明显的经济效益。
煤矿锚杆生产篇6
关键词：煤巷掘进；片帮；超前预应力体系；锚杆支护
1、问题的提出
在神东布尔台煤矿4-2煤42201运顺工作面掘进过程中，掘锚机短掘短支，在掘进1m后便进行锚杆支护，由于煤的普氏系数较小，在煤帮支护的过程中，极易发生片帮现象，甚至在掘进后支护前便发生片帮，片帮深度达0.3-1.0m，巷道的跨度由6m增加至6.6～8m左右，增大了巷道断面设计净宽，延长了支护时间，也大大增加了巷道冒顶的危险性。同时巷帮在掘进和采动的影响下，在一个正规循环完成后，还在不断的片帮，其强度和频率相对低些，严重威胁该矿的安全生产。
2、煤壁片帮的原因
42201辅运顺槽工作面的地面标高1237-1325.1m，4-2上煤层厚度为5.38～6.69m，平均厚度为6.06m，从开口至2450m掘进段平均煤厚为6.48m，2450m至切眼掘进段平均煤厚5.78m。顶板的上覆基岩厚313.5～388.3m，根据已开拓区域（2-2煤一盘区、二盘区，4-2上煤一盘区）揭露情况，断层构造较发育，掘进过程中可能会受断层等地质构造影响，进一步造成围岩松动圈变大，煤壁和顶板条件很差。直接顶厚度为4～9m，为砂质泥岩，参差状断口，含植物化石碎片，中下部微波状层理较发育，由泥质条带及砂质条带显示，老顶覆盖于直接顶之上，为致密坚硬的粉砂岩；顶板属于易冒落顶板。详细岩性见表1。
表1煤层顶底板情况表
4-2煤层顶板为泥岩或砂纸泥岩互层，其本身的胶结程度和强度较弱，综合各种断层和节理因素，造成顶板和两帮围岩稳定性进一步降低，围岩水平方向应力较小，从而引发掘进后片帮的问题。另外，煤体结构破碎，煤层节理发育，导致巷道掘进施工中两帮的稳定性时好时坏，极易发生片帮。目前在我国西部矿区多数为浅埋煤层，在煤巷掘进过程中常遇到冒顶与片帮问题，严重影响并制约着煤矿的安全与生产。
3、超前预应力壁理论的提出和应用
巷道掘进前，在工作面轮廓线上先沿巷道轴线方向，与该轴线成一定夹角钻孔装锚杆，该夹角称为外插角，一般为5°～20°。超前锚杆安装后再进行掘进，根据加固拱原理：锚杆锥形体的锚固块上下相互交错，同时随着超前方向的锚固块的形成，前后相互交错加固，形成了超前掘进头的预应力壁。超前预应力壁可以有效加固煤帮的强度与承载能力，防止煤帮在掘进后片帮；垂直巷帮的垂向帮锚杆安装后与超前预应力锚杆形成了更加坚固的巷帮支护体系；尤其是在巷帮浅部，有超前预应力壁形成的预应力煤帮，可以有效维护巷道断面的完整。
取超前预应力锚杆体上的两个端点（x1、y1）（x2、y2），取点时可以取不同岩层的单个块体上，所以锚杆两端点的位移可以用L表示。
（1）
对两个端点进行微分计算分析得：
（2）
（3）
将（2）、（3）式代入（1）式并整理可得：
（4）
如果锚杆在安装或围岩位移时锚杆体因发生弹性变形产生相应的应变能Vε。
（5）
式中：w——锚杆所受外力；
a——锚杆横截面积；
e——锚杆弹性模量。
根据对以上式子分析得出：当超前预应力锚杆形成超前预应力壁时，锚杆所受的外力w越大，预应力的效果越明显，即初始安装锚杆时的预紧锚固力直接影响着预应力壁体系作用的发挥；另外从微分分析过程中，可以得出锚杆的材质（弹性模量）和锚杆的横截面积、偏角等，也共同影响超前预应力壁体系作用的发挥。超前预应力壁效果图如图1所示。
1—超前锚杆2—垂向锚杆3、4—两帮5—掘进迎头
6—超前预应力壁θ—外插角
图1超前锚杆与超前预应力壁效果图
4、超前预应力体系锚杆支护的应用
针对掘进过程中煤帮支护前和支护后的片帮问题，该矿掘锚二队实施掘进1m便进行超前帮支护作业。在垂直煤帮的帮锚杆位置，并行打两根斜向掘进方向的帮锚杆，提前进行煤帮的支护，两帮支护说明如下：
（1）在42201运顺工作面付帮斜前方打3m的螺纹钢锚杆，正帮斜前方打3m的玻璃钢锚杆，锚杆端部偏移掘进方向0.3～1m左右，锚杆的外插角为5°～20°；
（2）在掘锚机工作过程中，向付帮垂直打3m的螺纹钢锚杆帮锚杆，正帮打3m的玻璃钢帮锚杆；
（3）帮锚杆排距为1m，每排打两组斜向（第二三组）及三组垂向锚杆，靠近顶板的帮锚杆不打斜向长锚杆；
（4）帮锚杆锚固力不小于5t（50kn/17.3mpa），帮锚杆螺母扭力矩不小于70nm。
5、两帮支护参数与支护材料规格的确定
表2支护参数与支护材料规格表
6、结论
本论文全面分析了神东集团布尔台煤矿42201运顺工作面掘进期间，发生片帮的实际问题，提出了预防和避免片帮灾害的有针对性的理论基础和技术举措，为保证煤矿安全、高效、快速掘进与生产提供了依据。
参考文献
[1]潘睿.锚杆组合拱理论在煤巷中的应用[J].矿山压力与顶板管理，2002（2）.
[2]康红普，王金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术[m]，北京：煤炭工业出版社，2007.
[3]周桥.破碎带工程围岩超前锚杆加固施工方法[J].煤炭工程，2009（7）.
[4]林增勇，耿丹丹，郭模，梅甫定.超前锚杆支护技术在岩巷过断层中的应用[J].煤，2008（1）.
[5]孔恒，马念杰，王梦恕，等.锚固技术及其理论研究现状和方向[J].中国矿业，2001（11）.
[6]钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[m].徐州：煤炭工业出版社，2003
作者简介：
第一作者：李明，阜新辽宁工程技术大学机械学院高级工程师
煤矿锚杆生产篇7
[关键词]复合型煤巷、联合支护、技术保障、推广应用
中图分类号：tD63.5+6文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）23-0370-01
0、前言
顶板结构复杂区域、区域构造应力突显区域、整体围岩强度恶化、邻近区段开采影响、沿空掘巷等多种因素综合作用下的煤巷统称为复合型煤巷。近年来随着淮北矿区大力推行煤锚支护技术，建立了煤巷高强预应力成套应用支护技术体系和安全质量保障体系，具体解决了很多典型的煤巷锚杆支护技术难题，矿区煤巷锚杆使用比重稳定在80%以上，从总体上摆脱了煤巷支护依赖于矿用工字钢梯形支架和U型钢拱形可缩支架的被动局面，但随着矿井的快速延伸，开采深度加大，岩体应力急剧增加，复合型煤巷的支护比重加大，采用现有支护技术效果仍不理想。制约生产安全的矛盾十分突出，是矿区煤巷支护成本居高不下，维护状况恶劣的主要原因。
淮北矿业股份有限公司朱庄煤矿Ⅲ622治水巷沿断层布置，上为采空区，巷道顶板存在一层煤线，巷道底板距离灰岩近且灰岩含水量丰富、水压大。根据Ⅲ622治水巷实际情况，朱庄煤矿安全生产技术部门同施工单位共同研究讨论，提出了锚梁网+锚索联合支护方案，为巷道的安全掘进提供了有利的技术保障。
1、工程概况
Ⅲ6212工作面位于Ⅲ62岩石集中巷的右侧第三个区段工作面。该区段机、风巷沿两条落差7～8m的断层施工，根据邻近工作面揭露资料分析，预计该区段内中小断层发育，特别是两条大断层附近，次生小断层较发育。上为Ⅲ624工作面采空区，下为Ⅲ628、Ⅲ629、Ⅲ627工作面采空区，左至Ⅲ624探巷，右至Ⅲ623工作面采空区。上覆3、4煤层尚未开采，5煤层受火成岩侵蚀，不可采。地表为塌陷区和农田，岱河自北向南从工作面中部经过。
Ⅲ622治水巷为Ⅲ6212工作面风巷，施工时按中线跟6煤顶板施工，巷道施工完毕后，将对Ⅲ622工作面采空区出水进行治理。Ⅲ622工作面采空区出水最大涌水量约1300m3/h，目前稳定在200m3/h，水源为太灰水和奥灰水。
巷道顶板：伪顶为灰黑色泥岩，厚度0～0.6m，平均0.4m，顶部为0～0.05m的煤线。直接顶为深灰色砂质泥岩，夹条带状细砂岩，节理发育，局部含植物化石，厚度3～6m，其顶部有一层不太稳定的砂质泥岩或煤线，厚0～0.1m。老顶为灰白色，中细粒砂岩，厚度5～8m，其上为灰白色粉砂岩。
本区段煤层顶板赋存两条煤线，属于复合顶板且断层附近岩石比较破碎，易发生冒顶。
巷道底板：直接底为黑色泥岩，富含植物根茎化石，厚度1.0～1.5m。老底：为条带状砂岩，块状，细～中粒，具明显水平层理，厚度13～15m。煤层以下49～53m左右为K1灰岩。
根据邻近工作面回采资料和钻探资料分析，该区段水文地质条件为复杂型，可能对工作面掘进施工构成影响的含水层有：6煤层顶底板砂岩裂隙含水层、太灰含水层和奥灰含水层。6煤层老顶、老底均为砂岩，裂隙较发育，富水性较强;煤层底板以下50m左右为太灰含水层，该含水层含水丰富，水压大，其突水系数计算值均大于0.7，若遇大的导水断层，对掘进安全施工威胁较大;奥灰含水层富水性强，一般情况下对6煤开采无直接影响，但由于闸河矿区导水构造、裂隙发育，导致奥灰水与太灰水连通，使奥灰水成为太灰水的充水含水层。
2、支护方案
根据Ⅲ622治水巷巷道围岩赋存情况和稳定性，考虑到Ⅲ622治水巷服务年限较长，设计采用锚杆支护为基础的钢带、铁丝网、锚索联合支护技术。永久支护方案为锚梁网+锚索联合支护。
顶板采用m22mm、L=2200mm的高强螺纹钢锚杆，间排距为900×900mm，采用两支k2550型树脂药卷加长锚固，挂L=2800mm“m”型钢带配合2000mm×2000mm菱形铁丝网;两帮采用m20mm、L=1800mm的高强螺纹钢锚杆，间排距为700×900mm，两支k2550树脂药卷加长锚固，两帮挂L=2400mm钢筋梯子梁和规格为2000mm×2400mm的钢塑网。选用φ17.8mmL=6400mm锚索，间距2700mm。用三支三k2550型树脂药卷锚固。
施工质量要求：
（1）锚杆眼要按线布置顶锚杆要跟中线，帮锚杆要与巷道坡度一致，打眼前必须按支护图表的规定看线、定点、量尺、画眼位。锚杆眼的方向，应与巷道轮廓线（或岩层主要层理面）垂直，眼向偏差不大于15°。顶板靠两帮的锚杆，与顶板法线夹角呈15°～25°。
（2）锚杆眼孔深、孔径应与锚杆类型、长度、直径相匹配，打眼时应在钎子上做好标记，顶锚杆孔深2150mm、孔径为φ=28mm配长L=2200mm的m22mm高强螺纹钢锚杆和φ=25mm树脂卷，两帮采用孔深1750mm、孔径为φ=28mm配长=1800mm的m20mm高强螺纹钢锚杆。
（3）所有锚杆眼都要用压风扫孔，清除积水、岩渣。每次放炮后要及时施工顶板锚杆。最前排顶板锚杆至煤（岩）壁的允许空顶距离不准超过0.8m，帮锚杆距迎头端面不大于5m。锚杆株排距偏差-100～+100mm。
锚杆安装牢固，盖板紧贴岩（煤）面，严禁用其它物料充填。顶锚杆初锚扭矩不小于300n・m，帮锚杆初锚扭矩不小于200n・m，杆体露出螺母10mm～40mm，其锚固力顶锚杆不小于80Kn，帮锚杆不小于60Kn，锚索预紧力不小于100Kn，锚固力不小于200Kn。
（4）使用钢带或网时，要紧贴岩面布置，并用托盘固紧，网的搭接长度不得小于100mm并用铁丝拧紧。
（5）每30～50m安设一组顶板离层指示仪和压力枕，每5～10m施工一探查孔，探查孔深度不小于3m。
3、矿压监测
为了观测锚杆支护效果，研究支护参数的现实合理性，需设置相应的测站，对围岩表面位移进行观测。观测内容为：巷道表面位移、巷道围岩内部移动、围岩结构及状态监测、螺母拧紧力矩。
原则上锚杆支护参数改变时便设测站观测上述各项内容，顶板离层观测每隔30～50m在巷道设一个观测站，采用“十字布点法”进行巷道表面位移观测，特殊地段测站加密并加设围岩内部位移及围岩结构及状态观测。矿有关部门每周观测一次。当巷道的顶底板移近量（或两帮移近量）≥50mm时，应进行补强支护措施。
每班负责对当班安装的锚杆逐根检测初锚扭矩，不足的必须及时加扭，确保符合要求。区队负责指定业务熟悉人员对当天施工的锚杆进行抽测，初锚扭矩抽测不少于30%，锚拨力抽测一组（顶1根、两帮各1根）。技术员负责组织每日对煤锚巷道已有锚杆测力计（液压枕）、顶板离层指示仪及围岩变形量进行观测。初锚扭矩、锚拔力合格率100%，不符合要求的要分析原因，采取措施（如补打锚杆、二次紧固、架棚补强支护等）及时处理，以达到规定要求。
4、结束语
通过对朱庄煤矿Ⅲ622治水巷复合型煤巷支护技术的研究，提出了锚梁网+锚索的联合支护形式，从现场的支护效果来看，该支护方案在有效控制围岩的前提下，以较小的投入取得了理想的支护效果，同时提高了掘进速度。从后期的矿压监测来看，该支护技术的应用，大大减小了巷道的变形和底鼓，满足安全生产的要求，同时避免了后期巷道的维修所带来的不便。实践证明，该项支护技术所选用的支护形式和设计参数是合理的，能够满足安全生产的需要，在同类复合型煤巷巷道的快速掘进中能够推广运用。
煤矿锚杆生产篇8
一、锚杆孔钻进设备技术现状
锚杆孔钻进设备以锚杆钻机为主体。锚杆钻机按结构分为单体式、钻车式、机载式；按动力分为电动式、气动式、液压式；按破岩方式分为回转式、冲击式、冲击回转式、回转冲击式。与锚杆钻机配套的钻具，因破岩方式不同而不同，总的来说有回转类破岩钻具、冲击类破岩钻具以及回转冲击类破岩钻具。
煤矿锚杆钻机多为回转式，为配合推广小直径树脂锚杆，钻头采用27～29mm的回转钻头，其结构类型多为两翼对称、两翼不对称和两翼连筋式，可供钻进不同性质岩石时选用。经多年联合攻关，锚杆钻头和钻杆已能初步满足一定条件下锚杆支护的需要。但由于锚杆孔钻进设备的开发、研究和生产与锚杆支护技术的迅速发展不相适应，煤矿锚杆支护施工中大量使用的还是传统气动凿岩机与煤电钻。
二、煤矿用锚杆孔钻进设备存在的主要技术问题
（一）开发的品种多，但性能适宜且可靠性好的产品不多
到目前为止，我国已开发了30多种型号和不同类型的锚杆钻机，但适于井下使用且可靠性较好的只有3～4种产品。
1、单体气动回转式锚杆钻机是锚杆钻机产品的主流，在齿轮式、柱塞式和叶片式三种类型气动马达中，叶片马达式已基本淘汰，齿轮式马达与柱塞式马达在扭矩――转速特性、不同气压下的性能、噪声特性、对的要求与抗污染等方面各有优缺点，在不同使用条件下都有各自的市场。总的来说，齿轮气动马达式已基本能代替进口产品，但玻璃钢支腿等部分的可靠性需要进一步提高；柱塞马达式锚杆钻机尚处于小批量生产阶段，尚需考核。
2、液压锚杆钻机输出的扭矩高于气动锚杆钻机，在某些场合下应用较好，特别是与掘进机配套是较优越的工作方式。从目前已正式投入使用的支腿式液压锚杆钻机来看，钻机输出扭矩仍然偏低，液压系统容易发热。由于以矿物油为工作介质，在煤矿井下使用中存在安全隐患。
3、电动锚杆钻机的输出特性较差，实际钻孔速度较低，电机可靠性及防水性能存在严重问题，尚无良好的推进方式。因此，尽管已鉴定了多种电动锚杆钻机，但近期尚难大量用于井下锚杆支护。
4、已开发的钻车式与机载式锚杆钻机都具有一定特点，并取得一些效果，但因煤矿井下具体条件以及经济上的原因，近期难以广泛应用。
5、气动冲击式锚杆钻机基本以双级气腿式为主，因其结构较成熟，可以在坚硬岩石上钻进。尽管在某种岩石条件下的凿岩速度低于回转式，且噪声颇高，仍被相当多地应用于锚杆支护。
（二）回转式锚杆钻机扭矩性能偏低
1、从目前情况看，国产气动锚杆钻机已基本能代替进口产品。但煤矿井下压缩空气系统的输送管道距离长，井下气动设备多，工作面气体工作压力偏低，常常在0.4mpa以下，使钻机性能与钻进速度都比0.63mpa压力下下降30%以上，影响锚杆孔钻进的效果，特别是在坚硬岩石与深孔作业条件下，钻进作业更加困难。
2、液压锚杆钻机的输出扭矩比气动锚杆钻机大，但是，有的产品扭矩值偏低，扭矩低于60n.m，加上管路压力损失，井下钻进无力。有的产品液压系统温升过高，连续运转2h后系统温度升至65℃以上，性能急剧下降。若保持工作压力不变，转速下降率达50%以上。有的产品性能尚好，虽然液压系统温度高于65℃，性能下降率不到20%，但过高的温度易使工作液变质，密封件容易早期失效。
3、电动锚杆钻机扭矩特性不好，有的产品过载能力不到额定值的2倍，不能满足锚杆孔钻进时需克服相当于额定扭矩2.5倍左右的阻力矩的要求，产品固有可靠性不高，因此电动锚杆钻机尚未正式在井下成批使用。
4、钻头是回转式锚杆孔钻进设备的重要钻具，钻头型式与国产硬质合金片的性能，影响钻头的应用范围。目前，普通硬质合金的岩石钻头主要适用于页岩、砂页岩及部分砂岩（磨蚀性不高的砂岩），寿命为30m左右。高于常规钻头价格50%的国产优质合金钻头，可以钻进抗压强度60～80mpa的中等磨蚀性岩石，寿命可达25～30m。然而，相当多的生产厂家因受经济利益驱动，不按标准要求组织生产，硬质合金质量低劣，工艺技术不高，产品寿命只有10～20m。
（三）锚杆钻机产品可靠性差，很多产品难以在井下连续正常使用
1、锚杆钻机产品可靠性不高主要来自产品设计不成熟与加工质量不高。有的锚杆钻机因性能改进盲目，参数确定不合理，从投产起在井下工作无力，产品性能提高缓慢；有些产品的生产过程无可靠的质量保证体系，元部件质量无法保证，又没有必要的检测手段，产品性能与质量无法控制，影响井下长期使用。近年来，煤炭系统正式鉴定的锚杆钻机有23种型号，但在煤矿井下正式使用的只有2―3种，其主要原因是成果质量不高，又没有注意技术鉴定后的后续工作。
2、锚杆钻机的科学使用问题未能引起足够的重视。既有制造厂家的问题，又有煤矿使用单位的问题。进口澳大利亚的CRam锚杆钻机，在使用初期，各方面都未注意问题，相当数量的机器早期失效。而后，CRam公司中国商北京朝阳会社重视技术服务，在北京成立维修中心与备件库，煤矿加强设备的科学使用与维修工作的管理，使这种机型在锚杆支护中发挥了重要作用。相反，有一种进口的锚杆钻机，销售单位与使用单位都没有注意如何长期使用问题，备件问题不好解决，致使数百台锚杆钻机未能真正起到应有的作用。
煤矿锚杆生产篇9
[关键词]煤矿锚杆支护作用
中图分类号：tD82文献标识码：a文章编号：1009-914X（2014）30-0263-01
1锚杆的分类
（1）木锚杆分为普通木锚杆、压缩木锚杆；（2）倒楔式金属锚杆；
（3）管缝式锚杆；（4）树脂锚杆
（5）快硬膨胀水泥锚杆；（6）锚索
2锚杆支护的优越性
2.1支护效果好锚杆支护在支护原理上符合现代岩石力学和围岩控制理论，属于“主动”支护，锚杆安装以后在围岩内部对围岩进行加固，迅速形成一个围岩――支护的整体承载结构，能够调动和利用围岩自身的稳定性，充分发挥围岩自身的承载能力，有利于保护巷道围岩的稳定，改善巷道维护状况。
2.2劳动强度低、效率高与传统架棚式支护相比，由于锚杆支护所采用的支护材料较少、重量较轻、巷道掘进时，极大地减少了支护材料的运输量，劳动强度也大为降低，有利于提高掘进工效。工作面回采时，也省去了支架的回撤工作，既降低了工人劳动强度，又提高了安全系数。锚杆施工操作简单，紧跟掘进面，有利于实现快速掘进工作。
2.3经济效益明显采用锚杆支护可以减少支护材料投入，降低直接支护成本。由于锚杆支护不占用巷道工作断面，因此在支护设计上，可相应减少巷道断面，节省大量材料。还能减少巷道维修量，节约维护费用。
3锚杆支护的结构形式
（1）单一锚杆+水泥托板；
（2）锚杆+网+水泥托板；
（3）锚杆+网+w型钢板钢带
（4）锚杆+网+钢筋梁等形式。
形式的选择主要取决于巷道围岩的性质，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类较好的围岩巷道中一般选择锚杆+网+水泥托板，随着围岩条件的变化程度及断面增大，Ⅳ、Ⅴ类围岩巷道采用锚杆+网+w型钢板钢带、锚杆+网+钢筋梁的支护形式。
4锚杆支护的作用
4.1悬吊作用
锚杆支护的悬吊作用，突出的表现在直接顶较薄，老顶较坚固的情况下，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上步稳固的岩层上，由锚杆承担软岩或危岩的重量，以达到井巷稳定的目的。实践证明，即使巷道上部没有稳固的岩层，锚杆亦能发挥支护作用。例如，在全煤巷道中，锚杆就锚固在煤层中也能达到支护的目的。
4.2锚杆的组合梁作用
为了解决悬吊理论的局限性，在层状地层中提出了组合梁理论。组合梁理论适用于顶板由多层小厚度连续性岩层组成的巷道，其原理是在没有稳固岩层提供悬吊支点的薄层状岩层中，可利用锚杆的拉力将层状地层组合起来，形成组合梁结构进行支护。并借助锚杆本身提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动，是防止分层在压力作用下发生整体弯曲变形，呈现出组合状态，从而提高顶板的抗弯刚度及强度。决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层性质。
4.3锚杆的减跨作用
如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于增加了支点，从而减小了顶板的跨度，使顶板岩层的弯曲应力和挠度得到降低，维持了顶板稳定。这就是锚杆的减跨作用，这套理论实际上来源于锚杆的悬吊作用。
4.4加固拱作用
对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。
使用锚杆支护，可发挥其加固拱作用和悬吊作用，使复合顶板内的各煤岩体与锚杆紧固成一个所谓的“组合梁”，从而提高顶板岩层的抗弯强度，减少各岩层层面滑移、离层和冒落的机率，从而保证巷道的稳定性。锚杆支护能最大限度地保持围岩的完整性、稳定性，控制围岩变形、位移和裂隙的发展，充分发挥围岩自身的支承作用，变被动支护为主动支护，有效的改善矿井的支护状况。同时代替了木支护，既有效的保护了森林，又响应了国家提出的节能减排的号召。
5锚杆支护中应注意的问题
锚杆支护虽然具有即时承载、预紧力大、支护效果好、劳动强度低、支护成本低等等优点，大力推广锚杆支护技术是实现回采工作面高产高效的有效途径。但采用该技术需要注意以下几个问题：
（1）锚杆必须充分利用锚杆的预紧力，锚杆的底部必须紧贴岩壁，否则锚杆无法起到加固梁和组合梁的作用。
（2）掘进煤巷时应保持巷道顶板和两帮的平整，最好以不破坏顶板完整和减少爆破震动巷帮煤体为原则，避免巷道周边形成应力集中，确保巷道的稳定性。
（3）顶板锚杆不亦全部垂直顶板方向布置，应以放射状为准，破碎的岩层间隙要以水泥注浆充满，确保锚杆要有足够的锚固力。
（4）锚杆必须要有托护结构并产生一定的托锚力，没有托锚力的注浆钢丝绳锚杆由于不能形成主动支护，因而不能用于煤巷支护。
（5）随着锚杆支护技术的普遍应用，锚杆的回收再利用工作也应当受到足够的重视，一套锚杆虽然价值不高，但积少成多，所带来的经济效益将比较可观。
小结
推行巷道支护改革，对于降低原煤生产成本，提高经济效益，有着巨大的促进作用。总的来说，井巷支护必须根据实际地质条件综合考虑开采顺序、服务年限、使用要求等因素，充分掌握锚杆的作用，选择合理的支护方式，为安全生产做贡献。
参考文献
[1]杨建辉.基于岩体结构分析的煤巷锚杆支护技术[m].地质出版社.2009年12月.
[2]袁和生.煤矿巷道锚杆支护技术[m].北京：煤炭工业出版社.1997.
煤矿锚杆生产篇10
【关键词】煤矿；巷道；支护技术
煤矿巷道对于整个煤矿开采工程有着至关重要的作用，随着当前煤矿开采深度越来越深，这就对煤矿巷道的安全性能提出了更高的要求，同时也对煤矿巷道的支护技术提出了更高要求。因此，我们必须对巷道支护技术有全面的了解，并充分结合煤矿巷道实际情况，以便采取科学合理的巷道支护技术，从而提高巷道的安全、稳定性，确保煤矿生产安全。基于此，笔者结合自身工作实践，做出以下几点分析。
1.砌碹支护技术
砌碹支护技术是煤矿巷道早期最常用的支护技术，该支护技术具有方便、简单的特点，在一些特定环境下的煤矿硐室、巷道中仍被继续采用并具备良好的加固性能。砌碹支护材料的组成主要包括以下材料：混凝土砌块砌碹、现浇混凝土砌碹、料石砌碹等。由于砌碹支护技术出现较早，相较于现行的巷道支护技术仍存在较多不足，根据相关实践表明：砌碹支护技术是一种刚性被动支护技术，具有成本高、效率低、工作量大的缺点，一旦煤矿巷道围岩出现较大变化，砌碹支护就很难再起到较好的作用。因此，砌碹支护技术适宜应用于特定环境下的煤矿硐室、巷道中[1]。
2.棚式支架技术
棚式支架技术在煤矿巷道支护中占有举足轻重的作用，曾一度被作为煤矿巷道支护的核心技术广泛应用于各种煤矿巷道。20世纪90年代，棚式支架技术得到了空前的发展、推广和应用，除了一些特殊的煤矿巷道，其余所有煤矿巷道的支护都采用的是棚式支架技术。棚式支架材料的组成主要包括以下材料：金属支架支护、木支架支护、钢筋混凝土支架支护等。棚式支架技术采用金属支架作为支护材料，相较于其他两种具有制作安装更便捷的特点。根据相关实践表明：棚式支架技术也是一种刚性被动支护技术，其对于煤矿巷道围岩变形也不具备良好的适应性，特别是在一些地质地层条件复杂的情况下，棚式支架技术存在支护效果差且成本又高的缺点，所以也逐渐被新的支护技术所替代[2]。
3.锚杆支护技术
锚杆支护技术主要就是利用锚杆的支护加固性能提高煤矿巷道的支护强度和稳定性，具有很好适应并有效控制煤矿巷道围岩变形的作用。结合煤矿巷道实际情况，科学计算出锚杆预应力，并建立完善的支护体系，以此确保锚杆预应力的有效扩散，合理的设置锚杆支护不仅能有效控制锚固区围岩的一系列变形情况，还能确保煤矿巷道岩体的完整性、稳定性。对于一些复杂、特殊的煤矿巷道，应设计出高预应力、强力锚杆有机组合的支护方案，以期一次性解决煤矿巷道围岩变形和受应力破坏情况。
4.锚喷支护技术
锚喷支护技术是指利用喷射混凝土加强巷道围岩强度并与锚杆支护加固相结合的一种支护技术。喷射混凝土能有效加强巷道围岩强度，降低水渗漏、风侵蚀等的对围岩强度的破坏作用，再采取锚杆对围岩进行支护加固，这样既能使围岩的自承能力得到充分发挥，还能获取良好的支护经济效益。通过半个世纪的研究、应用与改进，锚喷支护技术在我国煤矿支护领域取得了长足的发展，当前，在煤矿巷道围岩支护加固中，尤其是石炭纪煤矿巷道支护中，锚喷支护技术占有极大的比重，已经成为首选。
5.锚索支护技术
目前，由于煤矿巷道开挖地层越来越深，导致地应力也越来越大，在巷道开挖过程中，难免会碰到泥岩、砂质泥岩为主的岩层，造成一些小构造结构容易破碎，从而增加了巷道支护难度。对于这种煤矿巷道情况，一些采用了锚网喷支护技术，但是该支护技术仅能在前期取得一定的效果，在巷道支护的中、后期却仍然极易出现问题，例如顶板下降、喷层开裂等。为了有效解决这一情况，我们能采取补打锚索的方式来增强和巩固锚网喷的支护加固作用，具体内容为：先采取锚网对巷道进行支护加固，以此控制巷道围岩，而后补打锚索，再一次对巷道进行支护加固，以此增强和巩固锚网喷的支护加固作用，从而确保巷道的安全性、稳定性[3]。
6.注浆加固技术
若是煤矿巷道位于破碎煤岩体中，则采用以上几种支护方式都很难达到预期效果，这时我们应采用注浆加固技术，对巷道围岩进行注浆加固，以此获取更好的支护加固效果。注浆加固技术就是利用注浆填充、贴密围岩缝隙，以此固结、稳定易破碎或已破碎的岩体，从而改善围岩应力结构体系，增强围岩自身承载能力。注浆加固技术中的注浆主要有水泥基材料、高分子材料组成，此外还应注意的是，不同的巷道地质条件所选取的加固材料也不同。
7.联合支护技术
除了上述各种支护技术对煤矿巷道进行单独支护加固外，联合进行支护也是当前煤矿巷道支护的主要选择方式之一，相较于单独支护，进行联合支护所取得的效果更加出色。例如采用锚杆和锚索联合进行支护加固的形式布置，应结合工程实际情况改变相关支护参数以匹配实际情况，特别是对地质构造地带，应考虑增加锚杆、锚索数量的方式，若有必要还应对整个巷道支护体系进行更改，以此将巷道支护由被动支护转变为主动支护，从而进一步提高巷道围岩自身承载力。再例如注浆与锚索、锚杆联合进行支护，对于松散、破碎岩体巷道有着很好的支护加固效果。
8.应力控制技术
科学合理的布设煤矿巷道，以此降低巷道应力，并采取人工卸压措施，转移巷道应力，从而有效控制巷道围岩变形情况。人工卸压控制措施又称人工应力控制技术，其内容较多，主要有：掘卸压巷、钻卸压孔、切缝、爆破等方式，塔山矿5106巷道我曾施工过一条卸压巷，施工期间危险因素较多，考虑过多，施工较为复杂，受影响因素也较多，终试验失败。基于种种原因人工应力控制技术当前仍没有得到大力推广和应用[4]。
9.结语
综上所述，本文从砌碹支护技术、棚式支架技术、锚杆支护技术、锚喷支护技术、锚索支护技术、注浆加固技术、联合支护技术及应力控制技术等方面就煤矿巷道支护技术进行了相关分析与探讨，这对于煤矿企业进行巷道支护施工或维护有着非常重要的意义。煤矿企业在实际进行巷道挖掘和拓伸时，必须充分考虑巷道的实际地质条件，并合理确定巷道支护加固的方式，从而为煤矿安全生产提高重要的基础保障，以便实现安全、可靠，节能、经济的煤矿开采作业，从而促进我国煤矿事业的可持续发展。
参考文献
[1]张路亭.关于煤矿巷道支护技术的探究[J].产业与科技论坛，2011，08：93-94.
[2]康红普，王金华，林健.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J].煤炭学报，2010，11：1809-1814.