深層分析_我國(guó)錨索拉力計(jì)的技術(shù)與發(fā)展

        自1872 年英國(guó)北威爾士露天頁(yè)巖礦首次應(yīng)用錨索加固邊坡及1912 年德國(guó)謝列茲礦最先采用錨索拉力計(jì)井下巷道以來(lái)，錨索拉力計(jì)技術(shù)至今已有一百多年的歷史。就目前而言，國(guó)外錨索拉力計(jì)技術(shù)以澳大利亞、美國(guó)發(fā)展最為迅速，兩國(guó)錨索拉力計(jì)比重已接近100%，其技術(shù)水平居于世界前列。

一、我國(guó)錨索拉力計(jì)技術(shù)發(fā)展中出現(xiàn)的問(wèn)題

        1.1 對(duì)錨索拉力計(jì)機(jī)理的認(rèn)識(shí)亟待提高 目前，沿用錨索的設(shè)計(jì)方法，采用懸吊、組合梁、加固拱等理論進(jìn)行計(jì)算，均是針對(duì)一般巷道提出的，還沒(méi)有能針對(duì)煤巷的特定條件建立符合其特點(diǎn)的拉力計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法，尤其是全煤及軟巖條件下巷道圍巖拉力計(jì)設(shè)計(jì)的要求。因此，目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要是經(jīng)驗(yàn)性的，設(shè)計(jì)和施工中還有許多盲目性。所以有必要在進(jìn)一步深入研究巷道圍巖礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，探索錨索拉力計(jì)理論。

        1.2 錨索與錨固劑的產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，錨索機(jī)具不配套 錨索的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)與其力學(xué)性能緊密相關(guān)，錨固劑的質(zhì)量指標(biāo)更是決定拉力計(jì)可靠性的關(guān)鍵。我國(guó)煤礦井下使用的錨索型式很多，但其強(qiáng)度、延伸率均偏低，在不能為巷道圍巖提供較大的拉力計(jì)阻力的同時(shí)，也不能適應(yīng)巷道圍巖的變形，易使巷道頂板產(chǎn)生離層或錯(cuò)動(dòng)。此外，因使用低性能的錨索，不可避免地使每米巷道安裝的錨索數(shù)量偏多，而影響巷道的掘進(jìn)進(jìn)尺。

        1.3 錨索機(jī)具不配套 錨索機(jī)具性能是決定錨索安裝質(zhì)量與施工速度的關(guān)鍵。澳大利亞不僅重視研制各種具體用途的錨索結(jié)構(gòu)型式，而且極為重視錨索鉆裝機(jī)的不斷研制更新。我國(guó)目前雖然電動(dòng)、風(fēng)動(dòng)和液壓錨索鉆機(jī)都有，但性能結(jié)構(gòu)不盡合理，零部件質(zhì)量和整機(jī)性能都急需進(jìn)一步完善與提高，至于掘錨聯(lián)合機(jī)組，更有待進(jìn)一加緊研制與試驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)掘支平行作業(yè)，提高成巷速度。

        1.4 錨索監(jiān)測(cè)儀器與監(jiān)測(cè)技術(shù)需要提高 監(jiān)測(cè)是監(jiān)督施工質(zhì)量、保證錨索拉力計(jì)安全可靠的重要手段。我國(guó)十分重視錨索拉力計(jì)的監(jiān)測(cè)工作，先后研制出了一些監(jiān)測(cè)與監(jiān)測(cè)儀器(錨固力測(cè)定儀、超聲波圍巖裂縫探測(cè)儀等)，但性能不高、功能不全，還未形成系列配套的綜合檢測(cè)技術(shù)。另外盡管監(jiān)測(cè)工作已有所開(kāi)展，但其所起的反饋和指導(dǎo)作用卻難以發(fā)揮。這主要是施工和管理人員的理論水平偏低，對(duì)監(jiān)測(cè)的認(rèn)識(shí)不足，且缺少正確的指導(dǎo)方法。

     由于各種錨索的構(gòu)造不同，錨索作用機(jī)理差異甚大，國(guó)內(nèi)外大量工程實(shí)踐證明，各種不同種類錨索，在不同的地質(zhì)條件下，有不同的“拉力計(jì)”效果。國(guó)內(nèi)外錨索拉力計(jì)成功的經(jīng)驗(yàn)表明，合理的錨索拉力計(jì)設(shè)計(jì)及詳細(xì)的監(jiān)測(cè)分析，不僅可保證回采巷道的安全可靠，而且可取得顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 

二、對(duì)我國(guó)錨索拉力計(jì)技術(shù)發(fā)展的展望

        2.1 進(jìn)一步完善錨索拉力計(jì)理論和技術(shù) 錨索拉力計(jì)有諸多種理論，但這些理論與實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展適應(yīng)性較差。所以有必要在進(jìn)一步深入研究巷道圍巖礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，探索錨索拉力計(jì)理論。完善煤巷錨索拉力計(jì)理論，提高煤巷錨索形式和參數(shù)選擇的科學(xué)性、實(shí)用性是促進(jìn)采準(zhǔn)巷道錨索技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。為此，我們要學(xué)習(xí)先進(jìn)國(guó)家的煤巷錨索拉力計(jì)的工程監(jiān)控設(shè)計(jì)方法，消化吸收國(guó)外先進(jìn)的錨索拉力計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，結(jié)合我國(guó)具體情況，建立適合我國(guó)由地質(zhì)調(diào)查——初始設(shè)計(jì)——工程監(jiān)測(cè)——修改設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，從而提高煤巷錨索拉力計(jì)設(shè)計(jì)方法的科學(xué)性、實(shí)用性。

        2.2 發(fā)展掘錨新機(jī)具 就目前的施工工藝而言，影響快速掘進(jìn)的主要因素有兩方面:一是掘進(jìn)機(jī)割煤速度；二是錨索機(jī)打眼及安裝速度。當(dāng)前煤巷快速掘進(jìn)的施工方法為:掘進(jìn)機(jī)割煤——橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和固定皮帶機(jī)運(yùn)煤——敲幫問(wèn)頂——頂錨索機(jī)打頂眼并安裝、幫錨索機(jī)打幫眼并安裝，實(shí)現(xiàn)一次成巷，及時(shí)拉力計(jì)。這種方法的主要矛盾是掘進(jìn)工作面的開(kāi)機(jī)率較低，一般在30%以下，拉力計(jì)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，跟不上機(jī)掘速度，影響單進(jìn)水平的提高。因此發(fā)展掘錨聯(lián)合機(jī)組，實(shí)現(xiàn)“掘支錨一體化”平行作業(yè)，將是加快煤巷錨索拉力計(jì)單進(jìn)速度的必要手段。它將是我國(guó)煤巷快速掘進(jìn)的又一發(fā)展方向。

        2.3 錨索拉力計(jì)監(jiān)測(cè)技術(shù)及設(shè)計(jì)方法的研究 錨索拉力計(jì)實(shí)施于井下后，要進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，以驗(yàn)證初始設(shè)計(jì)的合理性和可靠性，并為修正初始設(shè)計(jì)提供依據(jù)。目前錨索拉力計(jì)的綜合監(jiān)測(cè)內(nèi)容有：采用十字布點(diǎn)法監(jiān)測(cè)表面位移、采用頂板離層指示儀測(cè)試頂板巖層錨固范圍內(nèi)外位移值、錨索測(cè)力計(jì)測(cè)量錨索(索)錨固端部和全長(zhǎng)的工作阻力。日常監(jiān)測(cè)的內(nèi)容有：錨索錨固力抽檢、頂板離層、錨索預(yù)緊力矩檢測(cè)。

        但在日常生產(chǎn)中，一些必要的監(jiān)測(cè)工作沒(méi)有很好開(kāi)展，使其應(yīng)有的作用沒(méi)有得到很好的發(fā)揮。因此，應(yīng)在大力宣傳的基礎(chǔ)上，進(jìn)行必要的強(qiáng)制約束，進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究工作，以保證安全生產(chǎn)。

        2.4 礦使用錨索的經(jīng)錯(cuò)桿拉力計(jì)人員培訓(xùn) 人是一切工作計(jì)劃的制定者和執(zhí)行者，無(wú)論從結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量上乘的錨索到性能優(yōu)良的錨固劑，還是從靈活高效的錨索鉆裝機(jī)具到靈敏精密的監(jiān)測(cè)儀器儀表，都需要人來(lái)操作。我國(guó)煤礦施工隊(duì)伍人員素質(zhì)偏低，加上監(jiān)督管理不到位，往往施工質(zhì)量難以保證。因此，重視和加強(qiáng)錨索拉力計(jì)技術(shù)人員和施工工人的技術(shù)培訓(xùn)和崗位訓(xùn)練，必然有助于我國(guó)煤礦錨索拉力計(jì)技術(shù)的發(fā)展和錨索拉力計(jì)的普及。