深層分析_我國錨索拉力計的技術與發展

        自1872 年英國北威爾士露天頁巖礦首次應用錨索加固邊坡及1912 年德國謝列茲礦最先采用錨索拉力計井下巷道以來，錨索拉力計技術至今已有一百多年的歷史。就目前而言，國外錨索拉力計技術以澳大利亞、美國發展最為迅速，兩國錨索拉力計比重已接近100%，其技術水平居于世界前列。

一、我國錨索拉力計技術發展中出現的問題

        1.1 對錨索拉力計機理的認識亟待提高 目前，沿用錨索的設計方法，采用懸吊、組合梁、加固拱等理論進行計算，均是針對一般巷道提出的，還沒有能針對煤巷的特定條件建立符合其特點的拉力計原理及設計方法，尤其是全煤及軟巖條件下巷道圍巖拉力計設計的要求。因此，目前的技術標準主要是經驗性的，設計和施工中還有許多盲目性。所以有必要在進一步深入研究巷道圍巖礦壓顯現規律的基礎上，探索錨索拉力計理論。

        1.2 錨索與錨固劑的產品質量不過關，錨索機具不配套 錨索的材質、結構與其力學性能緊密相關，錨固劑的質量指標更是決定拉力計可靠性的關鍵。我國煤礦井下使用的錨索型式很多，但其強度、延伸率均偏低，在不能為巷道圍巖提供較大的拉力計阻力的同時，也不能適應巷道圍巖的變形，易使巷道頂板產生離層或錯動。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量偏多，而影響巷道的掘進進尺。

        1.3 錨索機具不配套 錨索機具性能是決定錨索安裝質量與施工速度的關鍵。澳大利亞不僅重視研制各種具體用途的錨索結構型式，而且極為重視錨索鉆裝機的不斷研制更新。我國目前雖然電動、風動和液壓錨索鉆機都有，但性能結構不盡合理，零部件質量和整機性能都急需進一步完善與提高，至于掘錨聯合機組，更有待進一加緊研制與試驗，以實現掘支平行作業，提高成巷速度。

        1.4 錨索監測儀器與監測技術需要提高 監測是監督施工質量、保證錨索拉力計安全可靠的重要手段。我國十分重視錨索拉力計的監測工作，先后研制出了一些監測與監測儀器(錨固力測定儀、超聲波圍巖裂縫探測儀等)，但性能不高、功能不全，還未形成系列配套的綜合檢測技術。另外盡管監測工作已有所開展，但其所起的反饋和指導作用卻難以發揮。這主要是施工和管理人員的理論水平偏低，對監測的認識不足，且缺少正確的指導方法。

     由于各種錨索的構造不同，錨索作用機理差異甚大，國內外大量工程實踐證明，各種不同種類錨索，在不同的地質條件下，有不同的“拉力計”效果。國內外錨索拉力計成功的經驗表明，合理的錨索拉力計設計及詳細的監測分析，不僅可保證回采巷道的安全可靠，而且可取得顯著的技術經濟效益和社會效益。 

二、對我國錨索拉力計技術發展的展望

        2.1 進一步完善錨索拉力計理論和技術 錨索拉力計有諸多種理論，但這些理論與實際應用技術的發展適應性較差。所以有必要在進一步深入研究巷道圍巖礦壓顯現規律的基礎上，探索錨索拉力計理論。完善煤巷錨索拉力計理論，提高煤巷錨索形式和參數選擇的科學性、實用性是促進采準巷道錨索技術發展的一個重要因素。為此，我們要學習先進國家的煤巷錨索拉力計的工程監控設計方法，消化吸收國外先進的錨索拉力計理論和設計方法，結合我國具體情況，建立適合我國由地質調查——初始設計——工程監測——修改設計的設計方法，從而提高煤巷錨索拉力計設計方法的科學性、實用性。

        2.2 發展掘錨新機具 就目前的施工工藝而言，影響快速掘進的主要因素有兩方面:一是掘進機割煤速度；二是錨索機打眼及安裝速度。當前煤巷快速掘進的施工方法為:掘進機割煤——橋式膠帶轉載機和固定皮帶機運煤——敲幫問頂——頂錨索機打頂眼并安裝、幫錨索機打幫眼并安裝，實現一次成巷，及時拉力計。這種方法的主要矛盾是掘進工作面的開機率較低，一般在30%以下，拉力計時間過長，跟不上機掘速度，影響單進水平的提高。因此發展掘錨聯合機組，實現“掘支錨一體化”平行作業，將是加快煤巷錨索拉力計單進速度的必要手段。它將是我國煤巷快速掘進的又一發展方向。

        2.3 錨索拉力計監測技術及設計方法的研究 錨索拉力計實施于井下后，要進行綜合監測，以驗證初始設計的合理性和可靠性，并為修正初始設計提供依據。目前錨索拉力計的綜合監測內容有：采用十字布點法監測表面位移、采用頂板離層指示儀測試頂板巖層錨固范圍內外位移值、錨索測力計測量錨索(索)錨固端部和全長的工作阻力。日常監測的內容有：錨索錨固力抽檢、頂板離層、錨索預緊力矩檢測。

        但在日常生產中，一些必要的監測工作沒有很好開展，使其應有的作用沒有得到很好的發揮。因此，應在大力宣傳的基礎上，進行必要的強制約束，進一步加強這方面的研究工作，以保證安全生產。

        2.4 礦使用錨索的經錯桿拉力計人員培訓 人是一切工作計劃的制定者和執行者，無論從結構合理、質量上乘的錨索到性能優良的錨固劑，還是從靈活高效的錨索鉆裝機具到靈敏精密的監測儀器儀表，都需要人來操作。我國煤礦施工隊伍人員素質偏低，加上監督管理不到位，往往施工質量難以保證。因此，重視和加強錨索拉力計技術人員和施工工人的技術培訓和崗位訓練，必然有助于我國煤礦錨索拉力計技術的發展和錨索拉力計的普及。