树脂锚杆在煤巷支护中的应用

2005/12/5 9:19:28

　摘　要　介绍了树脂锚杆支护的作用机理、支护参数的设计以及在阳泉三矿芦南3^#煤北八副巷使用的情况。
　关键词　树脂锚杆　煤巷支护

　　随着掘进技术的不断发展，煤矿中推广应用锚网支护形式越来越普遍，不仅在岩巷里，而且在煤巷中也得到了大量使用。锚网支护改善了围岩的支护受力状态，支护效果得到明显提高。阳泉三矿芦南3^#煤北八副巷在施工中选用树脂锚杆加金属网的支护方式施工，并取得了较好的效果。

1　锚杆支护的工作原理

　　为了保持巷道的稳定性，防止围岩垮落或过大变形，巷道掘进后一般都要进行支护，过去大多采用架设棚式支架或砌碹来维护巷道，现在锚喷支护在矿山得到越来越广泛的应用，后者将逐渐取代前者，这是支护技术的一次重大革新与进步。锚杆支护对围岩的作用主要是组合梁作用和挤压加固拱作用。
　　树脂锚杆为端头锚固型，即用树脂为粘结剂，在固化剂和加速剂的作用下，将锚杆的端头与孔壁岩石粘结在一起，待凝胶达到很高的强度时，在另一端加上垫板拧紧螺帽，锚杆通过锚头和垫板对围岩产生了压应力，改善了围岩的受力状况，使之处于三向应力状态，从而使围岩强度得到提高，起到加固围岩，防止其移动，达到稳定支承之目的。

2　煤巷支护参数设计

2.1　地质概况
　　该巷开设在3^#煤层中，沿煤层直接顶掘进，巷道为矩形4.0m×2.5m，3^#煤厚度2.2～2.6m，平均厚2.4m，硬度为f=2～3左右；直接顶粉砂质泥岩，厚0.8～1.2m，平均厚0.9m，硬度5°；基本顶为细—中粒砂岩，厚0.1～10m，平均厚6.0m；底板为粉砂质泥岩，厚2.1～4.0m，平均厚3.5m，硬度为f=5。

2.2　锚网支护参数
　　锚杆使用18×2000mm，金属树脂锚杆，端头锚固，上两块药卷，锚杆麻花体长400mm，宽36mm，药卷用矿产树脂药卷，规格35×400mm，钢带使用4m、3.5m的钢筋钢带，使用4×0.9m网格为85×85mm成品金属网，网之间对接处每隔20cm用14^#铅丝双环头联接。锚杆外露长度，由螺母面算起为1～5cm，锚杆锚固力岩层中不小于7t，煤层中不小于3t，螺帽扭力矩，岩层中不小于12kg^．m，煤层中不小于7kg^．m。

3　施工方案及安全措施

3.1　爆破工艺
　　半煤岩巷采用分次打眼、分次装药、分次放炮的施工方法。煤岩巷采用全断面一次爆破作业方式，正向装药大串联联线方式。岩巷采用毫秒延期电雷管。煤巷、半煤岩巷采用瞬发电雷管。每个炮眼使用一块水泡泥后用成品炮泥封填捣实。

3.2　支护工艺
　　临时支护使用3根超前探梁，永久支护为锚网支护。工作面放炮后，由当班班长和一名有经验的老工人配合，一人观察顶板，一人持长柄工具站在安全地点处理顶帮活矸，然后在空顶处打3根代帽柱维护顶板。
　　在代帽柱的掩护下，在茬岩上部打托钩眼安设托钩。紧固螺帽用单螺帽将吊环固定在锚杆上。前探梁穿入吊环中，端头搭在托钩之上，并用楔将前探梁与吊环背紧，前探梁上用木背板构顶背牢。
　　打安锚杆时要先顶后帮，够0.8m及时打安一排。打顶部锚杆眼时采用短支架换钻杆的方法进行，保证锚杆角度不小于75°，安装锚杆时先用高压风吹净眼内岩粉，后将药卷塞入孔内，用锚杆体轻推药卷至眼底。将联接杆拧在锚杆上，套上煤电钻，开动电钻搅动30～40s后，取下电钻用石块或木楔在孔口挤住杆体防止下滑，5min后取下联接杆，15min后上钢带，托板紧固螺帽见附图。

3.3　施工安全技术措施

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北八副巷支护示意图

　　(1)树脂药卷过期失效及损坏后不得使用；
　　(2)锚杆锚固力达不到要求要重新补打；
　　(3)遇有劈口隙裂，要垂直于劈口加打锚杆，每平方米不少于2根；
　　(4)施工队组每班须设专人从茬岩外10m处由外向里逐根紧固螺帽，达到要求；
　　(5)在工作中，必须经常检查巷道的工程质量，发现锚杆数量不够、夹角太小、螺帽松动等，位置不合格必须停止掘进，重新补打处理锚杆。如果巷道超挖30cm以上，要在超挖处原锚杆间排距的位置，补打一根单体锚杆；
　　(6)放炮撤入距离直巷150m，拐弯巷50m，且拐弯后不少于10m以外有掩护的安全地点隐蔽。

4　结论与建议

　　通过对锚网支护的巷道的矿压观测得知：采用锚网支护的巷道顶板下沉量及两帮移近量均小于架棚支护的巷道，且巷道支护效果比架棚支护巷道要好得多，支护成本降低，减少了巷道的维修量，工人劳动强度减轻，劳动效率提高。这是一种值得推广的支护方式。
　　尚需解决的问题之一是要进一步完善煤巷锚杆支护理论，提高锚杆支护设计的科学性和实用性。此外还要改进施工配套机具，提高机械化程度。

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