树脂锚杆安装工艺与顶板管理

树脂锚杆安装工艺与顶板管理

侯超军

侯超军（龙煤七台河分公司龙湖矿，黑龙江七台河154600）

摘要：现重点讨论树脂锚杆安装工艺与顶板管理。

关键词：树脂锚杆；顶板管理；分析

某矿202掘进队施工西三3#/-230大巷时，采用树脂锚杆，从安装出面没有出现大冒顶、推掌子伤人事故，对提高工作面进度、节资提效有明显经济效益，又减轻工人劳动强度，较适应于当前煤炭生产的新形势。

对锚杆支护，除参数优化设计、顶板岩性分析及锚杆孔要求等技术条件外，本文着重研究树脂锚杆的安装工艺及其对顶板的控制，因为它是巷道支护技术成败的关键。近几个月上千根锚杆试验证明，弄清了锚杆支护两个基本概念：一是锚固力(抗拉拔力)；二是托锚力(预紧力)，锚固力就是指锚杆体锚固段安装后在树脂药卷的作用与锚杆孔壁抗拉拔阻力的一种表示，而托锚力为锚杆杆体安装后锚杆在托盘及螺母的联合作用下对被锚固的岩层夹紧程度的一种力，它使顶板承载而不垮落。阻止顶板离层下沉。

锚杆锚固力是锚杆支护巷道的基本和前提，而托锚力是锚杆安装后达到支护巷道从而控制围岩的最终目的，二者缺一不可。

影响锚固力支护质量主要有：①围岩性质；②锚固剂的锚固力；③锚固孔是否冲洗干净；④是否按搅拌时间搅拌锚固药卷；⑤托板螺母的预紧力；⑥锚杆螺纹制作是否合格等等。

1树脂锚杆的锚固力

1．1对顶板打钻取芯或岩粉进行分析。锚杆安装质量的好坏，首先要解决的是对要实施的锚杆支护的顶板岩层要打钻取芯或取岩粉进行分析，查清锚杆设计深度、锚杆锚固段是否稳定，是否符合顶板要求。经分析若较理想，即可确定本顶板条件下实施锚杆支护。否则予以否定。取芯或取粉可查明顶板岩层种类，不同的岩石与树脂铅固剂有着密切的关系（见表1）。

表1树脂锚固剂对围岩粘结强度及测试结果

1．2确定参数与计算：我们矿采用的是锚杆孔中32mm树脂锚固剂为鸡西矿物局焊接管厂生产的Z-2835药卷，只口中凝，搅拌时间为30±5s，直径为中28mm，长度为350mm，锚杆为伞16圆钢，锚固段长300mm为左旋麻花型式并设挡圈。树脂药卷是体积V1加上锚杆锚固段的体积V2必须大于锚杆孔锚固段的体积V3，就是保证锚杆锚固段的树脂锚固剂能充满、充实而有余量，使锚杆的锚固段全部受锚而增大其锚固力。

1．3清洗锚杆孔：锚杆孔打好后，一定要用净水将锚杆孔的锚固段冲洗干净，以去掉孔底锚固段的糊状岩粉。否则对锚杆支护的锚固力影响较大。

1.4锚杆锚固段的反向麻花设计：锚杆锚固段的反向麻花结构，是增加锚固力所采取的一种形式，我们知道，煤巷掘进时的麻花钻杆是正向麻花，打眼时煤粉是向外排出的，而锚杆锚固段的麻花是向反向的，所以在安装锚杆时，应遵守树脂锚杆安装工艺流程(附图7)。先将树脂药卷推入孔口，然后用锚杆尾部的反向麻花顶住药卷，轻轻送入孔底，再用搅拌工具进行正向旋转使锚固段的反向麻花将药卷固化剂与加速剂均匀拌合在一起。挡圈的作用下树脂在孔底的运动轨迹是螺旋式向孔底受压运动。

但要提出一点就是锚杆孔一定要按设计深度打眼，允许误差±5cm为宜。

1．5树脂锚杆安装要掌握好搅拌时间：树脂锚固剂在使用上受时间的控制，一般I型(中凝)药卷的搅拌时间应在30±5s(标准时间)最为适宜。这是树脂药卷设计时间性能所决定的。

搅拌时间不符合要求对锚固力有很大影响，搅拌时间不够会使树脂锚杆锚固力减小。

2对树脂锚杆托锚力的研究

2．1等强度滚制螺纹锚杆。经实践知同样直径的锚杆滚制加工的螺纹与车制加工的螺纹，在拉断实验时，车制加工的螺纹锚杆平均拉力达到47kN即断。而滚制加工的螺纹锚杆平均拉力到84kN才断。为解决这一问题。我矿投资2．2万元购买了一台滚丝机，用于加工锚杆螺纹，解决了锚杆螺纹强度不够的问题，满足了托锚力的要求，提高了支护强度，保证了安全生产。

2．2提高锚杆螺母安装扭距：以往，采用人力反手拧紧螺母时，要求扭距一般为100kN，此时所能产生的预紧力为15~20kN，若扭距超过100kN时，操作极费力，而伞16mm金属锚杆屈服载。荷一般为45kN以上，其预紧程度是不够的，为此，若采用BK16型气扳机扭紧锚杆螺母，锚杆螺母扭紧力矩大大提高，一般在200~300NM，相应地锚杆预紧力可达30kN以上，使锚杆的支护作用得到及时充分地发挥，支护效果的改善十分明显。

BK16型矿用气扳机技术规格（如下图）。