提高巷道锚杆支护有效性的技术探究

提高巷道锚杆支护有效性的技术探究

凡鑫雨

河南能源化工集团新疆投资控股有限公司，新疆阿克苏 842000

摘要：在煤矿开采过程中，煤矿巷道的支护是其关键的环节，往往作业环境极差，一旦出现施工进度过快或支护设置不合理的情况，就可能造成巷道顶板事故的出现。因此，为了确保巷道掘进施工的安全性以及支护技术的有效性，必须采用高效的支护技术，本文就针对煤矿巷道掘进支护技术的有效性进行简要的分析。 
关键词：锚杆支护；参数；有效性；技术

锚杆支护是通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。它是一种积极防御的支护方法，是矿山支护的重大变革。锚杆不但支护效果好，且用料省、施工简单、有利于机械化操作、施工速度快。

1树脂锚杆支护三径匹配原理

树脂锚杆支护三径匹配是指钻孔直径、锚杆直径、树脂药卷直径“三径”之间的最佳配合，从而使树脂锚杆支护结构整体达到最佳的支护状态。

1.1树脂锚杆支护三径匹配原理

锚杆直径对于是否能够有效充分地均匀搅拌树脂药卷以及锚杆是否能够顺利安装起着非常关键的作用。当使用无纵筋左旋螺纹钢锚杆时钻孔直径与锚杆直径之差应在6～10mm之间；当使用带纵筋建筑螺纹钢锚杆时钻孔直径与锚杆直径之差应在6～12mm之间（对于少量应用普通圆钢杆体锚杆的可参照使用带纵筋建筑螺纹钢锚杆的原则执行）；为了获得较大的锚固力和较好的支护效果，上述数值一般应取中间偏下值,即7～8mm之间。树脂药卷直径应比钻孔直径小3～6mm。

因此，综合各方面因素，目前一般选用直径27mm或28mm的钻头，应用18～22mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，直径23mm的树脂药卷。

1.2 树脂锚杆支护结构整体匹配原则

指除树脂锚杆支护三径匹配外，树脂锚杆支护结构中的其它构件也必须匹配，如托板、螺母、网、梁。在各构件强度不均的情况下，这些构件中锚杆的强度应该是最低的，但锚固强度（锚固力）应是最大的，螺母次之，托板再次之。

2锚杆孔施工
顶板锚杆孔应由外向掘进工作面逐排顺序施工，每排锚杆孔宜由中间向两帮顺序施工。
2.1 打眼的顺序和原则

2.1.1顶板支护优先快速原则

锚杆支护巷道落煤（岩）后，迎头达到可以进行顶板锚杆支护的高度时，必须立即进行顶板支护，巷道顶板锚杆支护必须紧跟迎头施工，不得为了网的压茬而使迎头一排锚杆虚设。如两帮稳定、不片帮，帮锚杆施工可适当滞后一段距离，但滞后距离和最大空帮时间必须在作业规程、措施中明确规定（要注意预留滞后支护和滞后支护的区别）。

2.1.2 由外向里逐排、每排中间向两边逐根原则

顶锚杆必须逐排由外向迎头顺序施工，每排内锚杆必须由中间向两帮顺序施工，必须采用快速安装工艺钻孔、搅拌、安装，应尽可能减少顶板空锚时间。严禁采用一次性将所有钻孔打好，再一次性安装锚杆的方法施工。

2.1.3顶板锚杆眼施工时，一般换钎子次数不应超过1次。如果巷道断面较大，应安排多台锚杆机施工，挪锚杆机的原理是相同的，次数减少，既节省了时间，又避免了多台钻机互相影响。

2.2 对锚杆孔的深度要求

现场眼深的控制方法主要采用定长的钎子进行钻眼，即施工锚杆孔所用的钻杆长度不得大于所用锚杆的长度；

　 眼孔过浅：有效锚固的范围降低，会导致锚固的深度不足，同时将会锚杆的丝扣全部暴露在外，锚杆螺母不能将托盘紧固到贴紧煤岩面。

眼孔过深：锚固剂被顶入眼底，部分锚固剂不参与支护，锚固长度降低，降低了支护的效果。

巷道帮部、特别是巷道的底角锚杆孔可采用压风扫眼进行清除岩沫和水分，保持锚固剂与锚杆眼孔亲密结合。现场常用清孔器，利用压缩空气将杂物吹出眼内。由于煤帮锚杆孔含水或湿润对树脂锚杆的锚固效果有一定的影响，帮锚杆孔可采用干打外喷方式施工，但必须确保外喷降尘效果。

3锚杆安装

3.1 总体要求

锚杆安装应优先采用快速安装工艺。锚固剂使用前应进行检查，不应使用过期、硬结、破裂等变质失效的锚固剂。当使用两卷以上不同型号的树脂锚固剂时，应按锚固剂凝固速度先快后慢的顺序，将锚固剂依次放入钻孔中，先将锚固剂推到孔底，再启动锚杆钻机搅拌树脂锚固剂。螺母应采用机械设备紧固，必须进行二次紧固，其扭矩或预紧力大小、紧固时间应在作业规程、措施中明确规定。

3.2锚杆快速安装工艺

使用销钉式力矩螺母或尼龙衬垫力矩螺母，利用锚杆机扭矩将销钉切断并上紧螺母，实现锚、安一体化。

实施过程：打眼→铺网→上钢带→上托盘→装锚固剂→搅拌(锚固剂初凝)→上紧螺母。 根据测算使用快速安装螺母比使用普通螺母施工效率可提高1/3上，缩短了掘进循环时间，加快了施工速度，效益显著。

4注意事项

应将树脂药卷缓慢匀速地推到眼底后，方可转动机械边旋转边匀速上推，边旋转边匀速上推到眼底的时间一般占总搅拌时间的70%，推到眼底后继续搅拌，其时间一般占总搅拌时间的30%。待树脂药卷搅拌后一段时间、树脂锚固剂已具有锚固力后，方可开始紧固螺母。紧固螺母时，应使螺母扭矩达到规定扭矩要求。锚杆安装时，应使锚杆穿过钢带或钢筋梯梁控制孔和金属网锚入顶板后，应将钢带或钢筋梯梁和金属网压紧，贴实顶板。

遵循“二快三大”原则，即锚杆、锚索施工快、大锚固力、大初锚力、大螺母扭矩；

适当扩大巷道断面，即预留一定断面。顶板破碎可优先考虑拱形断面。煤巷锚杆支护巷道局部掉顶、片帮时，宜优先采用锚杆进行支护，并采用“掉到那里，锚到那里”的支护方法，不得瞒顶、瞒帮。

结束语
        煤矿开采的重要步骤就是巷道掘进施工和支护，这也直接影响着煤矿开采工作的顺利进行。在巷道掘进支护工作中，对专业性的要求较高，同时，这项工作也直接决定着煤矿开采的效率以及开采工作的安全性，必须予以重视。因此，我们应当实现掘进施工和支护工作的可靠性、安全性，进而实现巷道掘进施工速度的提升。

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