全長錨固水泥藥卷錨桿的試驗應用

摘 要 ：針 對沖 擊地壓礦井巷道支護難的問題 ．根椐煤巖件 沖擊碎脹破壞機理 ，按 照錨固約束層作 用原

理 ，提 出了發(fā)揮錨 固約束層的最佳支護 開j式 ：壘長錨 固水 泥藥卷錨桿技柬，介紹 了該錨桿的性能特點蕊應用

情況 ，對沖擊地壓礦 井、軟巖礦井與高地壓礦井需要 高強度 高錨目力的巷道 支護具有很好的借鑒砟用。

I 問題的提出

　　隨著開采深度的增加 ，華豐煤礦深部巷道 圍巖的壓力亦隨之增大，回采巷遭支護極其困難，一直沒有得到根本解決 ，尤其是在 4 層沖擊地壓下煤巷支護更困難 ，嚴重影響著礦井的安全生產。華豐煤礦現(xiàn)開采深度 已在一920m ，屬深部開采，主 采煤層 4 煤屬強烈沖擊傾向煤層 ，自 1992 年 以來 ，開采過程 中頻繁發(fā)生沖擊地壓 ，70 的沖擊地壓發(fā)生在采面順槽中，其破壞程度是嚴重的，巷道變形嚴重威脅著礦井的安全生產 。因此 ，華豐煤礦與煤科總院北京開采所臺作 ，根據(jù)煤巖體沖擊的碎脹破壞機理 ，結合錨桿的作用 ，按照錨固約束層作用原理 ，提 出了充分發(fā)揮錨 固約束層的攝佳支護形式一全長錨固水泥藥卷錨桿 ，經(jīng)工業(yè)性試驗及礦壓觀測表

明，取得了良好的支護效果。2 全長錨固水泥藥卷錨桿的研制2．I 全 長 水 泥錨 固錨桿 錨 固劑配制目前水泥錨桿所用錨固劑有兩類型 ，一種為混臺型 ，一種為單一型。單一型是采用特種水泥生產廠家所生產的特種水泥裝袋而成，其性能受廠家產品影響 。混合型 以普通水泥為基材 ，摻以其它混合料配制而成，該類型錨固荊可以就地取材，料源豐富，成本低 ，具有很大的優(yōu)越性 ，因此采用混臺型錨 固劑，具有快凝、早強、微膨脹、后期強度持續(xù)增長等特點。錨固劑性能見表 l，各項指標均超過行業(yè) 標 準 。

　　全長錨固藥卷為浸水式 ，縱向抗張強度大于1．8kN lm ，規(guī)格見圖 l 和表 2。

2．2 全 長錨 固錨 桿桿體 I 藝錨桿桿體選用建筑變形螺紋錒筋加工 ．桿體結構見圖 2 ，由螺紋鋼鍛壓、滾絲、淬火裝配而成 。工藝流程為：選材一下料一滾絲一淬火一裝配一包裝 。

2．3 全長水泥錨桿錨桿安裝I 藝全長粘接錨桿需 6 個水泥藥卷 ，如用人工把桿體直接插八孔底，幾乎是不可能的 為了減少勞動強度 ，加快安裝速度和保證安裝質量，該錨桿安裝使用掘進打孔機具 (煤 電鉆或鑿巖機)，將桿體推入孔底。

3 支護形式及支護參數(shù)

3．1 試驗 地 點條件

　　試驗地點在 2407 與 1 407 上分層采面上巷的交界段。2407 面位于井 田西部二采區(qū)的一608 水平的下延部位，北部為未采區(qū)，東部與 1 407 面相鄰。兩面相向對采 ，計劃 1407 面采過試驗巷道段 30m左右停采 ，2407 面南部為 2406、1 406 面的采空區(qū)，兩 面間 留 100 ×100m 斷層 隔離煤 柱，該煤桂 在2407 采面推過后成為孤島 ，試驗巷遭位于斷層煤柱的范圍內，巷道埋深 780m 。2407 面開采 4 煤頂分層 ，4 煤平均厚 6．8m ，采高 2．1m ，傾角 30 ，直接頂為 2m 厚的粉砂巖 ，老頂為中粗砂巖 ，厚度達 20m 以上，直接底 為粉砂巖 ，厚度為 2．5m 。

3．2 支護形式

　　根據(jù)地質賦存條件及錨桿支護理論 ，利用離散元數(shù)值計算法 ，以地應力為基礎確定了全錨 固水泥藥卷錨桿為主體的錨噴支護 。通常錨桿巷遭 70破壞是由于端錨式錨桿外部托盤壓裂破壞 ，導致錨桿失效造成巷道支護解體破壞，對于受高壓作用的巷道不適于用錨桿 ，故選擇全長錨固式錨桿

3．3 支護 參數(shù)

巷遭采用直墻半 圓拱形斷面 ，凈寬 3．0m ，墻高1．5m ，巷高 3．0m 。錨桿間排距 0．8 ×0．8m ；長 1900m m ；錨桿為 直 徑 18r a m 的高 強 螺紋 鋼 錨桿 ；配LM Z 28／300 怏 凝膨脹水泥藥卷 6 塊；金屬 網(wǎng)規(guī)格0．95×5．00m 金屬 經(jīng)緯 阿

3．4 試 驗 結 果

試驗巷遭位于 2406 與 1 406 采面 間斷層 隔離煤柱一側，屬采場支承壓力高度集中區(qū)。在試驗巷

道段推進過程中經(jīng)受了多次 2 級以下破壞 陛沖擊地壓 ，巷遭基本保持完整。試驗結果見表 3。

　　質量檢測與井下試驗結果表 明：全長錨 固水泥高強錨桿技術性能滿足行業(yè)標準 ，安裝工藝簡單 ，施工質量可靠．既能有效地控制 圍巖變形破壞 ．又能適應沖擊地壓影響下的劇烈變形巷遭，是支護高地壓大變形巷道的有效方法之一 。全長錨桿水泥膨脹錨桿浸水后水泥錨 固劑膨脹凝結 ，將松散 圍巖體與錨桿粘結在一起，靠水泥

膨脹壓力充填鉆孔 ，避免了固鉆孔卸壓而造成降低圍巖強度，從而增強了圍巖的 自身強度和完整性 。避免了端頭錨桿的錨固力集中在兩端的弊端 ，減少應力集中造成錨桿被拉斷現(xiàn)象 ，從而保證錨桿的支護效果 。