新型錨桿支護(hù)機(jī)具在煤礦的應(yīng)用

1.概述
　　在巷道掘進(jìn)施工中，支護(hù)工藝占用時(shí)間的比重相當(dāng)大。同時(shí)，巷道開(kāi)挖后，要求盡快地對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)不及時(shí)，巷道頂板會(huì)在短時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生離層，因此快速支護(hù)施工工藝成為提高巷道支護(hù)效果、實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵。
　　2.改進(jìn)施工機(jī)具
　　傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)施工工藝中，采用YT-24型風(fēng)鉆打頂板錨桿眼，幫錨桿眼采用ZMS60型風(fēng)煤鉆打眼，風(fēng)動(dòng)錨桿安裝器攪拌安裝錨桿，人力扳手預(yù)緊。
　　為了提高錨桿支護(hù)過(guò)程中的鉆眼速度，減少支護(hù)工藝占用的時(shí)間，各煤炭企業(yè)從打眼、攪拌、預(yù)緊機(jī)具上入手，積極推廣應(yīng)用新設(shè)備，推行大功率設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇合適的配套機(jī)具。
　　錨桿鉆機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：①鉆機(jī)機(jī)體設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；②鉆進(jìn)打眼時(shí)，震動(dòng)力小，減輕對(duì)巷道圍巖的破壞；③鉆進(jìn)速度快，保證了巷道圍巖的及時(shí)支護(hù)，有利于控制巷道圍巖的變形；④鉆進(jìn)速度快，縮短了錨桿支護(hù)時(shí)間，提高了掘進(jìn)速度。
　　經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，確定合理的搭配機(jī)具：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)圍巖情況，在頂板為砂巖的情況下，應(yīng)用MYT-120型液壓錨桿鉆機(jī)進(jìn)行頂板錨桿眼的鉆孔、頂板錨桿的攪拌安裝；在頂板為頁(yè)巖時(shí)，采用MQT-120型風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)進(jìn)行頂板錨桿眼的鉆孔、頂板錨桿的攪拌安裝。緊固螺母采用風(fēng)炮；在煤巷、半煤巷，幫部則采用7665型風(fēng)鉆鉆孔，采用防突鉆機(jī)攪拌幫錨桿，緊固螺母采用2600型氣動(dòng)扳手。
　　傳統(tǒng)的風(fēng)鉆打眼，每打一個(gè)錨桿眼需5～7分鐘，采用錨桿鉆機(jī)每個(gè)錨桿眼則只需要約50秒的時(shí)間，每個(gè)錨桿眼孔節(jié)省時(shí)間5分鐘。打眼時(shí)間短，支護(hù)及時(shí)，對(duì)巷道圍巖的控制起到了非常重要的作用。另外，采用風(fēng)鉆打眼，打眼時(shí)風(fēng)鉆沖擊力強(qiáng)，震動(dòng)力大，對(duì)巷道圍巖的破壞嚴(yán)重，采用錨桿鉆機(jī)打眼，則避免了該問(wèn)題，錨桿鉆機(jī)打眼時(shí)，均勻鉆進(jìn)，基本無(wú)震動(dòng)力，不會(huì)對(duì)圍巖造成大的破壞。尤其是二層煤復(fù)合頂板，采用錨桿鉆機(jī)后，打眼時(shí)間短，支護(hù)及時(shí)，圍巖及早得到控制，支護(hù)效果明顯加強(qiáng)，巷道失修率大大降低。
　　同時(shí)，錨桿使用機(jī)械安裝，安裝可靠性高，避免了人工操作的隨意性，保證了安裝質(zhì)量。避免了過(guò)去錨桿使用扳手人工緊固時(shí)隨意性強(qiáng)，難以保證足夠的預(yù)緊力等問(wèn)題。
　　3. 優(yōu)化施工工藝
　　3.1確定最佳鉆機(jī)位置
　　經(jīng)多次試驗(yàn)，錨桿鉆機(jī)位置放置在巷道中心線偏上幫0.4米位置最為合理。在此位置，不用頻繁移動(dòng)鉆機(jī)，將頂板的錨桿眼孔按規(guī)定角度打出，提高打眼速度，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。
　　3.2長(zhǎng)短釬交替使用：
　　為提高錨桿鉆機(jī)的速度，在鉆孔時(shí)，首先使用1.2米的短釬將頂板眼孔一起鉆出，然后換用2.4米的長(zhǎng)釬，將眼孔加深至要求眼孔位置。解決了原有1.0米標(biāo)準(zhǔn)釬子完成鉆眼需多次換釬的情況，提高了鉆進(jìn)效率。
　　3.3合理搭配不同直徑鉆頭：
　　為防止卡鉆，提高換釬時(shí)的速度，短釬配直徑32mm的鉆頭，長(zhǎng)釬配直徑28mm的鉆頭。
　　4.錨桿快速支護(hù)施工工藝的試驗(yàn)應(yīng)用
　　隨著開(kāi)采深度的加大，深部巷道圍巖已明顯顯現(xiàn)出了軟巖的特性，開(kāi)掘巷道放炮以及支護(hù)打眼所造成的震動(dòng)，都不同程度的對(duì)圍巖造成破壞，不利于圍巖的控制。傳統(tǒng)的錨桿孔眼鉆打機(jī)具采用風(fēng)鉆，在深部巷道中，它的缺點(diǎn)更加明顯。
　　新汶礦區(qū)老礦井目前開(kāi)采二層、四層、十一層和十三層，各煤層的圍巖條件差別很大，需根據(jù)各煤層的頂板條件分別采用不同的鉆孔機(jī)具。
　　二層煤：全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層，煤層平均厚度2.2m。典型的復(fù)合頂板，偽頂為砂質(zhì)頁(yè)巖，厚度0～2.1m，平均1.22m；其上為砂質(zhì)頁(yè)巖，硬度較小，平均厚度3.15m；再上為煤1，不穩(wěn)定，1～3層，平均厚度1.35m；再上為老頂，細(xì)砂巖，平均厚度5.2m。
　　四層煤：煤層平均厚度2.6m，頂板為砂質(zhì)頁(yè)巖，深灰色，局部破碎，平均厚4.50 m；其上為粉砂巖，灰色，水平層理發(fā)育，厚7.20m；再上為煤3，厚0.53m。。
　　十一層煤：煤層平均厚度1.53m，直接頂板為深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖，厚度4～8m；老頂為石英砂巖，厚約18m。
　　十三層煤：煤層平均厚度1.31m，直接頂板為石灰?guī)r，厚度6.2～8.1m，平均厚度7.0m。
　　針對(duì)錨桿鉆機(jī)的特點(diǎn)，我們首先考慮在回采巷道應(yīng)用。目前新汶礦區(qū)老礦井的回采巷道掘進(jìn)主要集中在二層、四層、十一層和十三層，根據(jù)各煤層的頂板巖性，結(jié)合錨桿鉆機(jī)的適用條件，選擇合適的巷道進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用，以后又相繼在其他掘進(jìn)工作面推廣使用。
　　目前，新汶礦區(qū)老礦井二、四、十一層煤普掘巷道已普遍推廣應(yīng)用錨桿鉆機(jī)，正逐步在錨網(wǎng)噴巷道推廣。
　　同時(shí)，在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于錨桿鉆機(jī)沖擊力小，不適合于在f>6以上硬巖層中應(yīng)用，十三層巷道頂板（灰?guī)r）目前就不適合采用錨桿鉆機(jī)。
　　5.結(jié)論
　　通過(guò)改進(jìn)錨桿施工機(jī)具，優(yōu)化錨桿施工工藝，極大提高了錨桿支護(hù)過(guò)程中的鉆眼速度，縮短了支護(hù)工藝所占用的時(shí)間，提高了巷道的掘進(jìn)速度，有利于緩解緊張的采掘接續(xù)。應(yīng)用錨桿鉆機(jī)鉆孔，鉆進(jìn)速度均勻，基本無(wú)震動(dòng)力，對(duì)圍巖不會(huì)造成大的破壞，增強(qiáng)了支護(hù)效果，提高了巷道錨桿的支護(hù)質(zhì)量，降低了巷道的維修量，具有很大的經(jīng)濟(jì)和安全效益。