深部高地壓巷道錨索支護技術(shù)對策

　　當(dāng)前，隨著礦井的不斷延深，地質(zhì)條件與采礦條件較淺部發(fā)生較大變化，錨索支護技術(shù)暴露出越來越多的問題，如：深井高地壓錨索支護巷道的變形難以有效控制，巷道垮落及巷道支護事故不斷增多，錨索布置密度己增加到不能再增加的程度，鋼絞線的直徑己經(jīng)增大到22-28mm。錨索支護的實際情況也表明，現(xiàn)有的錨索支護技術(shù)己經(jīng)不能滿足煤礦深部高地壓巷道的支護要求，急需提出技術(shù)改進對策來與其相適應(yīng)，從而保證深井高地壓巷道的安全高效支護。
　　 1 孔壁注漿錨索
　　現(xiàn)在的錨索支護技術(shù)即錨索的布置、錨索的支護參數(shù)、錨索的組合結(jié)構(gòu)、錨索的安裝機具等，不能滿足深井巷道圍巖控制與支護的技術(shù)要求。因此，需要就錨索的錨固結(jié)構(gòu)、錨固工藝、組合結(jié)構(gòu)等進行技術(shù)改進。
　　目前我國煤礦大量使用的小孔徑樹脂錨固預(yù)應(yīng)力錨索存在錨固劑深部無法充分攪拌、錨固長度受巷高限制等問題，從而導(dǎo)致錨固性能與錨固力的不確定性[1]。為了解決現(xiàn)有煤礦錨索錨固技術(shù)中存在的問題，國內(nèi)近年來研制出了中空注漿錨索，雖然在一定程度上克服了現(xiàn)有錨索的上述缺點，但也存在索體破斷力低、注漿孔易堵塞、成本高等缺點。
　　孔壁注漿錨索可以避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，其桿體仍采用高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線，通過合理設(shè)置注漿孔對鋼絞線與孔壁之間的環(huán)狀間隔進行注漿，保證注漿通道暢通，以便能夠壓注較高粘度、較低水灰比的砂漿，漿液析水率低，結(jié)石體強度較高，注漿堵塞可能性低，可以提高錨索的錨固強度，并降低錨索制造成本[2]。
　　孔壁注漿錨索由鋼絞線與錨索注漿墊板、孔口管、密封圈組成。錨索注漿墊板上鉆錨索孔，用以安裝鋼絞線。同時，錨索注漿墊板上還鉆有注漿孔，注漿孔為一直角彎孔，其一端與錨索孔墊板中間的錨索孔相連通，另一端安裝注漿管，對錨索孔進行注漿?？卓诠芘c錨索墊板焊接在一起?？卓诠苌宪囉袦喜?，可以安裝密封圈，用以封堵孔壁間隙，阻止注漿液從孔口管與孔壁之間的間隙泄漏。錨索墊板上的鋼絞線安裝孔車有臺階，里面安裝有特制的鋼絞線密封圈，用以堵塞鋼絞線與墊板錨索孔之間的漿液泄漏。
　　孔壁注漿錨索是在現(xiàn)有的錨索安裝技術(shù)及安裝工藝基本不變的情況下，在錨索完成部分長度的樹脂錨固以后，通過安裝兼有封孔、注漿、墊板三重功用的錨索注漿墊板，實現(xiàn)通過錨索孔注漿的錨索全長錨固。與己有技術(shù)相比，孔壁注漿錨索具有以下創(chuàng)新性和先進性：1通過采用高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線作為錨索桿體，保留了煤礦巷道支護錨索的優(yōu)良的機械性能和錨固性能，提高了錨索的支護強度和破斷力;2采用孔壁注漿錨索，錨索的錨固深度和錨固長度不受限制;可有效提高錨索的錨固強度;3錨索的錨固介質(zhì)的粘結(jié)性能及錨索的錨固質(zhì)量穩(wěn)定可靠;4通過錨索孔內(nèi)鋼絞線與孔壁之間的環(huán)狀通道進行注漿，注漿通道暢通，提高錨索的注漿效率;5孔壁注漿錨索制造成本較低。
　　 2脹殼式機械錨固錨索
　　目前煤礦井巷支護中采用的樹脂錨固錨索存在如下問題：一是錨固劑安裝困難，有的錨固劑不能全部順利地到達錨固位置，造成錨索部分失錨;二是受到巷高限制，錨索的錨固長度受到限制，進而限制了錨索錨固力的提高;三是錨固劑包裝袋不能全部攪拌碎，影響和降低錨索粘結(jié)力。
　　脹殼式錨索屬于端頭式機械錨固錨索，可以避免樹脂錨固錨索在實際使用中所遇到的上述問題。脹殼式錨索由鋼絞線、錨頭、鋼絲套、錐形壓套、錐形瓣殼、彈簧片等構(gòu)成。鋼絲套套裝在鋼絞線上，在鋼絲套外面安裝錐形壓套。錐形壓套通過相應(yīng)模具的高壓碾壓，將錐形壓套通過鋼絲套與鋼絞線緊密地咬合在一起。
　　 3 錨索組合箱形梁及其聯(lián)接
　　采用箱形梁結(jié)構(gòu)作為錨索的組合梁，可以大幅度提高錨索組合結(jié)構(gòu)的強度和剛度。為此，將現(xiàn)在的槽鋼梁改為箱形梁。箱形梁可用7號π型鋼梁與扁鋼組合焊接而成，也可采用其他型鋼焊接組合而成。這種箱形梁，如果采用間距為lm的三點式加壓試驗，其抗彎強度可達到100kN左右，比普通槽鋼梁的抗彎強度提高5-10倍。目前組合錨索的結(jié)構(gòu)主要是槽鋼梁與錨索組成錨索析架：一梁二索或一梁三索。這在土程力學(xué)分析上可以稱之為兩跨梁結(jié)構(gòu)。如果假設(shè)巷道頂板壓力是均勻地作用十錨索梁上，則這種組合錨索結(jié)構(gòu)可以簡化為承受均布載荷的兩跨梁。
　　 4 結(jié)束語
　　通過對錨索錨固機理、錨固結(jié)構(gòu)及錨固工藝等進行基礎(chǔ)性實驗研究，提出了以孔壁注漿錨索技術(shù)為核心的煤礦深部高地壓巷道錨索支護技術(shù)改進對策，包括：孔壁注漿錨索及其錨固技術(shù);脹殼式端頭機械錨固錨索及其安裝技術(shù);鉸接箱形梁組合錨索支護技術(shù)。