全長錨固水泥藥卷錨桿的試驗(yàn)應(yīng)用

摘 要 ：針 對沖 擊地壓礦井巷道支護(hù)難的問題 ．根椐煤巖件 沖擊碎脹破壞機(jī)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(hù) 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(diǎn)蕊應(yīng)用

情況 ，對沖擊地壓礦 井、軟巖礦井與高地壓礦井需要 高強(qiáng)度 高錨目力的巷道 支護(hù)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(hù)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(hù)更困難 ，嚴(yán)重影響著礦井的安全生產(chǎn)。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(qiáng)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(yán)重的，巷道變形嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn) 。因此 ，華豐煤礦與煤科總院北京開采所臺(tái)作 ，根據(jù)煤巖體沖擊的碎脹破壞機(jī)理 ，結(jié)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(hù)形式一全長錨固水泥藥卷錨桿 ，經(jīng)工業(yè)性試驗(yàn)及礦壓觀測表

明，取得了良好的支護(hù)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(tái)型 ，一種為單一型。單一型是采用特種水泥生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的特種水泥裝袋而成，其性能受廠家產(chǎn)品影響 ?；旌闲?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(tái)型錨 固劑，具有快凝、早強(qiáng)、微膨脹、后期強(qiáng)度持續(xù)增長等特點(diǎn)。錨固劑性能見表 l，各項(xiàng)指標(biāo)均超過行業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 。

　　全長錨固藥卷為浸水式 ，縱向抗張強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(gè)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(dòng)強(qiáng)度 ，加快安裝速度和保證安裝質(zhì)量，該錨桿安裝使用掘進(jìn)打孔機(jī)具 (煤 電鉆或鑿巖機(jī))，將桿體推入孔底。

3 支護(hù)形式及支護(hù)參數(shù)

3．1 試驗(yàn) 地 點(diǎn)條件

　　試驗(yàn)地點(diǎn)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?qū)Σ?，計(jì)劃 1407 面采過試驗(yàn)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(yàn)巷遭位于斷層煤柱的范圍內(nèi)，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(dá) 20m 以上，直接底 為粉砂巖 ，厚度為 2．5m 。

3．2 支護(hù)形式

　　根據(jù)地質(zhì)賦存條件及錨桿支護(hù)理論 ，利用離散元數(shù)值計(jì)算法 ，以地應(yīng)力為基礎(chǔ)確定了全錨 固水泥藥卷錨桿為主體的錨噴支護(hù) 。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(dǎo)致錨桿失效造成巷道支護(hù)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(hù) 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(qiáng) 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(yàn) 結(jié) 果

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

道段推進(jìn)過程中經(jīng)受了多次 2 級(jí)以下破壞 陛沖擊地壓 ，巷遭基本保持完整。試驗(yàn)結(jié)果見表 3。

　　質(zhì)量檢測與井下試驗(yàn)結(jié)果表 明：全長錨 固水泥高強(qiáng)錨桿技術(shù)性能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ，安裝工藝簡單 ，施工質(zhì)量可靠．既能有效地控制 圍巖變形破壞 ．又能適應(yīng)沖擊地壓影響下的劇烈變形巷遭，是支護(hù)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(jié) ，將松散 圍巖體與錨桿粘結(jié)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(qiáng)度，從而增強(qiáng)了圍巖的 自身強(qiáng)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(yīng)力集中造成錨桿被拉斷現(xiàn)象 ，從而保證錨桿的支護(hù)效果 。