锚杆支护.pdf

3 0 锚 杆支护 2 0 0 1年第 3期 树 脂 锚 杆 安 装 作 业 要 点 赵成斌 主 同煤矿(桌lt 1)有限责任公司生产枝术部 摘要正确规范的安装方法是保证锚杆支护质量的重要环节。本文阐述 了安装树脂锚秆过 程 中，准备工作、钻孔、装橱 脂锚 固剂卷、搅拌、紧固、检验等工序应达到的要求和遵循 的原则。关键 词树脂钻 杆安装要 树脂锚杆支护是大同煤矿(集团)公司巷道最主要的支护方式。经过三十年的推广应用，岩巷支护 已实现了锚喷化，煤巷、半煤岩巷道也太都使用了树脂锚杆支护。这种支护方式先 进合理、安全可靠、费用低廉、安设简便，为安全生产和经济发展作出了贡献。为充分发挥 锚杆作用，确保支护效果，除了要有合理的支护设计和质量优 良的支护用品外，正确规范的 安装施工也是很重要的一个环节 加强现场管理，坚持科学的操作方法，摈弃有害的作业习 惯，是 目前树脂锚杆支护施工 中迫切需要解决的问题。本文对树脂锚杆安装过程中应达到的 要求和遵循的原则，提出粗浅认识。1 准备工作 1 1 锚杆支 护巷道 要 实施 光 面爆破 这种爆破方式钻眼工作量比较大，布眼、装药、起爆等工序的作业要求严格，因此在 实际掘进过程中往往不能很好实施。光面爆 破法施工的巷道，断面成形规整、围岩震动 小、锚杆受力 良好、喷层均匀、节省喷射材 料。光面爆破是提高巷道工程质量的有效技 术措施，必需坚持使用。用光爆法掘进煤巷要采取多钻眼少装药 的措旅，巷道不超挖欠挖，尽量保护围岩的 完整，减少支护难度。1 2 炮掘巷道要 摈弃交班 前放 炮 的作法 手工作业年代的放炮工序安排在每班结 束前，放炮后随即交班。现在仍有这种作法 存在。这样一来，顶板得不到及时支护，延 长了空顶时间，加大了顶板下沉速度，易造 成冒顶。有时一个迎头连着几个班甚至几天 无人作业，不支护顶板，对顶板管理十分有 害。最佳的交班时间是支护完成之后。及时 支护是管好顶板的一条原则，通过合理安排 工艺过程很容易做到这 。1 3 散好超前 支护，保 证顶板安 奎 正确的操作程序是在放炮后尽快安设好 超前支护。安装锚杆的作业要在不空顶的条 件下进行。这一条说来简单，实际操作中由 于麻痹 思想 作怪 极易 忽视。生产 中 由于没有 超前支护而顶板崩落伤及人员的例子屡见不 鲜。作业人员要对工作负责，对 自身安全负 责，一丝不苟地做好这一条。1 4设计小孔 径 锚杆 钻孔 锚杆孔的直径除对锚 杆锚 固力有影响 外，还对钻孔效率影响较大 小径孔钻进阻 力小、速度快，钻机负荷低，节省锚 固剂，便 于增加锚固长度，优点很多，应全面推广。钻 锚杆孔不再用 4 2 m m钻头，根据锚杆直径 使用直径 2 8 mm和 3 2 mm钻头。这项技术已 在我公司推行多年，不需要资金投入很容易 全面 实施。1 5支护材 料“三检 查”生产区队从矿材料科领取锚杆、树脂锚 固剂卷等支护用 品，首先要索取产品台格证、材料检验证 明、化验单据、产品说 明书等(或复印件)同时检查支护用品外观、外包 维普资讯 http:/ 2 0 0 1 年第 3 期 锚杆支护 3 1 装，抽查或逐个检查领用品质量，不合格品、过期失效品不得领回，没有“煤安”标志、非 正规厂家产品(看生产许可证)不能领用 支 护用品下井前，领用人员必须逐个检查领用 品质量，要杜绝不合格品进入井下。在工作 地点使用支护用品时，要做最后的把关，检 查是否 因运送和井下存放而使支护用品损 坏，同时防止前两道关孺检，保证使用合格 的支护 用品。树脂锚固剂卷很容易变质失效。它的有 效期规定在环境温度 2 0 2 5 的室 内存放 不得超过 3 个月。质量较差的树脂锚固剂卷 有效期更短。因此树脂锚固剂卷应勤领快用，宜于生产出来后 3 个月内使用，不宜在库房 久存。过期的树脂锚固剂卷锚固性能大大降 低，会使锚杆失去效力，决不能使用。切不 可 为了所 谓 的“节 约”使 用过 期产 品，否则 将铸成大错造成不可弥补的损失。1 6 及 时清矸 为了便于钻孔作业并保证钻孔质量，应 根据巷道高度及时清理煤矸。2 1照 线定 位 确定孔眼位置 时，先拉 中线在顶板 画 出 中线位置，然后 以中线和 已安装 的锚 杆 为基 准点，用尺子量测，按设计 的间排距 画 出孔 眼位置，在标定位置锵 L 这样做能保证锚 杆布置均匀整齐，间排距符合要求，不出现 过大的无支护顶板。巷道超宽时要补设锚杆，且间排距要小于作业规程的规定。巷道中不 应出现超过锚杆间排距(加允许误差)的现 象。间排距的误差以不超过规定的 5 为佳。这一目标是很容易达到的。必须杜绝有意放 大间距，造成连续几根锚杆的间距超 出 1 0 以上 的现象 2 2镐 刨定位 在顶板不平整的地方钻孔 钻头很容易 措移 开钻前，用镐在钻孔位置包 一小坑就 能有效地减少钻头移动，减小锚杆孔位置偏 差。钻机的定位和固定要准确牢靠，钻孔过 程中不能发生钻机移动，防止孔眼中心改变 而孔壁出现台阶，影响后续工序作业。2 3把握 孔 眼方 向 锚杆孔要尽量与顶板岩石层理面垂直 在围岩层理不明显的岩巷和顶板平 整的煤 巷、半煤 岩巷道，则 要垂直于顶 板。拱形巷 道 的锚 杆方 向一般 沿着 园孤 的法 线方 向。要 克服水平巷道钻斜孔、倾斜巷道钻铅垂孔的 现象。孔 眼不垂直于顶板、锚 杆 锚固深度大 幅减少，不能锚入设计位置，组合梁厚度明 显变小，锚 固岩石的力量减弱，支护作用就 大大降低。如设计上有特殊要求时，要按设 计方 向钻 孔。2，4掌握 好锚杆孔深 度 锚 杆对孔 眼深度的适应性 很有 限。孔深 的误差 不 能超过 锚杆杆尾螺 纹长度 减去两螺 母厚度后的值，过深和过浅都会造成孔眼报 废。钻孔操作的成功经验是，根据锚杆长度 及外露要求确定孔眼深度，在钻杆上标出孔 深位置，钻孔时严格掌握，钻杆钻到这一位 置 即可。2 5清除钻孔 中岩粉 钻孔 中残留岩粉会影响锚固剂与岩石的 粘结，非常有害。尤其是水平孔排粉较困难，更应注意。钻孔完毕要用压风清除岩粉。湿 式钻孔则 应在停 钻后 延长一段 供水时 间 用 水冲一下孔眼。先进的锚杆钻机用专用风机 吸风集尘，由钻杆中心孔将岩粉收集于专用 岩粉箱中，既消除了粉尘危害，又使孔眼中 十分干净。这一技术在我国尚未推广应用。清理煤层中钻孔的煤粉，不允许使用来 回推拉钻杆的方法。这样会使 L 径扩大锚 固剂 不能充分搅 拌、或者锚 固长度缩 短 影 响锚 杆锚 固质量 3 锚 固剂卷的安装和搅拌 3 1检查孔 眼 维普资讯 http:/ 3 2 锚杆 支护 将准备安装的锚杆插入孔中，检查孔的 倾角、深度，中部是否有台阶等。角度不合 格、深度过大的孔需要重新补钻。3 2 安装 锚 固剂卷 这是个很简单的工序，将树脂卷个 个插入孔中后用杆体把树脂卷轻轻推入孔 底即可。但需要特别指出的是，安装插入前 要查看一下，锚固剂卷是否合格，以确保其 锚固质量。使用不同凝固速度的树脂卷时 要 先装凝固快的，后装凝 固慢的。同个钻孔 中快速凝固的树脂卷不超过一个。3 3搅拌 搅拌树脂锚固剂所用的工具为煤电钻或 锚杆钻机，由连接器与锚杆尾部相联接，转 动锚杆进行搅拌，并边搅拌边把锚杆匀速地 推向孔底。本工序是安装锚杆的重要环节，核 心技术是掌握好搅拌时间和推进速度。根据 树脂类型，搅拌时间掌握在 1 0 4 0 秒 超快 速凝固的树脂卷用 1 0 1 5 秒，快、中、慢速 凝 固的树脂 卷 则用 2 0 4 0秒，标 准时 间 3 0 秒。搅拌时 间不能延 长不能缩短，搅拌 时间 过长反而破坏树脂凝固，时间过短则 固化剂 和树脂不能均匀混合，影响固化。推进速度 要均匀，要求是在搅拌完成时正好将锚杆推 到孔底，中 间不能停顿。3 4固定 杆 体 搅拌完毕后，为避免在等待 固化期间锚 杆因 自 重 向下滑移而影响锚固力，应在取下 煤 电钻或连接器之前用木楔或矸石在孔中撰 紧杆体，待超过凝固所需时间后再卸下煤 电 钻 4 安装锚杆附件 4、1 掌握好 固化 等待时 间 在树脂锚 固剂搅拌停止后，须等待树脂 固化，在锚 固力达到要求值的 8 0 9 0 蚓j 寸 才 能安装托板等附件 不同类型的树脂需有不 同的固化等待时间，它的确定要参照产品说 明书。按现行树脂锚 固剂标准，超快速凝固 的(C K型)需 5 分钟、快速凝固的(K型)需用 7分钟 中速凝固的(z型)需用 1 2 分 钟，慢速凝固的(M 型)需用 3 0 分钟 我们 通常使用中、快速凝固的和超快速凝固的，因 此一般在搅 拌后等待 1 2 分钟左右方可安装 托板。不经过等待时间就安装托板是违章操 作，必须制止。等待时间过长，顶板得不到 及 时支护，也 必须 防止。4 z 安装锚杆 附件 所用托板必须是无裂纹、不漏筋 混凝 土中无蜂窝空洞的合格品。安装时托板要紧 贴顶板，不得出现点接触 托板不能反上 否 则托板因内部 受力钢筋处于反面而失去作 用，承受力下降，很容易断裂，使锚杆失效。垫片破裂是锚杆失效的常见原 困 垫片 的强度要与锚杆的锚固力相适应。螺母既是 托板的固定部件，又是对锚杆旅加预紧力的 部件 拧螺母要用力矩扳手以加大紧固力量，掌握紧固力大小。树脂锚杆的预紧力要尽可 能太些，真正 做到使锚 杆 能挤 压加 固顶板+发 挥顶板的主动支护作用。锚杆要上双螺母 这 是防止螺母松动和补强的有效措旋。5 锚杆质量检验与维护 5 1 班班检 查锚杆 紧固情况 锚杆安装后要加强质量检查管理 每班 都要安排检查和维修锚杆的工作。尤其是对 于炮掘作业的巷道，每放一茬炮后要对距迎 头 1 5 m范围内的锚杆逐一紧固，发现托板损 坏及时更换，松动的托板要背紧刹严。锚杆 损坏严重无法修复的要补设。锚杆支护是以 整体发挥作用的，如果其中出现锚杆失效、漏 装或间排距严重超过规定的现象，会使顶板 从空顶距加大的地点开始层层脱落，范围逐 渐扩大，失效锚杆逐渐增多，最后使大面积 顶 板处于 无支护状 态 所 以，锚杆支 护巷道 要 做到根 根锚 杆起作 用 5 2定期进 行拉拔 试验 锚杆的拉拔试验一方面是为了检查安装 维普资讯 http:/ 2 0 0 1年 第 3期 锚杆 支护 3 3 质量 另一方面是要检查支护材料质量，及 时发现存在同题，对锚杆支护能力做到心中 有数。每支护 3 0 5 0 m巷道或安装 1 0 0 2 0 0 根锚杆后就要做一组拉拔试验 每组三根，每 间隔开一 定距离选 一根 不能连 续拉拔。所 用 锚 杆 拉 力计 量 程要 合适 感 量 不 大 于 3、5 k N。每次试验在拉到规定的初锚力值后 即可停止，随后重新安装好锚杆附件，恢复 锚杆原 支护状 况。拉拔试验 的时 间间隔要 结台掘进 速度安 排，不要超过 7 l 0 天。在支护材料的生产 厂、配方、材质、技术要求发生变化时或支 护设计更改、顶板岩性改变时要及时做拉 拔试验 试验结果要做好记录，按规定上报 审批和保存。拉拔力试验值小于设计初锚力 的 9 0 者为不合格。锚杆拉拔力不符合要求 时，要 加密锚杆 予以补强。在 围岩破碎、强 度下降的情况下，拉拔力也可能下降而达不 到要求，这时要修改设计 加密锚杆。一般情况 下 为掌握 锚杆最大 锚固力，各 矿每隔一定时间要做一次破坏性试验。试验 新材料、设计 有要求时，加做破坏性试 验。锚 杆拉力计每隔三个月要到有资格单位校验一 次。6 其他(1)钻孔、搅拌树脂 锚固剂和 锚杆拉拔 试验等作业要按有关操作规程进行，确保安 全作业。要重视钻锚杆孔的防尘工作，防止 岩粉侵害作业人员的身体健康(2)把支护围岩的锚杆用来固定设备、起 吊器材，会使锚杆失效 属违章行为 要自 觉摈弃和制止这种行为。(3)对 锚 固 力 的 要 求 过 去 笼 统 地 以 5 0 k N(5 0 为标 准，这是 不科学、不 全面 的，应当按选用锚杆杆体的不同直径和不同材质 设计不同的锚固力值。经专家讨论后已报批 的树脂锚杆锚固剂行业标准规定了新的锚杆 锚 固力值 可供参考(见附表)。树脂锚杆锚同力规定值(单位：k N)型 号 l C K a l c K J K l Z M 龄 期(r【I】n)1 3 l 1 0】1 5 1 3 0 2 2 mm l l 2 5 螺纹钢扦体 2 0 ram l 1 0 5 (3 3 5 MP a)l 8 m m j 8 5 l 6 mm j 7 5 2 2 m m J 园铜杆体 2 0 mm l 7 0 (叮|Z 3 5 MP a)1 8 ml 6 0 1 6 ram l 5 0 (4)树脂 固化剂是一种氧化剂，易燃、有腐蚀性，在使用和保管过程中要特别注意，不能接触皮肤，严禁接近明火。作者 简介赵成斌男 1 9 6 6年 生，1 9 8 9年 毕业于河北煤炭建筑工程学院 现在大同煤 矿(集团)公 司生产技术部工作，工程师。已 发表论文数篇。邮政编码 0 3 0 7 0 3 (收祷 日期：2 O O l 一。4 一l 9；责任编辑；周正行)(上接第 1 4 页)体支护强度，控制松散岩石的流变影响，在 今后的锚注加固支护中，巷道底板也需要进 行注浆锚 固以提高巷道底部岩石的承载能 力。这 样会形成 环绕巷道 四周的整体 支护 圈，整体支护效果更好。由于各地条件不同，在 锚注技术的推广与应用中，必须根据现场具 体条件，选择合理的注浆材料和注浆锚杆类 型以及合理的注浆参数 并加强现场科学管 理，提高施工质量 才能达到最佳支护效果。第一作者简介刘恩山男，1 9 5 3年出生。现任新汶矿业(集团)有限责任公司南冶煤 矿副矿长，长期从事开拓掘进技术管理工作。邮政编码：2 7 1 1 0 6 (收裤 日期：2 o o l 一。4 2 2；责任骑辑：用正行)维普资讯 http:/