錨索支護(hù)技術(shù)在口孜東煤礦的應(yīng)用

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0引言

　　口孜東礦第一水平位于-967m，受深部地壓影響，各巷道變形嚴(yán)重，部分巷道頂板已經(jīng)被完全壓平，需要二次修護(hù)，消耗大量的人、財(cái)、物。像硐室、交岔點(diǎn)、破碎帶、見煤段等特殊地點(diǎn)需特殊支護(hù)。錨索作為新型的支護(hù)材料成為支護(hù)的首選，在口孜東煤礦各作業(yè)地點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，并取得良好的支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

　　1錨索支護(hù)的應(yīng)用情況

　　1.1煤層頂板支護(hù)

　　口孜東煤礦井底車場4#至8#交岔點(diǎn)段主要位于16-1煤中下部，該煤層情況為煤厚1.15m，煤層真傾角約8°，視傾角約2°，在巷道掘進(jìn)中，當(dāng)該煤層位于巷道頂板時(shí)，采用超前螺紋鋼支護(hù)配合錨索支護(hù)，超前支護(hù)材料選用Φ28mm螺紋鋼，長度根據(jù)炮眼深度確定（一般長于炮眼1m，其中深入炮眼底部0.5m，全部插入眼后外露出0.5m）；鋼帶采用Φ12×1.9m.超前支護(hù)的螺紋鋼間距300mm，沿巷道拱部輪廓線外50～100mm均勻布置，裝設(shè)范圍為巷道自正頂開始兩邊不少于2/3半圓弧，待超前支護(hù)螺紋鋼裝入后，采用在距迎頭最后一排錨桿上補(bǔ)加鋼帶的方式將裝好超前支護(hù)螺紋鋼固定在頂板巖層表面上。錨索采用Φ21.8mm，長6.3m，間排距為1500x1400mm.經(jīng)實(shí)際施工后，效果較好沒有出現(xiàn)頂板離層現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場安裝的頂板離層儀觀測，頂板來壓不是很明顯。

　　1.2煤層位于頂板上4-6m處巷道支護(hù)

　　煤層位于巷道頂板上4-6m處時(shí)，6.3m錨索基本錨固在煤層中，固采用加長錨索為9.3m確保錨索錨固位置不在13-1煤中，現(xiàn)場使用加長錨索，取得很好的支護(hù)效果。

　　1.3硐室交岔點(diǎn)處支護(hù)

　　由于硐室交岔點(diǎn)處斷面大，巷道跨度大，長時(shí)間巖層運(yùn)動(dòng)，上部巖梁很容易斷裂。采用加密錨索對這些特殊地點(diǎn)加強(qiáng)支護(hù)，可充分懸吊巖梁，防止巖梁斷裂，失穩(wěn)，引起冒頂事故。如口孜東礦-967m副井井底車場第七號交點(diǎn)長20.256m寬11.35m，高5.35m在施工期間我們采用錨索加密并配合錨索吊梁加強(qiáng)支護(hù)，錨索間排距控制在1.0x0.9m，錨索吊梁采用12#礦用工字鋼加工，長度3.0m在每根工字鋼側(cè)面割3個(gè)孔使用錨索從中穿過，最后使用錨索張拉儀加壓到設(shè)計(jì)值，通過在井底車場第五號、第七號交岔點(diǎn)使用我們?nèi)〉昧溯^好地支護(hù)效果。

　　1.4被壓壞巷道維修的應(yīng)用

　　被壓壞的巷道，處于礦山壓力大的地區(qū)，常規(guī)的維修方法是刷大斷面，重新架棚，由于礦山壓力大，支架根本無法承受，所以是經(jīng)常反復(fù)維修，費(fèi)用高，效果差，安全無法保證。錨索支護(hù)錨固力大，錨固深度大，用于巷道維修效果好于其他方式。固在口孜東礦地壓明顯的地方采用錨索支護(hù)、架棚、注漿，依次進(jìn)行，雖然支護(hù)費(fèi)用高，但維修費(fèi)用低。總體還是節(jié)省大量人力、物力、財(cái)力。

　　2錨索支護(hù)原理

　　錨索在支護(hù)密度較小時(shí)，主要起懸吊作用；當(dāng)達(dá)到一定的密度時(shí)，起的作用和錨桿相同，對煤巖體起到擠壓加固作用。對于破碎頂板，可視為粘結(jié)力很小的松散體，在錨索群、鋼帶、金屬網(wǎng)、錨桿共同作用下，錨固范圍內(nèi)的煤巖體形成具有一定承載能力，并適應(yīng)圍巖變形的錨固平衡拱。錨固平衡拱對巷道頂板起到有效的支撐作用。由于錨索的長度比錨桿大的多，所以其形成的錨固平衡拱比錨桿錨固平衡拱的承載力要大很多，完全能錨固到穩(wěn)定的巖層中，有效控制巷道頂板離層、跨落。為充分發(fā)揮錨索的作用，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇不同的錨索長度。

　　3錨索的支護(hù)參數(shù)

　　3.1錨索的長度及布置

　?、傧锏罃嗝嫘∮?.6m采用三根φ21.8mm，長6.3m，間排距為1500×1400mm、每排布置3根。②巷道斷面大于4.6m采用五根φ21.8mm，長6.3m，間排距為1500×1400mm，每排布置5根。③當(dāng)過斷層或交岔點(diǎn)時(shí)可適當(dāng)加密錨索或增加錨索吊梁，也可適當(dāng)加長錨索等，視現(xiàn)場實(shí)際情況確定，間排距控制在1.0x0.9m.

　　3.2錨索井下安裝

　　φ21.8mm的高強(qiáng)錨索的拉拔力設(shè)計(jì)為160KN，設(shè)計(jì)采用Z2350樹脂錨固劑5支，滿足錨索的拉拔力。①鉆孔深度大于錨索有效長度3～5mm.②鉆孔打好后，將錨固劑推入鉆孔，慢慢送到孔底，先送3支，后送2支，確保錨固劑外殼的完整性。③錨索下端裝上專用攪拌驅(qū)動(dòng)器，再將專用攪拌驅(qū)動(dòng)器尾部端頭插入錨索機(jī)上。一人扶住機(jī)頭、一人操作錨桿機(jī)，邊推進(jìn)邊攪拌，前半程用慢速旋轉(zhuǎn)，后半程用快速攪拌，攪拌時(shí)間控制在20～30s，確保攪拌均勻。④停止攪拌后，必須繼續(xù)保持錨桿機(jī)的推力約3分鐘，然后收回錨桿機(jī)。⑤10分鐘后，先卸下攪拌器，60分鐘后裝上托板、錨具，并將其壓到緊貼頂板的位置。⑥兩人一起將張拉千斤頂套在錨索上并用手托住。然后開泵進(jìn)行張拉，并注意觀察壓力表讀數(shù)，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力時(shí)迅速換向回程，確保錨固力不小于160KN.⑦最后卸下張拉千斤頂（卸千斤頂時(shí)注意用手接住，避免墜落傷人），完成錨索的安裝。

　　4 結(jié)語

　　4.1預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)突破了舊支護(hù)形式和支護(hù)理論，用于井下巷道支護(hù)。錨索支護(hù)是對錨桿支護(hù)的有效補(bǔ)充。與普通錨桿相比，其具有錨桿達(dá)不到的特點(diǎn)：錨索長度大，能夠錨固在穩(wěn)定的巖層中，錨索可施加高預(yù)緊力，對巖層施壓成拱，限制圍巖的變形，確保圍巖的穩(wěn)定性。

　　4.2錨索體積小、重量輕、可彎折，便于運(yùn)輸，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于巷道的快速掘進(jìn)，確保巷道的安全性，避免大冒頂事故的發(fā)生。