【摘 要】 全螺纹等强锚杆在巷道支护中的使用,越来越受到现场管理人员的青睐,主要原因是因为这种锚杆安装时方便,锚固时强度高、效果好。
【关键词】 锚杆支护 等强锚杆
在现阶段煤、岩层巷道支护除了架U型钢棚外,仍然主要依靠锚网喷支护,在锚网喷支护方式施工过程中,锚杆型式的选择起到关键的作用。全螺纹等强锚杆在巷道支护中的使用,越来越受到现场管理人员的青睐,主要原因是因为这种锚杆安装时方便,锚固时强度高、效果好,这里根据我们实际施工的一个工程案例,对等强锚杆在巷道支护中的应用进行初浅的分析。
1 工程概况
郑煤集团振兴二矿新副井位于新密市三里乡,北距郑州市13公里,西距新密市27km,有郑密公路从矿区通过,交通方便。地势地形与水系:该区属低山丘陵地形,地表大部分被黄土覆盖,局部露出第三系泥灰岩和二叠系风化砂岩。气象与地震:本区处华北南部,属大陆性季风气候区。根据资料显示,本区属Ⅵ度地震烈度区。
2 巷道设计及支护参数
2.1 巷道设计
为锚网喷支护:断面形状为半圆拱形,S荒=13.27m2,S净=12.28m2。巷道净宽4.0m,墙高1.5m,拱高2.0m。
2.2 支护材料及参数选择
锚杆及锚固剂:锚杆采用5#(A5)钢制成的高强度螺纹钢锚杆,直径为16mm,长度为1800mm,每根锚杆均用树脂锚固剂固定,锚固长度为全长锚固,锚杆外露长度为30mm,托盘为正方形,规格为长×宽=150×150mm,用10mm钢板压制成弧形。树脂锚固剂MSK2335型树脂药卷直径为25mm,每块长度为350mm,顶帮锚杆均使用2支树脂药卷/眼。锚杆均使用配套标准螺母紧固。
金属网采用10#镀锌铁丝制作的经纬网,网的规格为长×宽=1800×1000mm,网格为长×宽=100×100mm,网要压茬连接,搭接长度不小于100mm,相邻两块网之间要用14#铁丝连接,连接点要均匀布置,间距0.4m。
2.3 施工器具的选择
锚杆钻眼选用MQJ-85型气动锚杆钻机,配六棱钻杆打眼。安装使用MQ13-35风煤钻进行搅拌安装锚杆。
2.4 打锚杆眼
锚杆眼的位置和方向应因地制宜,原则上锚杆眼方向应尽量与岩层层理面垂直。当层理面倾向与掘进方向背逆时,宜先行喷混凝土临时支护,待易操作时再钻与层理面垂直的锚杆眼。当岩层层理不显著时,锚杆眼沿巷道轮廓线均匀布置,并尽量垂直巷道周遍。
打眼前,首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格,不符合作业规程要求时必须先进行处理;打眼前要先敲帮问顶,仔细检查顶帮围岩情况,找掉活矸、危岩,确认安全后、方可开始工作,锚杆眼的位置要准确,眼位误差不得超过100mm,眼向误差不得大于15度。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配,打眼时应在钎子上做好标志,严格按锚杆长度打眼,深度1.6m,打眼的顺序,应由外向里先顶后帮的顺序依次进行。
2.5 安装锚杆
树脂锚杆安装前清除眼内岩屑,将带内丝扣的钻杆与锚杆杆体丝扣联结,用杆体将树脂药包送入眼底,安上电钻旋转搅拌30秒左右,固定杆体,15分钟后上垫板拧紧螺帽。
锚杆安装应牢固,托板基本密贴壁面,不松动。未接触部位必须楔紧。锚杆间排距误差不超过100mm;锚杆孔深度控制在0±50mm;锚杆方向与井巷轮廓线(或岩层层理)角度误差小于15度;锚喷巷道锚杆不外露。
安装前,应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。吹扫时,操作人员应站在孔口一侧,眼孔方向不得有人。锚固时把3块树脂锚固剂送入眼底,把锚杆插入锚杆眼内,使锚杆顶住树脂锚固剂,外端头套上螺帽,用带有专用套筒的电煤钻卡住螺帽,开动电煤钻,使电煤钻带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂,对锚固剂进行搅拌,直至锚杆达到设计深度,方可撤去电煤钻,搅拌旋转时大于35秒后,卸下螺帽,挂好网,上好托盘,拧上螺帽。
3 掘进过程中支护效果观测
3.1 锚杆抗拔力及锚杆螺母扭矩检测
在巷道掘进过程中,根据不同现场地质条件,每个锚杆眼孔内装入不同个数的树脂药卷,并对锚杆抗拔力进行检测。检测结果如表1所示。
3.2 巷道围岩变形观测
观测地点选在距西翼采区运输大巷向里130m处,观测长度为40m。现场施工完毕后,布设观测点进行定期观测,表2为观测统计结果。
4 现场使用注意事项
(1)施工人员必须牢固树立“安全第一,预防为主”的思想。总经理对企业的安全负总的责任,总工对企业安全生产的技术工作负总的责任,项目经理应对单位工程安全生产工作负具体领导责任,工程项目负责人对所管工程的安全生产负直接责任。项目部成立安全生产保障体系,建立健全安全检查机构,配专职安检人员,施工队、班组有兼职安检员负责施工中安全检查监督工作。上岗前对职工进行安全培训,特种作业人员持证上岗。
(2)施工过程是由一系列相互关联与制约的工序所构成,工序是由人员、材料、机械设备、施工方法、环境和测量等因素对工程质量综合起作用的过程,所以对施工过程的质量监控,必需以工序质量监控为基础,落实在各个工序的质量监控上。
(3)施工过程中质量控制的主要工作是:以工序质量控制为核心,设置质量控制点,进行预控,严格质量检查和成品保护,并做到:
严格要求施工人员按操作规程、作业指导书和技术交底的要求进行施工。
工序的检验和试验应执行过程检验和试验规定,对查出的不合格项,应按程序及时有效地处置。
(4)打帮锚杆眼孔时采用“干打外喷”的防尘措施,必须将眼孔内的煤粉排净,防止降低锚固效果。
(5)严格执行《煤矿安全规程》,严格按照“施工组织设计”和“施工作业规程”进行施工。坚决反对“三违”。现场施工编制详细施工措施,做到“一工程一措施”,“无措施不能施工”的原则。
5 结语
通过现场使用,左旋无纵筋罗纹钢等强锚杆具有以下优越性:
(1)杆体强度高、重量轻。比普通锚杆杆体重量轻,大大降低了工人的劳动强度。
(2)锚固效果好。由于等强锚杆采用全杆身均为螺纹,增加了锚端的机械阻力,改善并提高了锚固效果,从而提高了搅拌效果和锚固力。
(3)综合支护性能好。施工过程中配合了相适应的螺母与托盘,能够更好的对锚网进行固定,对围岩形成更有效的支护层。
(4)采用等强锚杆支护,可以更加有效的控制深部巷道的围岩的变形,达到了巷道支护的目的,提高的巷道支护围岩应力,降低了围岩的变形量,提高了巷道掘进速度。
(6)速度提高,进度加快,巷道维护量减少,这些优点可使企业获得较好的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]洪伯潜.《特殊凿井技术在我国的发展与应用》.中国煤炭,2000,26(4):5-8.
[2]张磊鑫.《大断面岩巷快速掘进技术》.2005全国矿山建设学术会议文集(下册).
转载请注明出处学文网 » 超前锚杆支护的应用与分析