全长锚固技术在谢桥矿修护施工中的成功应用论文_郑念尹

淮南矿业集团公司谢桥煤矿掘进三区 安徽淮南 232001

摘要:本文主要讲述对谢桥煤矿东一B8煤层底板轨道上山进行全长锚固支护应用。为克服普通端锚支护所受地质条件限制较大的缺点,增强锚固力,采用新型全长锚固支护方法,达到预期支护效果,从而实现安全技术经济一体化的效果。

关键词:全长锚固 应用 效益 支护效果

一、概述

淮南矿业集团谢桥煤矿2000年首次在煤巷施工中引进了锚网支护技术,后来随着锚网支护技术的日益成熟,锚杆(索)支护技术广泛应用在各类修护施工中,比如巷道扩刷锚网支护、补锚网支护、锚杆(索)加强支护以及起吊锚杆(索)等。目前锚杆(索)支护因其在一般条件下均能取得良好的支护效果与技术经济效益,已经成为谢桥煤矿巷修首选的、主要的支护形式。

但在深井高应力集中巷道、复合顶板、淋水、沿空小煤柱巷道等复杂困难条件下,现行的锚杆支护出现了一系列新的问题,主要表现为锚杆控制围岩离层能力差、抗剪强度较低、抗冲击性能不强、遇淋水易失效等造成锚杆破断或整体失效,巷道矿压显现强烈,出现了巷道顶底板及两帮变形收敛大、底鼓非常严重的现象,造成巷道重复修复率高,修复稳定期短,很多地段在锚网修复后不得不再次进行架棚或卧底、刷帮等重复施工,不仅浪费材料、耗时耗力,还留下了安全隐患。尤其在顶板淋水段、顶板破碎段、锚固端在不稳定岩层中时,支护效果很差,必须采取加长锚索、打挑棚甚至套棚等方法进行加强支护。为此,我们通过在东一B8煤层底板轨道上山试验研究新型锚网支护技术——全长锚固技术,通过试验,我们发现全长锚固技术较传统的端头锚固技术来说,具有更加良好的支护效果。

二、工作面简介

东一B8煤层轨道上山为我矿首采区轨道上山,服务年限已近二十年,服务年限时间久远,巷道变形严重。此次,我们进行全长锚固试验段为第三支部车场至第四中部车场,该段巷道原支护为锚喷支护,后在使用过程中多次进行刷扩、卧底等修护工作,现因受采动影响,巷道变形严重,顶板压力显现明显,顶板需进行锚网加强支护。断面形状为直墙半圆拱形,其断面尺寸:净宽×中高=4.8×3.6m。直接顶为砂质泥岩和砂岩。

三、全长锚固支护方案

1、巷道全断面采用Φ22×2500mm锚杆,配1200×1000mm的Φ6.5mm钢筋网联合支护,锚杆间排距800×800mm。

2、该试验段采区全长锚固与普通端锚间隔施工的方法,即每隔一排普通锚杆施工一排全长锚固锚杆,以便进行效果比对。

3、巷道普通锚杆支护完毕后,再打眼进行全长锚固锚杆施工。

四、锚固效果分析

12月16日首先对设备进行了调试,试施工3根,,即2-4、2-5、2-6号锚杆(锚杆编号为从上至下、从左至右,第一个数字为排号、第二个数字为根号,如2-4号锚杆即为从上至下数第二排、从左至右数第4根锚杆)。12月18日早班施工了第二排至第14排共7排全长锚固锚杆。12月19日早班和12月23日早班,对18日施工的全长锚固锚杆进行了拉拔力测试,测试锚杆编号为:2-5、4-5、4-6、8-3、10-4、12-6共6根全长锚杆,同时选取1-7、9-4号树脂锚固剂端锚锚杆进行测试对比(测试结果如下表)。

该测试采用LDZ-200型锚杆拉拔仪,其压力表最大值为60Mpa,实际能达到的最大值为50 Mpa,在测试过程中,均未出现锚杆松动或拉出现象。

从列表中可以看出,在相同观测时间内,在相同地质条件下,全长锚固锚杆的拉拔力测试远远超过标准规定,说明全长锚固能够满足锚固力要求。

五、支护效果与推广应用

1、经济效益分析:

谢桥煤矿每年修护施工中需拆刷架工程量在2000m以上,因地质条件不适用普通端锚支护而不得不采用架棚支护。如将拆刷架改为锚网支护,每米可节约材料费1000元左右(具体对比见下表),每年则仅材料费就可节约200万元以上。由于锚网支护相比架棚支护具有施工速度快、效率高、材料运输费用低等优点,在这些方面也是有着巨大的效益空间。

以12326上顺槽锚网与架棚支护材料费用为例对比:

2、支护效果与应用:

全长锚固,它是通过注浆充填锚杆或锚索孔壁实现全长锚固。因此它具有端部锚固和全长锚固的优点;它不仅可以在围岩中形成类似于预应力钢筋混凝土结构的全长预应力锚固系统,而且还具有加固围岩功能,在注浆材料凝固过程中体积有所膨胀,对围岩起到有挤压、加固作用。由于注浆材料是以水泥为基料,因此具有不怕水的优点。与端部锚固相比,不存在预紧力不足的问题,也不受端部锚固的必须锚固端生根在稳定岩层中的限制,适用范围较广。因此,采用全长锚固技术不仅可以实现“支得住、支得牢、支得快”的目标,还使锚网支护的范围大大扩大,充分发挥锚网支护的优势,可以广泛应用与各种巷道修护工作中,解决了复合顶板、淋水顶板等支护难题,取得了良好的支护效果,为我矿下一步巷修工作面全面实施全长锚固技术提供经验。

参考文献:

1、文献作者:贾宝亮、耿耀强/中空注浆锚索在高压煤巷中的应用,煤炭科技报,2011年第4期。

【作者简介】郑念尹(1987——),男,2014年毕业于安徽理工大学,技术员,现任淮南矿业集团公司谢桥煤矿掘进三区;

论文作者:郑念尹

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/9/21

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