锚索支护技术在口孜东煤矿的应用

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锚索支护技术在口孜东煤矿的应用

山东茂隆新材料 2020-11-16 2601


0引言

  口孜东矿第一水平位于-967m,受深部地压影响,各巷道变形严重,部分巷道顶板已经被完全压平,需要二次修护,消耗大量的人、财、物。像硐室、交岔点、破碎带、见煤段等特殊地点需特殊支护。锚索作为新型的支护材料成为支护的首选,在口孜东煤矿各作业地点被广泛应用,并取得良好的支护效果和经济效益。

  1锚索支护的应用情况

  1.1煤层顶板支护

  口孜东煤矿井底车场4#至8#交岔点段主要位于16-1煤中下部,该煤层情况为煤厚1.15m,煤层真倾角约8°,视倾角约2°,在巷道掘进中,当该煤层位于巷道顶板时,采用超前螺纹钢支护配合锚索支护,超前支护材料选用Φ28mm螺纹钢,长度根据炮眼深度确定(一般长于炮眼1m,其中深入炮眼底部0.5m,全部插入眼后外露出0.5m);钢带采用Φ12×1.9m.超前支护的螺纹钢间距300mm,沿巷道拱部轮廓线外50~100mm均匀布置,装设范围为巷道自正顶开始两边不少于2/3半圆弧,待超前支护螺纹钢装入后,采用在距迎头最后一排锚杆上补加钢带的方式将装好超前支护螺纹钢固定在顶板岩层表面上。锚索采用Φ21.8mm,长6.3m,间排距为1500x140

沥青麻筋是有选有上等的麻筋,浸泡在技术人员研发的一款具有防腐性,沥青为主要材料的添加剂里面的一款产品。麻筋具有质地轻、强力大、防虫防霉、静电少、织物不易污染等特点。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,是高黏度有机液体的一种,呈液态,表面呈黑色,可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。本产品主要用在伸缩缝、沉降缝等填缝材料。本产品施工非常方便,替代了原有的麻烦施工方法。我们一般是桶装的,只需要采购后,取出来就可以使用。沥青麻筋主要起防水、防杂物进入沉降缝内的作用,在填塞过程中,应填塞密实、牢固,在材料选用上,要选用优质合格的材料,麻筋为新的未变质的麻筋。

0mm.经实际施工后,效果较好没有出现顶板离层现象,根据现场安装的顶板离层仪观测,顶板来压不是很明显。

  1.2煤层位于顶板上4-6m处巷道支护

  煤层位于巷道顶板上4-6m处时,6.3m锚索基本锚固在煤层中,固采用加长锚索为9.3m确保锚索锚固位置不在13-1煤中,现场使用加长锚索,取得很好的支护效果。

  1.3硐室交岔点处支护

  由于硐室交岔点处断面大,巷道跨度大,长时间岩层运动,上部岩梁很容易断裂。采用加密锚索对这些特殊地点加强支护,可充分悬吊岩梁,防止岩梁断裂,失稳,引起冒顶事故。如口孜东矿-967m副井井底车场第七号交点长20.256m宽11.35m,高5.35m在施工期间我们采用锚索加密并配合锚索吊梁加强支护,锚索间排距控制在1.0x0.9m,锚索吊梁采用12#矿用工字钢加工,长度3.0m在每根工字钢侧面割3个孔使用锚索从中穿过,最后使用锚索张拉仪加压到设计值,通过在井底车场第五号、第七号交岔点使用我们取得了较好地支护效果。

  1.4被压坏巷道维修的应用

  被压坏的巷道,处于矿山压力大的地区,常规的维修方法是刷大断面,重新架棚,由于矿山压力大,支架根本无法承受,所以是经常反复维修,费用高,效果差,安全无法保证。锚索支护锚固力大,锚固深度大,用于巷道维修效果好于其他方式。固在口孜东矿地压明显的地方采用锚索支护、架棚、注浆,依次进行,虽然支护费用高,但维修费用低。总体还是节省大量人力、物力、财力。

  2锚索支护原理

  锚索在支护密度较小时,主要起悬吊作用;当达到一定的密度时,起的作用和锚杆相同,对煤岩体起到挤压加固作用。对于破碎顶板,可视为粘结力很小的松散体,在锚索群、钢带、金属网、锚杆共同作用下,锚固范围内的煤岩体形成具有一定承载能力,并适应围岩变形的锚固平衡拱。锚固平衡拱对巷道顶板起到有效的支撑作用。由于锚索的长度比锚杆大的多,所以其形成的锚固平衡拱比锚杆锚固平衡拱的承载力要大很多,完全能锚固到稳定的岩层中,有效控制巷道顶板离层、跨落。为充分发挥锚索的作用,应根据不同的地质条件选择不同的锚索长度。

  3锚索的支护参数

  3.1锚索的长度及布置

  ①巷道断面小于4.6m采用三根φ21.8mm,长6.3m,间排距为1500×1400mm、每排布置3根。②巷道断面大于4.6m采用五根φ21.8mm,长6.3m,间排距为1500×1400mm,每排布置5根。③当过断层或交岔点时可适当加密锚索或增加锚索吊梁,也可适当加长锚索等,视现场实际情况确定,间排距控制在1.0x0.9m.

  3.2锚索井下安装

  φ21.8mm的高强锚索的拉拔力设计为160KN,设计采用Z2350树脂锚固剂5支,满足锚索的拉拔力。①钻孔深度大于锚索有效长度3~5mm.②钻孔打好后,将锚固剂推入钻孔,慢慢送到孔底,先送3支,后送2支,确保锚固剂外壳的完整性。③锚索下端装上专用搅拌驱动器,再将专用搅拌驱动器尾部端头插入锚索机上。一人扶住机头、一人操作锚杆机,边推进边搅拌,前半程用慢速旋转,后半程用快速搅拌,搅拌时间控制在20~30s,确保搅拌均匀。④停止搅拌后,必须继续保持锚杆机的推力约3分钟,然后收回锚杆机。⑤10分钟后,先卸下搅拌器,60分钟后装上托板、锚具,并将其压到紧贴顶板的位置。⑥两人一起将张拉千斤顶套在锚索上并用手托住。然后开泵进行张拉,并注意观察压力表读数,达到设计预紧力时迅速换向回程,确保锚固力不小于160KN.⑦最后卸下张拉千斤顶(卸千斤顶时注意用手接住,避免坠落伤人),完成锚索的安装。

  4 结语

  4.1预应力锚索支护技术突破了旧支护形式和支护理论,用于井下巷道支护。锚索支护是对锚杆支护的有效补充。与普通锚杆相比,其具有锚杆达不到的特点:锚索长度大,能够锚固在稳定的岩层中,锚索可施加高预紧力,对岩层施压成拱,限制围岩的变形,确保围岩的稳定性。

  4.2锚索体积小、重量轻、可弯折,便于运输,减轻工人劳动强度,有利于巷道的快速掘进,确保巷道的安全性,避免大冒顶事故的发生。


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