淺談開拓巷道錨網噴聯合支護技術應用研究

郭愛生

(山西焦煤煤炭銷售總公司， 山西太原 030013)

錨網噴聯合支護，主要是利用錨桿的懸吊作用、組合梁作用、錨桿楔固作用及擠壓加固拱作用。在我集團公司中盛煤礦的技改巷道掘進中，更好地利用了錨桿前三種作用。

汾礦集團公司中盛煤礦自2003年開始，進行30萬t/a的礦井技改。開拓巷道沿7#煤頂板掘進，上覆4.0～6.0 m的k4石灰巖，底板為8.0～9.0 m厚的灰色泥巖及砂質泥巖。采用錨網噴聯合支護技術，不僅能夠顯著提高巷道支護效果，提高安全系數，而且可以節約大量的支護和維修費用；在減輕工人勞動強度的同時，能夠改善井下作業環境，為礦井的早日投產創造條件。它與傳統的棚式支護相比，具有十分明顯的技術優越性。因此，被廣大的煤礦所接受，近此年來尤為迅速。同時，錨網噴聯合支護存在隱蔽工程，一旦施工質量有問題，極易造成冒頂事故的發生，因此，現場施工就成為錨網噴支護的關鍵環節。這就要求現場的技術人員和操作人員認真學習作業規程，對錨網噴聯合支護的施工工藝必須了解、熟悉和掌握。

1 頂錨桿施工工藝

1.1 頂錨桿施工工藝流程

下面是開拓巷道斷面圖。如圖1所示。

圖1 技改巷道斷面圖

頂錨桿及角錨桿施工工藝流程為：掘進—鑿掉傘檐活石—煤巖分運—初噴—鋪金屬網—托上鋼筋托梁—臨時支護—鉆頂板錨桿孔—清孔—錨桿帶上托盤和螺母—安裝樹脂藥卷和錨桿—用錨桿機攪拌樹脂藥卷至規定時間—停止攪拌等待1min左右—擰緊螺母—安裝其他頂錨桿。

1.2 頂錨桿及角錨桿的安裝要點

中盛煤礦頂錨桿采用左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，桿體公稱直徑16mm，長度1600mm。頂錨桿及角錨桿的安裝要點如下：

1)錨網噴緊跟掘進頭及時支護。

2)鉆孔前，先進行初噴30～50mm，以消除圍巖的集中應力。

3)鉆孔深度，根據頂錨桿的長度確定鉆孔的深度(1600+50)mm。錨固劑使用K2335樹脂錨固劑。

4)錨桿鉆機配專用攪拌器攪拌樹脂藥卷，錨桿鉆機先慢速旋轉，嚴禁鉆機不旋轉直接就把錨桿直接頂入(鉆機不旋轉就把錨桿直接頂入不能攪拌好錨固劑)，待錨桿全部進入錨桿孔后，全速旋轉。旋轉時間控制在30s左右時間，且中途不得停機。停止旋轉后等待1min左右(等待1min是為了錨劑能夠初凝)，換上安裝器擰緊螺母。

5)利用錨桿鉆機配安裝器擰緊螺母，擰緊力矩達到140 N·m，要點動錨桿鉆機擰緊螺母，以防止操用手柄傷人。

6)錨桿間排距允許偏差±100 mm。

7)噴砼后，錨桿外露長度不大于50 mm。

8)由于頂部角錨桿的主要作用是防止頂板沿幫部切落，角錨桿合理的安裝角度，可以使角錨桿在水平方向上有合理的投影長度，從面有效的防止頂板沿幫部切落。此角錨安裝角度，必須符合設計要求，與頂板成75°角。

9)金屬網壓茬不小于100 mm，且相鄰兩塊之間用12#鐵絲相連，連接點要均勻布置。

1.3 頂錨桿的安裝步驟

以我集團公司中盛煤礦頂錨桿的安裝為例，來介紹頂錨桿的安裝步驟。

1)對圍進行初噴30～50 mm，以消除圍的集中應力。

2)掛金屬網，金屬網要有壓茬，搭接長度不小于100 mm。

3)托上鋼筋托梁，并進行臨時支護，臨時支護如圖2所示。

4)用MYT—125液壓錨桿鉆機鉆孔，鉆眼時為便于操作，應順序使用短、長鉆桿，短鉆桿長0.4 m，長鉆桿長1.6 m，先使用短鉆桿鉆眼，后換1.6 m長鉆桿。鉆孔時鉆機升起，開動錨桿鉆機進行鉆孔，然后再用長鉆桿鉆夠眼深，為使準確掌握眼深，應在長鉆桿上用白油漆標出終孔位置。孔深要求為(1600+50)mm，并保證鉆孔角度。鉆頭鉆到預定深度后下縮錨桿鉆機，同時清孔，用高壓水清除鉆孔內的泥漿。

5)樹脂錨桿安裝前，先用桿體測量孔深，并在桿體上作出孔深標志，然后用錨桿體將樹脂藥卷送至孔底。錨桿體套上托盤，帶上螺母，錨桿機與錨桿桿體連接，順時針攪拌30s，同時將桿體勻速推至孔底。攪拌完畢后，等1min，將桿、機分離，為防止桿體在藥卷固化前下墜，在孔口處將錨桿臨時用木楔或小石塊擠住。至少等10min后安裝鐵托板，用力矩板手將螺母擰緊到140N·m，該錨桿即安裝完畢。

圖2 臨時支護圖

2 幫錨桿施工工藝

2.1 幫錨桿施工工藝流程

幫錨桿施工工藝流程為：鉆孔—清孔—安裝樹脂藥卷和錨桿—等待1min左右—(鋪網)擰緊螺母—安裝其他幫錨桿。

2.2 幫錨桿的安裝要點

我集團公司中盛煤礦幫錨桿采用Q235圓鋼錨桿，桿體公稱直徑16 mm，長度1600 mm。下面以該礦為例，介紹幫錨桿的安裝要點。

1)鉆孔深度，根據幫錨桿的長度確定鉆孔的深度(1600+50)mm。

2)用煤電鉆配專用攪拌器攪拌樹脂藥卷，要先慢后快轉，旋轉時間控制在30s左右時間，且中途不得停機。

3)用力矩扳手給錨桿施加80 N·m的預緊力。

4)錨桿間排距不得超過設計值-100～+100mm。

5)螺母距錨桿桿體尾端露出托板≤50mm。

2.3 幫錨桿的安裝步驟

以我集團公司中盛煤礦幫錨桿的安裝為例，來介紹幫錨桿的安裝步驟。

1)用ZMS—12煤電鉆，配Ф23麻花鉆桿和Ф27雙翼鉆頭，打鉆孔，孔深控制在(1600+50)mm。錨固劑使用K3537樹脂錨固劑。

2)用專用攪拌器與煤電鉆相連，開機攪拌，先慢后快，將幫錨桿全總部插入鉆孔后，全速旋轉攪拌30s，攪拌過程必須連續進行，中途不得間斷。停止攪拌等待1min左右。

3)卸下攪拌器，用力矩扳手安裝螺母，使幫錨桿預緊力達到80 N·m。

3 復噴的施工要求

1)噴射混凝土使用425#水泥，噴厚(100±30)mm。

2)沙為純凈的河砂，石子粒直徑小于20mm，將粒徑大于15mm的石子控制在20%以下，石子過篩，并用水沖洗干凈，配比為水泥∶砂∶石子=1∶2∶2。

3)速凝劑型號為J85型，摻入量一般為水泥重量的2%～3.5%，噴淋水區時，可酌情加大速凝劑摻入量，速凝劑必須在噴漿機上料口均勻加入。

4)調整到合適的水灰比：0.4～0.5之間。噴射過程中，應根據出料量的變化，及時調整給水量，保證水灰比準確，要使噴射的濕混凝土無干斑，無流淌，粘著力強，回彈料少。

5)噴射順序為：先墻后拱，從墻基開始自下而上進行，噴槍頭與受噴面應盡量保持垂直。噴槍頭與受噴面的垂直距離以0.8～1.0 m為宜。

6)一次噴射混凝土厚度20～30 mm，并要及時復噴，復噴間隔時間不得超過2h，否則應用高壓水重新沖洗受噴面。

7)噴射工作結束后，噴層必須連續灑水養護28d以上，7d以內每班灑水1次，7d以后每天灑水1次。

4 結語

我集團公司中盛煤礦自2003年以來，對該礦進行了30萬t/a的礦井技改。經過不斷的實踐探索，證明錨網噴聯合支護工藝不僅保證了支護要求，提高了工程速度，而且降低了勞動強度，降低了支護成本，對我集團公司中盛礦的巷道支護具有重要的現實意義。同時，中盛礦制定了《錨網噴支護巷道工程質量檢查標準及評分辦法》，有力保證了礦井井下的安全生產。

[1] 東兆星， 吳士良. 井巷工程[M]. 北京：中國礦業大學出版社,2004.

[2] 煤礦井巷工程質量檢驗評定標準[S].MT5009-94.