幫錨桿鉆孔深度限位裝置在施工中的設計與應用

宋作文，王紅亮，邱海兵，王 恩，范 軍

（山西潞安王莊煤礦，山西 長治 046031）

正當所有人都還處在走親訪友、迎接元宵之際，某礦調度室的電話鈴聲打破了這種美好生活，從上至下都進入了緊張氣氛……然而，災難降臨，兩個家庭失去了親人，人命關天！

事故經過：2009-02-05T14：30，某礦綜掘二隊在7801工作面回風巷掘進期間，在距工作面13～25 m范圍內，過構造帶處發生冒頂事故，造成兩人死亡事故。

現場事故原因調查報告：①7801工作面回風巷在過完斷層時，巷道圍巖條件發生變化，直接頂由砂質泥巖變為泥巖，泥巖厚度突然變厚，圍巖應力發生改變，導致巷道圍巖變形、頂板離層，這是事故發生的主要原因；②在7801工作面回風巷掘進過程中遇到斷層時，雖然及時編寫了安全技術措施，但是施工隊組在落實規程、措施上執行不力，未嚴格按照規程、措施進行支護，存在部分錨桿預緊力不足、補強錨索支護位置不規范等情況。

該礦自1999年全面推廣錨網支護，在新式支護體系推廣10多年來，一直處于安全平穩生產，直至2009年新年剛過，即發生一起冒頂事故，值得深思！

1 概述

根據《煤巷錨桿支護管理規定》第39條第3項規定：錨桿施工鉆孔深度必須符合設計要求，錨桿孔深度誤差應在0～30 mm范圍內。井下掘進工作中，錨桿鉆孔深度很難控制，由于錨桿鉆孔深度會直接影響錨桿安裝的質量，造成錨桿安裝后錨固力、預緊力、外露長度不符合規定要求，引發片幫、冒頂事故發生。

掘進作業規程中規定：錨桿外露長度應在10～50 mm之間；錨固力為127 kN；預緊力為300 Nm，對不符合規定的需要重新補打錨桿，錨桿外露長度不夠則需要用風鎬處理煤巖壁，重新處理緊固使其達到要求。造成錨桿不符合設計要求的主要原因是鉆孔太深，由于缺乏必要的孔深控制裝置，作業人員在操作時很難做到百分百達到設計要求，在遇到片幫和煤層節理就更難掌握錨桿鉆孔的深度，經常會出現不符合要求的錨桿，對于不符合設計要求的錨桿必須進行補強處理，這樣不僅對支護材料造成了浪費，使噸煤成本升高，而且增加了作業人員勞動強度，降低了安全系數，影響了掘進速度，同時，補打的錨桿過多也會影響整個巷道的整齊成形。針對上述問題，制作一種高性價比的錨桿鉆孔深度限位裝置就顯得極其重要。

2 錨桿鉆孔深度限位裝置

2.1 鉆孔深度限位裝置設計

針對在鉆孔作業中出現的問題應考慮以下3點：①圍繞現場的可操作性。②結構要求簡單，便于拆卸、安裝。③材料要有足夠的強度、耐磨性。

2.2 設計制作

在幫錨桿鉆桿的備件上加工與24螺帽相配套絲扣，絲扣的深度不得影響備件的原強度，如圖1所示；在螺帽的基礎上焊接一寸鋼管（鋼管長度根據鉆桿長度確定），如圖2所示；連接整體效果如圖3所示。

圖1 示意圖1

圖2 示意圖2

圖3 整體效果

3 現場使用情況

通過對錨桿機鉆桿備件的簡易加工，將限位件連接在鉆桿備件后部的外螺紋上，限位套管的長度按照錨桿施工時預先設定的錨桿外露長度加以確定。當錨桿機在煤礦巷道內進行錨桿作業時，隨著鉆桿的不斷深入，鉆孔深度也不斷加深，當外露鉆桿完全進入巷道煤巖時，限位件的限位套筒與煤巖壁接觸，此時停止鉆孔，鉆孔深度符合要求，當將錨桿安裝到孔內時，正好錨桿的外露長度為限位套管長度。

通過現場使用情況確定，大大簡化了操作人員的作業難度，降低了由于孔深控制不當導致的材料浪費和噸煤成本增加，使得錨桿外露長度等各方面滿足了設計規范要求，提高了錨桿作業的成品率；同時，有效增加了錨桿機鉆桿備件與鉆桿的接觸長度，變相減少了作業過程中的應力集中現象，使二者的連接強度增加，可見本裝置在錨桿鉆孔作業中對鉆桿備件和鉆桿連接處起到一定的防折斷功能，有效提高了作業人員在鉆孔作業施工中的安全保障。

4 結束語

總而言之，該幫錨桿鉆孔裝置通過在掘進工作面的使用，不合格錨桿明顯減少，操作中減輕了職工勞動強度，減少了用工量，杜絕了材料浪費，減少了噸煤成本，從而提高了工作效率；該限位器在使用中同時實現了防止鉆桿折斷的功能，保證了操作人員的安全系數。該限位裝置為保障礦井的安全有序生產、減少支護事故的發生，具有良好的借鑒價值。