新型玻璃鋼錨桿支護在東懷煤礦的應用

高 瑞 黃棟梁 于 興

（吉利百礦集團廣西東懷礦業有限責任公司，廣西 百色533000）

1 概述

礦井傳統采煤法支護巷道邊幫采用“金屬錨桿+H 型鋼帶+菱形金屬網”的支護形式，但是當工作面回采時，金屬錨桿、錨索容易纏繞在采煤機滾筒上，不易清除，易損壞采煤機的截齒，降低裝煤效率，也易出現過桿體甩出傷人事故[1]；遺落在煤流中的錨桿會導致刮板機卡鏈和刮傷皮帶等，造成嚴重的經濟損失。

此外，滾筒切割金屬桿體容易產生火花，存在引發煤塵、瓦斯爆炸事故的可能性。為消除隱患，簡化生產工序，提高生產效率，礦井在六采區26C01 皮帶進風巷進行支護試驗，采用可截割新型玻璃鋼錨桿及礦用鋼絲網對回采巷道邊幫支護，并觀測效果。

本文重點從玻璃錨桿特性、現場支護效果、經濟效益等方面分析總結新型玻璃鋼錨桿的應用，為今后新型玻璃鋼錨桿使用的推廣提供建議和經驗。

2 新型玻璃鋼錨桿簡介

新型高強度玻璃纖維增強塑料錨桿，是以不飽和樹脂為基本材料，以玻璃纖維為增強材料復合而成，同傳統金屬錨桿相比具有良好的表面性，優良的耐腐蝕性，良好的可切割性，同時還具有較高的抗拉強度、重量輕、經濟實惠等優點。

本次試驗的全螺紋式玻璃鋼錨桿規格為：

直徑18mm，長2000mm，其錨固深度1900mm；礦用鋼絲網規格為：寬2m，長10m。

3 現場應用效果

3.1 巷道支護情況及規格

本次試驗巷道為東懷煤礦六采區26C01 皮帶進風巷。東懷煤礦位于百色煤田西端南西翼，井田內地層年代屬新生代晚始新世- 漸新世。

煤系地層屬下第三系（E），七中晚始新統那讀組（E32n）下百崗段（E32nb）為主要含煤層。六采區位于東懷煤礦一號井礦區范圍內西北面。

主要開采A、C、D 煤層，采區開采深度+50 米～-150 米，距離地表較近。

巷道布置所在C 煤層穩定性較好，煤層直接頂厚度約3m，主要為泥巖、泥巖、炭質泥巖、砂質泥巖泥巖，含砂質泥巖，遇水膨脹，較破碎，下部為0.2 米含炭質泥巖，灰黑色，性軟，斷口粗糙；煤層直接底厚度約4.0m，為深灰色泥巖，硬度小，遇水膨脹、變軟。

巷道設計斷面為4.6m*3.0m，沿煤層頂板掘進。頂板、邊幫均采用“金屬錨索+金屬錨桿+H 型鋼帶+菱形金屬網”的支護方式，頂板支護間排距900mm*900mm，邊幫自上往下間距600mm、1200mm，排距900mm。

試驗段邊幫采用“新型玻璃鋼錨桿+高強度支護網”支護方式，支護的間排距、使用錨固劑、支護時間等均相同。

表1 玻璃鋼錨桿參數

圖1 頂板支護效果

3.2 效果圖（圖1，圖2）

3.3 巷道邊幫位移量觀測記錄（表2）

3.4 現場應用優缺點

優點：

（1）玻璃鋼錨桿相較于全螺紋金屬錨桿，重量更輕，是現用邊幫錨桿的1/5，便于使用與運輸；

（2）玻璃鋼錨桿和高強度支護網的耐腐蝕、抗銹蝕性更強，當巷道邊幫涌水時，支護有效期更長；

（3）玻璃鋼錨桿布置在回采巷道時采煤機可以直接截割，減少回采工序，提高回采效率，同時又不易損傷截齒。

缺點：

圖2 邊幫支護效果圖

（1）新式高強度支護錨網個體體積較冗大，礦井每輛礦車預計可裝載3 卷。由此較于舊式錨網造成運輸步驟增加，輸運人員增加，運輸效率下降；

（2）巷道頂板平整時新式錨網支護效果較為理想，但頂板破碎或不平整時，新式錨網不貼頂，空隙較大；實際現場支護效果及支護巷道觀測來看，“新型玻璃鋼錨桿+高強度支護網”支護效果較傳統金屬錨桿支護效果無明顯差異，滿足礦井正常生產使用。

4 經濟效益對比

4.1 材料成本（表3）

4.2 其他成本費用

以東懷煤礦六采區使用情況，單套礦用金屬錨桿玻璃鋼錨桿重量為玻璃鋼錨桿5 倍，考慮到新錨網裝車較少等，運輸成本基本持平；兩者施工工藝類似，均采用樹脂錨固劑安裝，故安裝費用也相差不大；但考慮到金屬錨桿撤出所需花費的人員工資成本。

表2 東懷煤礦巷道表面位移量觀測記錄表

表3 新舊支護參數成本對比表

根據我礦統計使用金屬錨桿，回采班每班需兩人對兩側回采側邊幫金屬錨桿退錨、撿出約20 條，按180 元/人，平均每人人工費為217 元/班。人員人工費用=（217*2）/20=21.7 元/套。玻璃鋼錨桿安裝和人工費用低于普通金屬錨桿。另外，以上費用不含切割金屬錨桿加劇采煤機滾筒切割齒過度消耗以及混入煤流的金屬桿體出現的卡鏈和劃傷皮帶的隱性風險成本；同時，玻璃鋼錨桿抗腐蝕性強，能有效避免因腐蝕問題造成的支護失效，從而降低二次支護成本[2]。

實際礦井使用后，玻璃鋼錨桿減少了支護成本約50%，具有很好的經濟效益。“新型玻璃鋼錨桿+高強度支護網”的支護形式要優于現用的“全螺紋金屬錨桿+錨網+鋼帶”的支護形式。目前礦井回采巷道正大面積推廣使用。

5 結論

礦井在六采區回采巷道中掘進時使用“玻璃鋼錨桿+高強度支護網”進行間斷支護。根據觀測，現場支護完好，較普通金屬錨桿支護地段無明顯變形，回采過程中支護良好，未出現破斷現象。

從成本節約、支護效率、支護安全以及工作面回采等多方面分析，“玻璃鋼錨桿+高強度支護網”支護其性能優越，經濟效益良好，具有較好的應用前景。