摘要：锚杆支护技术具有支架和加固的作用，同时可以降低成本、加快施工速度。本文主要阐述锚杆支护的优点、地质力学评估、锚杆支护施工工艺、锚杆支护快速掘进对策。

 

　　锚杆支护是在巷道掘进后围岩钻锚杆眼，再将锚杆安装在锚杆眼内，使软质的岩体得到加固，形成完整的支护结构，提供支护抗力，共同抵抗其外部围岩的变形和位移。由于在煤巷掘进中恰当的使用锚杆支护技术既经济又合理，因而在实际工程中得到广泛应用。

 

 

　　锚杆施工机械及设备的作业空间相对较小，可以适合各种场地；通过抗拔试验获得锚杆的设计拉力，保证设计有足够安全度；锚杆采用预应力可控制变位量；用锚杆做侧壁支撑，可以节省大量钢材，改善施工条件；施工量和振动比较小。

 

 

　　围岩具有两大特点：岩体含有内应力，地应力场的大小和方向可以明显的影响围岩的变形和破坏；岩体内部的节理、裂隙等会产生不连续面，这些不连续面在一定程度上会改变了岩体的变形特征和强度特征，致使岩块与岩体的强度相差特别大。因此，锚杆支护前应认真研究围岩地质力学特征，这样可以使锚杆支护更加安全、合理、可靠。地质力学特征评估工作主要包括：调查现场地质条件，测定巷道围岩力学性质，做短锚拉拔试验。

 

 

　　3.1确定锚杆支护形式和参数选择的原则

 

　　(1)一次支护原则。锚杆支护应减少支护次数，尽量做到一次支护就控制围岩变形。

 

　　(2)高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度原则。在保证支护系统可靠性的条件下，可以通过提高锚杆刚度和强度，降低支护密度，减少单位面积上锚杆的数量，提高掘进速度。

 

　　(3)相互匹配原则。为最大限度地发挥锚杆整体支护作用，托板、钢带、螺母等锚杆构件的参数与力学性能应该相匹配，锚杆与锚索的参数与力学性能也应相匹配。

 

　　(4)临界支护强度与刚度原则。如果锚杆支护系统的强度和刚度小于临界值，将导致巷道长时间处于不稳定的状态，不能有效的控制围岩的变形和破坏。

 

　　(5)可操作性原则。锚杆支护设计应有利于工作人员操作，可以有效地提高井下掘进速度和施工管理。

 

　　(6)高预应力与预应力扩散原则。预应力作为锚杆支护的重要因素，不但要采取措施提高锚杆预应力，而且要通过托板、钢带等构件实现锚杆预应力的扩散，提高锚固体的整体刚度和完整性，使锚杆支护转变为主动支护。

 

　　3.2锚杆施工应严格执行“五不准”制度

 

　　(1)对不符合设计要求的巷道断面，没有处理危岩活石，没有消除安全隐患，班组长不准划眼位。(2)班组长没有划眼位，打眼工不准打眼。(3)对不合格打眼或不按规定打眼，不准安装锚杆。(4)对质量部不合格的锚固，不准使用。(5)对不符合规格、质量要求的锚杆杆体及附件，不准使用。

 

　　3.3施工工艺过程

 

　　选用合适的施工机具，施工作业方式可以选用三掘一准，掘支单行，一次成巷的作业方式。

 

　　(1)巷道掘进与支护工艺过程：首先施工机具掘进出煤至巷道成形，其次敲帮问顶找掉危岩，然后施工机组机载式临时支护托上金属网或W钢带，再打第2、第4眼锚杆进行临时支护，最后安装其它锚杆及锚索。

 

　　(2)锚杆施工工艺：首先利用锚杆钻机钻进锚杆钻孔，其次对孔洞进行清扫干净，然后在孔底放入树脂药卷，接着将锚杆钻机升起并利用搅拌器连接锚杆尾部和锚杆钻机，搅拌树脂药卷，再用气扳机拧紧螺母至设计扭矩，最后安装其它锚杆。

 

　　(3)锚索施工工艺：首先应定位锚索孔位，其次利用锚杆钻机钻进锚索钻孔，清理钻孔后放入树脂药卷，将树脂药卷送入孔底。然后用搅拌器联接锚索尾部和锚杆钻机，搅拌树脂药卷一定时间。停止搅拌后再等待规定的时间，收缩锚杆机，卸下搅拌器，15min后安装锚具。最后用张拉设备张拉锚索使预紧力达到设计值。

 

　　3.4锚杆和锚索的安装

 

　　(1)锚杆安装；锚杆支护要及时，应紧跟掘进进行，一次掘双排最大空顶距不应大于2.6m；如果顶板比较破碎，一次掘单排最大空顶距不应大于1.6m。开动锚杆钻机前应将锚杆机升起，钻头要插入对应的W钢带孔内，应保证钻孔角度且钻孔深度在2290mm与2320mm之间，待达到预定孔深后回缩锚杆钻机，清除泥浆和煤粉。放入树脂药卷，在锚杆杆体套上托板和带上螺母，杆端插入树脂药卷得钻孔中，杆尾联接锚杆机机头和安装器，将药卷送入孔底。用锚杆钻机搅拌树脂药卷，拧紧螺母，至锚杆有一定的预紧力，力矩应达到500N·m，锚杆排距误差范围在设计值的±100mm内。

 

　　(2)锚索安装；锚索应紧跟掘进工作面安装，锚索下端要用专门锚索钻机和锚索相连。搅拌速度应先慢后快，在锚索全部插入钻孔后，用全速旋转搅拌一定时间，停止搅拌后等待一定时间，收缩锚杆机，卸下搅拌机，锚索外露长度不超过350mm。采用张拉千斤顶张拉锚索到设计预紧力，之后卸下千斤顶。锚索间距误差范围应在设计值的±150mm内。

 

　　3.5施工注意事项

 

　　(1)成孔质量的要求；孔直度要高，在接换钻杆时，确保钻机位置不动，保持在一条中心线；孔深应准确，钻孔用的钻杆应与锚杆等长，误差不应超过2cm；孔壁应用水反复冲刷，直到孔内出清水，不要留有煤岩粉。

 

　　(2)锚杆应保持较高的初锚力；搅拌应及时均匀，整个搅拌时间应达到30s；掉顶处可以采用木楔调节，木楔应放置在金属网和钢带之间，使金属网紧贴岩面；为使锚杆的预紧力达到设计值，专业工作人员应对锚杆进行二次加扭。

 

　　(3)锚杆安装合格标志塑料减摩垫圈应有明显变形或挤出；丝扣外露≤40mm，在锚杆上紧后还应留有丝扣；金属网应封闭顶帮岩煤体，金属网搭接长度100mm，接扣间距≤50mm。

 

　　(4)锚索安装注意事项；锚索钻孔施工过程中应保证钻孔直径、锚索直径、药卷直径合理匹配；钻头直径Ф27mm，钻孔时不要晃动，保持钻孔直立，以免钻孔扩张；孔深不宜过浅或过深，钢绞线外露150mm～350mm。药卷安装应在锚索钻孔施工之后立即进行，1节K2550药卷加3节或4节Z2550药卷；对效果比较差的锚索锚固，可用细铁丝做成毛刺，在锚固段底部加挡环，同时搅拌药卷，确保药卷搅拌均匀。

 

　　(5)锚杆支护快速掘进的对策；加强割煤和支护这两个主要工序的管理工作，以免在出现停水、停电等情况时造成施工混乱。优化锚杆支护参数，根据巷道围岩条件可以及时调整支护参数，缩短支护作业时间，提高掘进效率。配套优良的设备，比如采用大功率掘锚机组，改善掘进机装、运煤部件，采用安装顺槽单轨吊车运输和胶带运输机底胶带辅助运输。应重视锚杆钻机扭转及钻头抗磨、锚固剂凝固时间与搅拌时间的匹配、锚杆弯曲度等环节，这些环节直接影响单机作业效率。

 

 

　　锚杆支护技术具有支架和加固作用，同时可以加快施工速度、降低成本，因而在煤巷掘进中得到广泛应用。在实际工程中，应认真做好地质力学评估、支护形式和参数的选择、施工工艺过程、锚杆和锚索安装等工作，同时应根据实际情况提出加快掘进的对策。