让压锚杆支护试验小结

让压锚杆支护试验小结

1.让压锚杆支护试验小结 篇一

1) 顶底板岩性:直接顶为砂质泥岩或中粒砂岩, 深灰色, 性脆, 厚约1.32m, 老顶为细、中粒砂岩, 灰色石英质, 薄层状致密坚硬。底板为泥岩, 灰黑色, 含植物根部化石, 遇水易膨胀。

2) 煤层赋存情况:从己15-12050采面机巷和16~10号钻孔揭露情况看, 煤层厚度在1.8~2.3之间, 倾角1°~3°, 煤层中部有0.2~0.4m的夹矸, 煤岩类型为半暗半光亮型焦煤。

3) 巷道动压影响情况:己15-12070风巷与南部已回采结束的己15-12050采空区相邻, 受采动压力影响较大。己15-12070机巷北部无回采工作面, 与南部已回采结束的己15-12050采面净煤柱4 m, 预计会受采动压力影响。两巷顶板为中粒砂岩, 含水层为10~20 m, 砂岩裂隙发育, 赋存裂隙水, 富水程度中等, 但由于上部采面回采疏放, 一般不会造成大的水害威胁。

2 巷道技术参数

2.1 工程结构

己15-12070风巷按方位角278°30'自东向西施工, 开口标高-550 m, 终点标高-479 m, 全长1 861.8 m。该巷道处于二叠系上石盒子组丁煤段丁56煤层, 掘进断面:13 m2, 净断面:12.6 m2。己15-12070机巷按方位角278°30'自东向西施工, 开口标高-580 m, 终点标高-494 m, 全长1 858 m。该巷道处于二叠系上石盒子组丁煤段丁5.6煤层, 掘进断面:11.88 m2。

2.2 原设计支护参数

1) 己15-12070机巷设计断面宽4.3 m, 高2.4m, 采用锚网索联合支护, 原支护设计为顶锚杆使用Ф20 mm、L=2 000 mm的高强树脂锚杆;顶锚杆间距800 mm;帮锚杆使用Ф20 mm、L=2 000 mm的等强树脂锚杆;帮锚杆间距700 mm;排距均为750±50 mm。己15-12070风巷设计断面宽4.0 m, 高2.4 m, 采用锚网索联合支护, 原支护设计为顶锚杆使用Ф20 mm、L=2 000 mm的高强树脂锚杆;顶锚杆间距750 mm;帮锚杆使用Ф20 mm、L=2 000 mm的等强树脂锚杆;帮锚杆间距700 mm;排距均为750±50 mm。

2) 对现有支护系统的评价。现场观察表明目前的顶板支护系统存在以下问题:安装负荷不足, 顶板和两帮有早期变形现象, 尽管锚杆支护密度很大, 仍然存在巷道变形。锚杆在大变形条件下无让压功能, 造成局部地段有断锚杆现象。现有的锚杆支护密度和强度基本满足支护要求。托盘尺寸和强度不足, 造成托盘压入煤体。

3) 采用高强预应力让压锚杆支护原理。在大采深、高应力、大变形的条件下, 巷道的顶、侧压显著, 巷道变形严重。为了防止巷道承压变形, 提高锚杆的承受载荷, 提高锚杆的支护强度, 防止锚杆承受过度载荷而破断, 要求锚杆必须有变形让压性能, 让压性能对顶板支护效果影响很大。然而, 这种变形让压必须有“控制”的让压, 合理的让压性能应该做到锚杆在一定吨位上稳定让压, 以保证巷道支护效果和防止锚杆破断。高强高预应力让压锚杆是采用锚杆的让压管进行让压, 在锚杆接近过载时, 让压管象安全阀一样起到让压保护锚杆体的作用。而锚杆仍然在弹性变形阶段。这样一方面保证锚杆系统在掘进期间不发生塑性破坏, 另一方面保证巷道围岩在有效的支撑作用下控制让压以保证围岩的稳定性。

4) 高强预应力让压锚杆技术参数。规格:Ф20 mm、L=2 000 mm的高强高预应力让压锚杆。钢材采用高强螺纹钢, 通过让压后锚杆实际屈服载荷为17.5 t。托盘:DHT~A型方托盘, 规格:150 mm×150 mm.厚8~10 mm, 承压力22 t。

药卷:Z2335型树脂药卷, 规格:23 mm×350 mm。

让压点起始载荷:16~17 t

最大让压距离:20 mm让压性系数:<0.2 t/mm

3 高强预应力让压锚杆的安装与测试

3.1 锚杆安装学习

锚杆的安装应力是控制围岩早期变形的重要参数。安装应力过小会使围岩发生过大早期变形, 松散破碎圈增大, 引起顶板破碎, 锚杆受力增加, 根据锚杆的支护作用, 在大采深, 高应力的条件下, 支护强度必须提高。为了有效控制顶板, 减少锚杆用量, 提高掘进速度, 我们组织施工人员对高强高预应力让压锚杆的施工工艺进行了学习, 请技术人员进行现场指导。

3.2 安装方法与步骤

用锚杆机打2 000 mm深的钻孔, 把树脂药卷和锚杆推入规定孔位, 利用搅拌器通过锚杆机的推力把树脂推入孔中直到锚杆托盘离顶板20 mm左右。注意在上推树脂药卷时严禁旋转。完成第二步后, 迅速旋转锚杆机搅拌15~20 s, 然后顺势上推锚杆使托盘贴近顶板。完成搅拌后停止30~40 s左右让树脂充分凝固。上紧螺母:旋转搅拌器上紧螺母。在紧螺母时应给最大扭矩而不要施加上推力以最大限度的上紧螺母。用扭矩放大器, 进一步上紧螺母, 达到规定的安装应力。锚杆井下性能测试:为了保证锚杆的使用性能使其发挥最大能力, 对施工的锚杆进行了拉拔实验和安装应力实验。其结果完全可以满足设计要求。

4 采用高强预应力让压锚杆支护布置

风巷采用锚网索联合支护, 支护形式为顶锚杆使用Ф20 mm、L=2 000 mm的高强高预应力让压锚杆, 排距为900±50 mm, 间距750 mm;帮锚杆使用Ф20 mm、L=2 000 mm的等强树脂锚杆, 间排距为750±50 mm。机巷采用锚网索联合支护, 支护形式为顶锚杆使用Ф20 mm、L=2 000 mm的高强高预应力让压锚杆, 锚杆排距为1 000±50 mm, 间距750 mm;帮锚杆使用Ф20 mm、L=2 000 mm的等强树脂锚杆, 间距750 mm, 排距为1 000±50 mm。

5 对两种支护方法的监测和对比结果

为了保证高强高预应力让压锚杆的使用效果, 对机、风两条巷道建立“十字位移”观测制度。每50 m设一观测点, 其后对收集的数据进行分析整理和对比, 以此来确定高强高预应力让压锚杆使用的可行性。通过对数据的整理平均后绘出顶板、上、下帮的收敛、位移曲线图。经过长达3个月的观测对比, 支护参数合理可靠, 能有效地控制顶板的下沉量, 完全满足支护要求。

6 结语

采用高强高预应力让压锚杆支护技术时间虽短, 但效果非常好。支护能力满足使用要求。其简化了施工工艺, 降低了生产成本, 减少了工人的劳动强度;具有较好的经济效率, 促进了煤矿的加速发展。但在实际运用和技术指导方面还有待不断的探索, 使之更趋完善, 充分发挥其支护的优越性。

参考文献

[1]张新生, 蒋涛.矿用高强预应力让压锚杆在深部软岩支护中的应用[J].煤炭工程, 2013 (12) :28-29.