CN1966937A - 深部巷道强力锚杆一次支护方法 - Google Patents

Abstract

一种深部巷道强力锚杆一次支护方法，其特征在于：通过大幅度提高锚杆支护系统的强度和刚度，抑制围岩扩容变形，在保证巷道支护效果与安全的条件下，降低支护密度。高强度通过采用强力锚杆实现，强力锚杆是指锚杆杆材BHRB600及以上，直径≥22mm，屈服强度≥600MPa，拉断强度≥800MPa，延伸率≥17％；高刚度通过高预应力和全长锚固及组合支护实现。高强度高刚度W钢带是指钢带厚度≥4mm，拉断力≥400KN；高预应力是指对锚杆所施加的预应力应达到杆体屈服强度的30％～50％；全长锚固是指树脂药卷采用快慢低黏度树脂药卷组合。本发明的有益效果是：可显著提高巷道支护效果，降低锚杆支护密度和支护成本，解决深部高应力巷道支护难题，实现巷道快速掘进。

Description

深部巷道强力锚杆一次支护方法

技术领域

本发明涉及一种在煤矿深部巷道快速施工的高预应力、强力锚杆一次支护方法，该方法也可应用于其它采矿、建筑、水利、军工等部门的巷道及硐室支护。

背景技术

煤矿巷道支护技术是煤矿开采中的关键技术。保持围岩稳定，控制巷道变形和破坏是实现矿山安全、高效生产的必要条件。随着矿井向深度和广度发展，巷道支护问题表现得越来越突出。近年来煤巷锚杆支护技术发展迅速，已成为矿井实现高产高效必备的配套技术。

目前，国内大部分深部高地压巷道采用二次支护方法，即巷道支护分两次进行，一次支护在保持巷道稳定的前提下，允许巷道有一定的变形以释放压力；隔一定的时间后实施二次支护，保持巷道的长期稳定。但是，在深部动压影响区、构造压力带等地点，采用二次支护后仍出现变形破坏等问题，甚至需要三次、四次支护，巷道周而复始的发生破坏，围岩变形长期得不到有效控制。虽然目前有多种巷道支护形式，但各种支护形式都存在不足。对于深部高地压巷道，还缺乏有效的支护方法，导致巷道变形与破坏剧烈，需要多次维修与翻修。不仅支护成本很高，掘进速度低，而且带来很多安全隐患，严重制约采煤工作面的快速推进和矿井产量和效益的提高。

传统意义上的锚杆杆体破断力较小，抗冲击性能差，只施加较小的预紧力，锚杆间排距较小；锚索直径小、强度低、延伸率低，与钻孔匹配性差，经常出现锚索被拉断或整体滑动；钢带强度和刚度小，容易撕裂和拉断，护顶效果差；单位面积上锚杆、锚索数多，间排距小，支护密度大，严重影响巷道掘进速度，造成采掘接续紧张。上述现象严重影响了巷道支护效果和安全程度。

随着我国矿井开采深度的增加，加之工作面设备大型化，巷道断面越来越大，现有的普通锚杆支护方法已经不能有效控制巷道围岩的变形量，特别是一些高埋深、高地应力、大变形等支护难题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种煤矿深部巷道强力锚杆一次支护方法，以解决现有锚杆支护技术存在的锚杆间排距较小、掘进速度较慢、不能有效控制深部高应力条件下的巷道围岩变形的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：包括以下步骤：在巷道底部铺金属网，上W钢带，钻孔，清孔，在锚杆上依次装上托盘、球形垫、减摩垫片、扭矩螺母，将低黏度树脂药卷装入钻孔内，随后将强力锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内的树脂药卷搅拌一定时间，然后停止搅拌一定时间后，用风动扳手上紧扭矩螺母。

所述的低黏度树脂药卷采用快慢凝固树脂药卷组合，先安装超快锚固树脂药卷，再安装慢速凝固药卷，快速药卷主要用于对强力锚杆施加预应力；强力锚杆搅拌药卷完成后，马上对锚杆施加预应力，慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用，实现强力锚杆全长预应力锚固，形成强力锚杆的预应力结构。

使用专用的风动扳手上紧扭矩螺母对强力锚杆施加预应力，预应力将达到杆体屈服强度的30％～50％，实现锚杆的高预应力。

所述的以下部件采用的材料必须符合的参数是：

强力锚杆：杆材BHRB600及以上，直径≥22mm，屈服强度≥600MPa，拉断强度≥800MPa，延伸率≥17％；

W钢带：钢带厚度≥4mm，拉断力≥400KN；

高预应力是指：预应力应达到杆体屈服强度的30％～50％。

本发明的有益效果是：通过大幅度提高锚杆支护系统的强度和刚度，抑制围岩扩容变形，在保证巷道支护效果与安全的条件下，降低支护密度。采用高强度高刚度高预紧力的一次支护方法，解决深部高应力巷道支护难题，提高巷道支护效果，实现巷道快速掘进。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明在巷道顶部实施例的纵向剖面示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明具体实施工艺为：

在巷道顶部3的顶面铺金属网4；在金属网4设W钢带；在巷道顶部钻支护孔10，并清孔；在强力锚杆2的下端(带有外螺纹)依次装上托盘6、球形垫7、减摩垫片8，并旋上扭矩螺母9；将低黏度树脂药卷(图1中标记1所示的是凝固后的树脂)装入支护孔10内，随后将强力锚杆2的顶端插入支护孔10内，搅拌树脂药卷1至规定时间(8s-35s)后停止搅拌，等待大约1分钟左右，再用风动扳手上紧螺母。至此一根支护强力锚杆安装完毕，重复上述过程安装其它锚杆。

上述过程中的关键工艺是：

1、所述的低黏度树脂药卷采用快慢凝固树脂药卷组合，其工艺过程是：先安装超快锚固树脂药卷，再安装慢速凝固药卷，快速药卷主要用于对强力锚杆2施加预应力。锚杆2搅拌药卷完成后，马上对锚杆2施加预应力，慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用，实现锚杆2全长预应力锚固，形成锚杆2的预应力结构。

2、使用风动扳手对锚杆2施加预应力，预应力将达到锚杆2杆体屈服强度的30％～50％，实现锚杆的高预应力。

该方法中所用到的材料必须符合以下参数：

强力锚杆2是指：杆材BHRB600及以上，直径≥22mm，屈服强度≥600MPa，拉断强度≥800MPa，延伸率≥17％；

高强度高刚度W钢带5是指：钢带厚度≥4mm，拉断力≥400KN；

高预应力是指：预应力应达到杆体屈服强度的30％～50％。

Claims (4)

1.一种深部巷道强力锚杆一次支护方法，其特征在于：包括以下步骤：在巷道底部铺金属网，上W钢带，钻孔，清孔，在锚杆上依次装上托盘、球形垫、减摩垫片、扭矩螺母，将低黏度树脂药卷装入钻孔内，随后将强力锚杆的顶端插入钻孔内并装入钻孔内的树脂药卷搅拌一定时间，然后停止搅拌一定时间后，用风动扳手上紧扭矩螺母。

2.根据权利要求1所述的深部巷道强力锚杆一次支护方法，其特征在于：所述的低黏度树脂药卷采用快慢凝固树脂药卷组合，先安装超快锚固树脂药卷，再安装慢速凝固药卷，快速药卷主要用于对强力锚杆施加预应力；强力锚杆搅拌药卷完成后，马上对锚杆施加预应力，慢速药卷待施加完预应力后才发生凝胶作用，实现强力锚杆全长预应力锚固，形成强力锚杆的预应力结构。

3.根据权利要求1所述的深部巷道强力锚杆一次支护方法，其特征在于：使用专用的风动扳手上紧扭矩螺母对强力锚杆施加预应力，预应力将达到杆体屈服强度的30％～50％，实现锚杆的高预应力。

4.根据权利要求1、2或3所述的深部巷道强力锚杆一次支护方法，其特征在于：所述的以下部件采用的材料必须符合的参数是：

强力锚杆：杆材BHRB600及以上，直径≥22mm，屈服强度600MPa，拉断强度≥800MPa，延伸率≥17％；

W钢带：钢带厚度≥4mm，拉断力≥400KN；

高预应力是指：预应力应达到杆体屈服强度的30％～50％。