2023年《安全技术》之高强度锚杆在复合顶板掘进工作面的应用.docx

高强度锚杆在复合顶板掘进工作面的应用 滴道煤矿立井六采区18层煤平均角度为23°，纯煤厚1.07m，采高平均1.5m,直接顶为1.3m的复合顶板。其组成为0.4m的碳质页岩和0.9m的凝灰岩。传统上采用木棚支护，由于木棚不具有初撑力，施工中，不利于防止直接顶早期离层，矿压显现明显，棚子折损率高，巷道返修率45％，采掘接续日趋紧张，不能满足平安生产的需要。2023年3月，引进了高强度螺纹钢树脂锚杆对18层复合顶板掘进工作面进行支护试验，取得了显著成效，该巷道月进由原来100m提高到150m。 1 锚杆支护参数的选取 11路18层大巷走向长600m，净宽3.0m，净高2.0m，矩型断面，净断面积6m2,锚杆间排距按煤矿平安规程规定选择800mm×1 000mm，当顶板压力较大或破碎严重时缩小为800mm×800mm。锚杆长度选择考虑钻机机具、巷道断面尺寸，顶板性质及悬吊原那么等因素。见图1。 　　 图1 锚杆支护断面图 （1） 锚杆长度。按悬吊理论公式计算： L+KH+L1+L2=1.7m K——平安系统根据实际情况取1.0； H——软弱岩层厚度取1.3m； L1——锚杆锚入稳固岩层的深度0.3m； L2——锚杆外露长取0.1m。 经上述计算，锚杆有效长度1.7m，锚杆外露局部0.1m，所以锚杆全长为1.8m。由于软弱岩层（页岩）较厚，为平安起见，取锚杆长为2.0m。 （2） 锚杆直径。选择直径为18mm的左旋无纵筋高强度螺纹钢树脂锚杆。 （3） 锚固剂的选择。每孔选用2个直径为23mm树脂锚固剂，一个为超快速，另一 个为快速凝固。 （4）钢筋托梁与托盘。托梁规格：托盘：250mm×250mm×10mm。钢筋直径16mm，加强筋间距0.2m，见图2。 2 施工 施工采用7655凿岩机掘进。MQT-900型气动锚杆钻机，配六棱形中空钻杆和直径28mm钻头钻孔，快速安装锚杆。要求锚杆托盘紧贴钢筋托梁，钢筋托梁紧贴岩面，将螺母拧在锚杆上并插入双六方套中，用锚杆钻机将锚杆连同药包一起送到孔底，随即使锚杆快速旋转数秒后停转，此时，继续保持推力待药包固结后，使机体落下。然后用锚杆钻机将螺母拧紧。 　　 　　图2 钢筋托梁 3 矿压观测及效果分析 3.1 矿压观测 根据井下现场监测，试验巷道采用高强度螺纹钢树脂锚杆支护比原来的架木棚支护有明显改善，如表1、表2。 表1 外表位移观测结果测点ⅠⅡⅢⅣⅤ位置（距工作面）20406080100移近量/mm顶底板5042302030两帮2618161813 表2 顶板离层观测结果测点ⅠⅡⅢⅣⅤ位置（距工作面）20406080100移近量/mm深部基点1210874浅部基点76531