高強預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿在深井高應(yīng)力巷道條件下的應(yīng)用
益的探索。
關(guān)鍵詞：高強讓壓錨桿，深井高應(yīng)力，錨桿支護
1問題的提出
平煤十礦原為設(shè)計年產(chǎn)量180萬噸的大型礦井，經(jīng)過多年來對生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)改造，實際年產(chǎn)量已達300萬噸以上。隨著礦井向深部延深，瓦斯含量及礦山壓力顯著增大，瓦斯含量的增大，客觀上要求不斷增大巷道的通風(fēng)斷面；支護顯得尤為困難，不但傳統(tǒng)的棚式支護手段，因其被動支護強度底，支架斷梁折柱，無法正常使用；就是常規(guī)的高強錨桿，在回采過程中因其礦壓過大，也常發(fā)生大面積拉斷，造成支護失效冒頂；支護條件的惡化，迫使我們不斷尋求增加支護強度的途徑。因而，我們在己15-24080機巷試驗新型錨桿支護。
2地質(zhì)及煤層條件
己15-24080采面位于十礦己四采區(qū)西翼第三階段，東靠己四軌道、運輸機及瓦專，西至26勘探線；南部為己15-24060采面，北部未開采，東為己15--24090采空區(qū)；工作面布置為走向長壁式開采，工作面對應(yīng)地面標高+190~+300m，采面機巷設(shè)計走向長度1952m，機巷對應(yīng)標高-580~-660m；瓦斯絕對涌出量3.2m3/min，相對涌出量20m3/t，爆炸指數(shù)33.46~38.43%，屬典型的突出危險工作面；
工作面所采煤層為己15煤層，厚度為1.6～2.3m，平均厚度在2.0m左右。己16煤厚1.2～1.4m，東部己15.16合層，工作面煤層結(jié)構(gòu)單一，厚度穩(wěn)定，煤層傾角12°～24°，一般傾角為14°左右。
3 巷道支護設(shè)計
3.1支護機理
按照巷道圍巖松動圈支護理論，巷道的支護對象是塑性區(qū)的巖石重量，而圍巖的變形可分為峰前彈性變形區(qū)、彈塑性變形區(qū)、峰后滑移變形區(qū)、峰后無約束流動區(qū)。支護的主要目的是控制圍巖的有害剪脹變形，尤其是將剪脹變形控制在“剪脹一期”的末段或者“剪脹二期”的初段，而讓壓錨桿就是在安裝時利用單體錨桿鉆機配扭矩放大器將錨桿的初始安裝支護阻力直接達到120Nm，然后利用桿體的彈性變形和讓壓管的變形（讓壓管讓壓點的起始載荷為156.8-166.6KN，讓壓長度不小于15mm），在讓壓管讓壓過程中，錨桿給圍巖的支護阻力相對穩(wěn)定的保持在160KN左右，這樣，既保證了錨桿桿體不被迅速達到屈服載荷，又給圍巖保持了一個相對高值的支護阻力，從而使圍巖的變形控制在“剪脹一期”及“剪脹二期”之間，抑制了巖石間碎脹變形的發(fā)生，從而保持巷道圍巖的相對穩(wěn)定。
3.2支護設(shè)計
巷道設(shè)計凈寬4.5m，凈高3.0m，頂板根據(jù)巷道支護原理，再采用工程類比法，與原己15-24060機巷施工進行工程類比，確定錨桿支護參數(shù)如下：
頂板：頂采用ф22mm長度2200mm的左旋高強度螺紋鋼讓錨桿，8#冷拔絲金屬網(wǎng)，采用ф16mm螺紋鋼焊接的對接鋼筋梯子梁，規(guī)格為長(2800mm+1800)*孔840mm，錨桿間排距850mm*800mm。錨索采用ф17.8mm*6.3m長高強度底松馳粘結(jié)式鋼絞線，大五花布置，間距2.2m，排距1.6m。頂錨桿采用28500中速樹脂錨固劑2卷，錨索采用4卷。
幫：采用ф20mm,長度2000mm的等強螺紋鋼錨桿，機織網(wǎng)，錨桿間排距850*800mm,每眼兩卷28500樹脂錨固劑2卷。
4錨桿安裝及檢驗方法
4.1安裝步驟
打孔，用錨桿機打2140mm（頂）的鉆孔，把樹脂藥卷和錨桿推入規(guī)定的孔位。利用錨桿和錨桿攪拌器通過錨桿機的上推力把樹脂推入孔中直到錨桿離頂板400mm左右。注意在上推樹脂時嚴禁旋轉(zhuǎn)，嚴禁把托盤死死壓在頂板上，③完成第2步后，迅速旋轉(zhuǎn)錨桿攪拌15-40秒（旋轉(zhuǎn)攪拌時不要施加上推力，然后順勢上推錨桿使托盤貼近頂板（托盤離頂板的間隙5mm左右），④完成攪拌后停止30-40秒鐘左右讓樹脂充分凝固，⑤上緊螺母，旋轉(zhuǎn)攪拌器上緊螺母，在緊螺母時應(yīng)給最大扭矩而不要施加上推力以最大限度的上緊螺母，⑥用扭矩放大器，進一步上緊螺母，達到規(guī)定的安裝應(yīng)力。
錨桿安裝可以總結(jié)為：一推（推樹脂入孔到規(guī)定位置），二轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)攪拌樹脂），三停（停，樹脂完成初凝），四緊（緊固螺母）。在安裝過程中要嚴格按安裝步驟。否則會出現(xiàn)“長尾錨桿”或打不開阻尼現(xiàn)象。這會大大影響錨桿支護效果甚至失效。
4.2錨桿安裝質(zhì)量檢查標準
合格的錨桿安裝應(yīng)該滿足的標準：①充填阻尼必須全部脫落，否則錨桿無法達到安裝載荷，②塑料墊圈必須溶化掉，③錨桿外露長度控制在30~50mm，④用扭矩扳手檢驗，扭矩不能低于120N•m。
5巷道支護效果
為了掌握錨桿支護巷道圍巖活動規(guī)律、支護效果，為今后進一步改進和優(yōu)化錨桿支護參數(shù)提供第一手資料，在巷道掘進過程中對圍巖表面位移、頂板離層情況進行監(jiān)測，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)掘進120d后通過巷道加裝的離層儀觀測，下沉量為33mm，兩幫相對移近量小于240mm,巷道基本不需維修。因此，采用讓壓錨桿+錨索聯(lián)合支護能有效的阻止巷道離層、控制圍巖變形。
6結(jié)束語
�。�1）、新型讓壓錨桿在己15-24080機巷應(yīng)用的成功，為大埋深（900m）高應(yīng)力支護技術(shù)研究提供了成功的范例，具有一定借鑒意義。
�。�2）、采用讓壓錨桿、讓壓錨索、鋼帶、網(wǎng)聯(lián)合支護，既加固了圍巖，又給錨桿提供了可靠的著力基礎(chǔ)，提高了巖層的自承和承載能力，有效地控制了巷道圍巖的早期離層和動壓的劇烈影響，可滿足圍巖變形激烈、松動范圍大、受動壓影響巷道的支護要求，是剛?cè)岵闹鲃又ёo形式。
(3)、新型讓壓錨桿加錨索組合支護，打破以往頂板差、錨桿間排距加密布置的慣例，取得比加密錨桿更為明顯的效果，改變了一種“錨桿越密支護越可靠”的觀念具有很強的變革意義。
參考文獻
⑴陳炎光，陸士良，侯朝炯。中國煤礦巷道圍巖控制.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994
�、坪畛�，郭勵生，勾攀峰.煤巷錨桿支護。徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999
