论文部分内容阅读
摘要:介绍树脂锚杆的结构、支护技术参数、及在赵家山煤矿掘进巷道支护中应用情况，并分析了应用效果。
关键词：树脂锚杆 结构、支护参数、施工工艺、技术措施
中图分类号：C35文献标识码： A
1 概述
为提高锚杆的锚固力，确保树脂锚杆的安全性，石家庄煤炭研究所和我矿合作试制出Z235型树脂锚固剂与杆体，并在井下掘进巷道进行了试验。
1.1树脂锚杆的结构
树脂锚杆为端头锚固型由树脂锚固剂和杆体组成（如图所示)。
树脂锚固剂由相互分隔的树脂胶泥和固化剂组成。
Z2235型树脂锚固剂，其直径为23mm，长度为350mm，Z表示其凝固速度为中速，其凝胶时间4～6分钟，固化时间小于12分钟，15分钟，锚固力不小于4吨。
图1树脂锚固剂结构图
1--铁丝卡扣; 2--树脂胶泥;3--固化剂;4--聚脂薄膜
树脂锚杆的杆体一般由直径16A3圆钢加工而成,端头锚固的树脂锚杆杆体结构如图2所示：
图2 树脂锚杆杆休结构示意图
1--锚头;2--档圈;3--杆体;4--托板;5--螺母
1.2试验巷道及支护主要技术参数
树脂锚杆试验地点位于太原组七煤皮带巷，煤层倾角3～5度，其巷道顶底板条件见图3。
巷道断面呈矩形，宽度4.6m，高3m，煤层厚度为2.6～2.8m。
掘进方法:使用湿式煤电钻打眼、放炮。
锚杆布置：一排为5根，锚杆间距为0.8m，排距为0.8m。锚眼深度为1750mm
锚杆锚入方向：锚杆应垂直于顶板，一般不小于75度。钢带梁材质为Q235－AF(A3)圆钢，规格直径14mm，长度为3m与巷道宽度相一致。
铁托盘材质为Q235－AF(A3)钢板，规格为100×100×10mm3，其中心孔為直径17～18mm，螺母按锚杆直径相应采用六角螺母M16，扭力矩为60N·M。
2 树脂锚杆的实际应用
2.1施工工艺
①锚杆安装打眼采用7655风动凿岩机，用直径32mm的一字型钻头钻孔。为保证眼孔角度达到要求，所以打眼分两次进行，第一次用长800--1000mm的钎杆，第二次用长钎杆，确保眼深为1750±20mm范围内。
②依照设计要求的锚固剂规格和杆体，检查所施工的钻孔直径和深度是否合格。
③用压风清洗锚杆孔。
④用锚杆的杆体将锚固剂轻轻送入孔底，再将搅拌机具的连接套拧在锚杆尾部的螺纹上，然后套上搅拌机具，启动后边搅拌边推进，匀速将锚杆的端头推到孔底，搅拌时间不小于35s。
⑤卸下搅拌器，为防止顶板的锚杆杆体下滑，应及时用小木楔在孔口将杆体楔住。
⑥上钢带梁、上托板、旋紧螺母应在搅拌后15分钟进行，螺母的紧固力不得小于20KN。
锚杆尾部的托板应贴紧托梁或岩面接触部位，否则必须楔紧垫实。
2.2支护安全技术措施：
①巷道开掘后应按作业规程规定及时支设临时支护，不得在空顶下进行锚杆安装工作。
②临时支护采用吊环式撅顶道2根，其卡子，吊挂在第二、四两根锚杆上，撅顶根规格为15kg/m，3.5m长的轨道，撅顶道上要用方木接顶，要用木楔打足劲，方木采用2000×300×100m3新木料。
③)遇顶板破碎，裂隙发育，有构造影响的地段要适当缩小锚杆的间排距或者支以11#矿用工字钢梯形棚。
④当煤层片帮顶板最外侧的锚杆距煤帮大于700mm时， 应补一根斜角为75度向煤帮侧倾斜的锚杆，以减少冒顶事故。
2.3施工中的注意事项：
①打眼爆破作业时，掌握好帮眼角度，帮眼装药量不得超过1块/眼，以保证巷道成型好，且煤壁平整。
②打锚杆眼要限定眼位，严格掌握眼孔的深度在1750±20mm范围内。
③钢带梁托盘要按设计安装。
④严格掌握树脂锚固剂的出厂日期和使用期限，以防失效。超过使用期限的锚固剂不能使用。
⑤严格检查树脂锚固剂的质量，如发现包装破裂的不得使用。
⑥打锚杆眼、安装锚杆要固定专人操作。
3试用初步效果：
自2012年6月开始，试用树脂锚杆锚固巷道250m，并对锚杆（长1.8m，其锚固剂用量为1卷，搅拌时间为35--45s）进行了锚固力测试，采用ML--20锚杆拉力计进行锚固力的抽查测定（见附表）。
树脂锚杆锚固力检查测定统计表
编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
锚固时间(min） 12 18 13 16 19 11 17 21 15 16
锚固力（KN) 47.1 44.2 42.0 48.5 47.0 45.5 43.8 46.5 51.0 47.5
从表中看出：
①树脂锚杆的锚固力最小为4.3吨，最大5.2吨。说明树脂锚杆支护有足够的支承力。
②安装、操作简单
安装时由于使用了风动搅拌器，搅拌时间约35s，上螺母时间仅4～6s，安装方便，省时省力，它克服了水泥锚杆的水泥锚固剂浸水时间不易掌握以及安装时冲压不匀等多种人为操作因素的影响，锚杆安装质量可以得到保证。
③树脂锚固剂的锚固快、锚固力大，可以及时控制顶板，减少围岩变形，有利于防止顶板离层，保证了顶板支护效果。
④树脂锚固剂比水泥锚固剂用量少，重量轻，便于携带，降低劳动强度，提高工作效率，降低支护成本。
⑤在试验中，也遇到一些问题，主要是凝胶和固化时间较长，杆体端头因有氧化层与树脂锚固剂粘接力差。笔者认为：缩短树脂锚固剂的凝胶和固化时间，提高杆体质量，更便于树脂锚杆的施工同时提高支护效果，将会得到更广泛的应用。
参考文献：
第一作者简介：戚雪刚，庞庄煤矿赵家山项目部基本建设掘进助理工程师。
关键词：树脂锚杆 结构、支护参数、施工工艺、技术措施
中图分类号：C35文献标识码： A
1 概述
为提高锚杆的锚固力，确保树脂锚杆的安全性，石家庄煤炭研究所和我矿合作试制出Z235型树脂锚固剂与杆体，并在井下掘进巷道进行了试验。
1.1树脂锚杆的结构
树脂锚杆为端头锚固型由树脂锚固剂和杆体组成（如图所示)。
树脂锚固剂由相互分隔的树脂胶泥和固化剂组成。
Z2235型树脂锚固剂，其直径为23mm，长度为350mm，Z表示其凝固速度为中速，其凝胶时间4～6分钟，固化时间小于12分钟，15分钟，锚固力不小于4吨。
图1树脂锚固剂结构图
1--铁丝卡扣; 2--树脂胶泥;3--固化剂;4--聚脂薄膜
树脂锚杆的杆体一般由直径16A3圆钢加工而成,端头锚固的树脂锚杆杆体结构如图2所示：
图2 树脂锚杆杆休结构示意图
1--锚头;2--档圈;3--杆体;4--托板;5--螺母
1.2试验巷道及支护主要技术参数
树脂锚杆试验地点位于太原组七煤皮带巷，煤层倾角3～5度，其巷道顶底板条件见图3。
巷道断面呈矩形，宽度4.6m，高3m，煤层厚度为2.6～2.8m。
掘进方法:使用湿式煤电钻打眼、放炮。
锚杆布置：一排为5根，锚杆间距为0.8m，排距为0.8m。锚眼深度为1750mm
锚杆锚入方向：锚杆应垂直于顶板，一般不小于75度。钢带梁材质为Q235－AF(A3)圆钢，规格直径14mm，长度为3m与巷道宽度相一致。
铁托盘材质为Q235－AF(A3)钢板，规格为100×100×10mm3，其中心孔為直径17～18mm，螺母按锚杆直径相应采用六角螺母M16，扭力矩为60N·M。
2 树脂锚杆的实际应用
2.1施工工艺
①锚杆安装打眼采用7655风动凿岩机，用直径32mm的一字型钻头钻孔。为保证眼孔角度达到要求，所以打眼分两次进行，第一次用长800--1000mm的钎杆，第二次用长钎杆，确保眼深为1750±20mm范围内。
②依照设计要求的锚固剂规格和杆体，检查所施工的钻孔直径和深度是否合格。
③用压风清洗锚杆孔。
④用锚杆的杆体将锚固剂轻轻送入孔底，再将搅拌机具的连接套拧在锚杆尾部的螺纹上，然后套上搅拌机具，启动后边搅拌边推进，匀速将锚杆的端头推到孔底，搅拌时间不小于35s。
⑤卸下搅拌器，为防止顶板的锚杆杆体下滑，应及时用小木楔在孔口将杆体楔住。
⑥上钢带梁、上托板、旋紧螺母应在搅拌后15分钟进行，螺母的紧固力不得小于20KN。
锚杆尾部的托板应贴紧托梁或岩面接触部位，否则必须楔紧垫实。
2.2支护安全技术措施：
①巷道开掘后应按作业规程规定及时支设临时支护，不得在空顶下进行锚杆安装工作。
②临时支护采用吊环式撅顶道2根，其卡子，吊挂在第二、四两根锚杆上，撅顶根规格为15kg/m，3.5m长的轨道，撅顶道上要用方木接顶，要用木楔打足劲，方木采用2000×300×100m3新木料。
③)遇顶板破碎，裂隙发育，有构造影响的地段要适当缩小锚杆的间排距或者支以11#矿用工字钢梯形棚。
④当煤层片帮顶板最外侧的锚杆距煤帮大于700mm时， 应补一根斜角为75度向煤帮侧倾斜的锚杆，以减少冒顶事故。
2.3施工中的注意事项：
①打眼爆破作业时，掌握好帮眼角度，帮眼装药量不得超过1块/眼，以保证巷道成型好，且煤壁平整。
②打锚杆眼要限定眼位，严格掌握眼孔的深度在1750±20mm范围内。
③钢带梁托盘要按设计安装。
④严格掌握树脂锚固剂的出厂日期和使用期限，以防失效。超过使用期限的锚固剂不能使用。
⑤严格检查树脂锚固剂的质量，如发现包装破裂的不得使用。
⑥打锚杆眼、安装锚杆要固定专人操作。
3试用初步效果：
自2012年6月开始，试用树脂锚杆锚固巷道250m，并对锚杆（长1.8m，其锚固剂用量为1卷，搅拌时间为35--45s）进行了锚固力测试，采用ML--20锚杆拉力计进行锚固力的抽查测定（见附表）。
树脂锚杆锚固力检查测定统计表
编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
锚固时间(min） 12 18 13 16 19 11 17 21 15 16
锚固力（KN) 47.1 44.2 42.0 48.5 47.0 45.5 43.8 46.5 51.0 47.5
从表中看出：
①树脂锚杆的锚固力最小为4.3吨，最大5.2吨。说明树脂锚杆支护有足够的支承力。
②安装、操作简单
安装时由于使用了风动搅拌器，搅拌时间约35s，上螺母时间仅4～6s，安装方便，省时省力，它克服了水泥锚杆的水泥锚固剂浸水时间不易掌握以及安装时冲压不匀等多种人为操作因素的影响，锚杆安装质量可以得到保证。
③树脂锚固剂的锚固快、锚固力大，可以及时控制顶板，减少围岩变形，有利于防止顶板离层，保证了顶板支护效果。
④树脂锚固剂比水泥锚固剂用量少，重量轻，便于携带，降低劳动强度，提高工作效率，降低支护成本。
⑤在试验中，也遇到一些问题，主要是凝胶和固化时间较长，杆体端头因有氧化层与树脂锚固剂粘接力差。笔者认为：缩短树脂锚固剂的凝胶和固化时间，提高杆体质量，更便于树脂锚杆的施工同时提高支护效果，将会得到更广泛的应用。
参考文献：
第一作者简介：戚雪刚，庞庄煤矿赵家山项目部基本建设掘进助理工程师。