全长锚固水泥药卷锚杆的试验应用

摘 要 ：针 对冲 击地压矿井巷道支护难的问题 ．根椐煤岩件 冲击碎胀破坏机理 ，按 照锚固约束层作 用原

理 ，提 出了发挥锚 固约束层的最佳支护 开j式 ：垒长锚 固水 泥药卷锚杆技柬，介绍 了该锚杆的性能特点蕊应用

情况 ，对冲击地压矿 井、软岩矿井与高地压矿井需要 高强度 高锚目力的巷道 支护具有很好的借鉴砟用。

I 问题的提出

　　随着开采深度的增加 ，华丰煤矿深部巷道 围岩的压力亦随之增大，回采巷遭支护极其困难，一直没有得到根本解决 ，尤其是在 4 层冲击地压下煤巷支护更困难 ，严重影响着矿井的安全生产。华丰煤矿现开采深度 已在一920m ，属深部开采，主 采煤层 4 煤属强烈冲击倾向煤层 ，自 1992 年 以来 ，开采过程 中频繁发生冲击地压 ，70 的冲击地压发生在采面顺槽中，其破坏程度是严重的，巷道变形严重威胁着矿井的安全生产 。因此 ，华丰煤矿与煤科总院北京开采所台作 ，根据煤岩体冲击的碎胀破坏机理 ，结合锚杆的作用 ，按照锚固约束层作用原理 ，提 出了充分发挥锚 固约束层的摄佳支护形式一全长锚固水泥药卷锚杆 ，经工业性试验及矿压观测表

明，取得了良好的支护效果。2 全长锚固水泥药卷锚杆的研制2．I 全 长 水 泥锚 固锚杆 锚 固剂配制目前水泥锚杆所用锚固剂有两类型 ，一种为混台型 ，一种为单一型。单一型是采用特种水泥生产厂家所生产的特种水泥装袋而成，其性能受厂家产品影响 。混合型 以普通水泥为基材 ，掺以其它混合料配制而成，该类型锚固荆可以就地取材，料源丰富，成本低 ，具有很大的优越性 ，因此采用混台型锚 固剂，具有快凝、早强、微膨胀、后期强度持续增长等特点。锚固剂性能见表 l，各项指标均超过行业 标 准 。

　　全长锚固药卷为浸水式 ，纵向抗张强度大于1．8kN lm ，规格见图 l 和表 2。

2．2 全 长锚 固锚 杆杆体 I 艺锚杆杆体选用建筑变形螺纹锕筋加工 ．杆体结构见图 2 ，由螺纹钢锻压、滚丝、淬火装配而成 。工艺流程为：选材一下料一滚丝一淬火一装配一包装 。

2．3 全长水泥锚杆锚杆安装I 艺全长粘接锚杆需 6 个水泥药卷 ，如用人工把杆体直接插八孔底，几乎是不可能的 为了减少劳动强度 ，加快安装速度和保证安装质量，该锚杆安装使用掘进打孔机具 (煤 电钻或凿岩机)，将杆体推入孔底。

3 支护形式及支护参数

3．1 试验 地 点条件

　　试验地点在 2407 与 1 407 上分层采面上巷的交界段。2407 面位于井 田西部二采区的一608 水平的下延部位，北部为未采区，东部与 1 407 面相邻。两面相向对采 ，计划 1407 面采过试验巷道段 30m左右停采 ，2407 面南部为 2406、1 406 面的采空区，两 面间 留 100 ×100m 断层 隔离煤 柱，该煤桂 在2407 采面推过后成为孤岛 ，试验巷遭位于断层煤柱的范围内，巷道埋深 780m 。2407 面开采 4 煤顶分层 ，4 煤平均厚 6．8m ，采高 2．1m ，倾角 30 ，直接顶为 2m 厚的粉砂岩 ，老顶为中粗砂岩 ，厚度达 20m 以上，直接底 为粉砂岩 ，厚度为 2．5m 。

3．2 支护形式

　　根据地质赋存条件及锚杆支护理论 ，利用离散元数值计算法 ，以地应力为基础确定了全锚 固水泥药卷锚杆为主体的锚喷支护 。通常锚杆巷遭 70破坏是由于端锚式锚杆外部托盘压裂破坏 ，导致锚杆失效造成巷道支护解体破坏，对于受高压作用的巷道不适于用锚杆 ，故选择全长锚固式锚杆

3．3 支护 参数

巷遭采用直墙半 圆拱形断面 ，净宽 3．0m ，墙高1．5m ，巷高 3．0m 。锚杆间排距 0．8 ×0．8m ；长 1900m m ；锚杆为 直 径 18r a m 的高 强 螺纹 钢 锚杆 ；配LM Z 28／300 怏 凝膨胀水泥药卷 6 块；金属 网规格0．95×5．00m 金属 经纬 阿

3．4 试 验 结 果

试验巷遭位于 2406 与 1 406 采面 间断层 隔离煤柱一侧，属采场支承压力高度集中区。在试验巷

道段推进过程中经受了多次 2 级以下破坏 陛冲击地压 ，巷遭基本保持完整。试验结果见表 3。

　　质量检测与井下试验结果表 明：全长锚 固水泥高强锚杆技术性能满足行业标准 ，安装工艺简单 ，施工质量可靠．既能有效地控制 围岩变形破坏 ．又能适应冲击地压影响下的剧烈变形巷遭，是支护高地压大变形巷道的有效方法之一 。全长锚杆水泥膨胀锚杆浸水后水泥锚 固剂膨胀凝结 ，将松散 围岩体与锚杆粘结在一起，靠水泥

膨胀压力充填钻孔 ，避免了固钻孔卸压而造成降低围岩强度，从而增强了围岩的 自身强度和完整性 。避免了端头锚杆的锚固力集中在两端的弊端 ，减少应力集中造成锚杆被拉断现象 ，从而保证锚杆的支护效果 。