錨桿支護(hù)

　　淮北金石礦業(yè)有限責(zé)任公司 王志兵

　　錨桿支護(hù)技術(shù)

　　頂板事故原因分析

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　錨桿施工工藝

　　施工注意事項(xiàng)

　　頂板事故原因分析

　　1、04年元月26日12時(shí)11分，許疃礦7126風(fēng)巷，在錨桿與架棚結(jié)合點(diǎn)處發(fā)生冒頂，四人被堵，一人被埋;造成一人死亡

　　2、05年9月22日2時(shí)44分，岱河礦23108風(fēng)巷迎頭向后10米范圍內(nèi)發(fā)生冒頂，五人被埋;造成三人死亡

　　頂板事故原因分析

　　頂板事故原因分析

　　培訓(xùn)和提高

　　工程技術(shù)人員、基層干部和職工的理論和技術(shù)應(yīng)用水平不高，造成：

　　1、設(shè)計(jì)水平低下，技術(shù)管理不到位

　　2、基層干部抓不住管理重點(diǎn)，重進(jìn)尺輕質(zhì)量

　　3、職工的操作水平和質(zhì)量意識(shí)不高

　　頂板事故原因分析

　　設(shè)計(jì)問(wèn)題

　　對(duì)支護(hù)條件的研究不夠，設(shè)計(jì)馬虎了事。生搬硬套，一成不變

　　頂板事故原因分析

　　現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量保證

　　1、對(duì)施工條件的變化掌握不夠

　　不注意觀察頂板巖性、水、斷層及裂隙的變化情況，造成支護(hù)形式、支護(hù)強(qiáng)度不能適應(yīng)支護(hù)條件的變化，成為近年來(lái)造成冒頂事故的重要原因。

　　頂板事故原因分析

　　現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量保證

　　2、錨桿眼深的控制

　　實(shí)際施工中，為保證錨桿一次性安裝合格，防止錨桿外露過(guò)長(zhǎng)，往往錨桿眼打得過(guò)深，而降低了錨桿的有效錨固長(zhǎng)度

　　頂板事故原因分析

　　現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量保證

　　3、錨桿安裝質(zhì)量

　?、?、初錨力、錨固力的班組自檢、區(qū)隊(duì)日檢流于形式，

　?、凇㈠^固劑用量不符合設(shè)計(jì)，錨桿實(shí)行編號(hào)管理不到位，責(zé)任制流于形式;

　　③、忽視了錨桿、錨索的二次緊固問(wèn)題;

　　頂板事故原因分析

　　現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量保證

　　4、張拉時(shí)間的確定

　　錨桿、錨索安裝攪拌后，圖省事，安上就拉，大大降低了錨桿、錨索的預(yù)緊力

　　頂板事故原因分析

　　監(jiān)測(cè)監(jiān)控

　　1、對(duì)初錨力、錨固力的監(jiān)測(cè)監(jiān)控

　　認(rèn)真落實(shí)班組自檢、區(qū)隊(duì)日檢、礦井抽檢的三級(jí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控體制

　　頂板事故原因分析

　　監(jiān)測(cè)監(jiān)控

　　2、對(duì)巷道圍巖變形量的監(jiān)測(cè)監(jiān)控

　　①必須建立對(duì)巷道圍巖變形量的監(jiān)測(cè)監(jiān)控制度

　?、诓捎檬植键c(diǎn)法，對(duì)頂、底板和兩幫移近量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，重點(diǎn)是迎頭向后20米左右的范圍內(nèi)巷道變形量

　　頂板事故原因分析

　　監(jiān)測(cè)監(jiān)控

　　3、正確理解初錨力、錨固力與巷道圍巖變形量之間的關(guān)系

　?、俪蹂^力、錨固力合格，并不一定巷道支護(hù)是成功的。更重要的是對(duì)巷道變形量的控制

　?、趯?duì)巷道安全影響最大的是頂板下沉量，要引起足夠重視，在錨桿錨固范圍內(nèi)的頂板離層與錨固力、支護(hù)密度有關(guān)，錨固范圍以外的離層與錨桿長(zhǎng)度及兩幫的破壞情況有關(guān)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)修改支護(hù)設(shè)計(jì)

　　③要特別注意兩幫變形量較小，而頂板變形量大，速度較快的不協(xié)調(diào)巷道變形，說(shuō)明頂板支護(hù)強(qiáng)度太低或頂板的可錨性較差，已發(fā)生快速離層，應(yīng)立即補(bǔ)強(qiáng)并改進(jìn)支護(hù)。

　?、苡删蜻M(jìn)副總工程師負(fù)責(zé)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定期進(jìn)行分析，并據(jù)此修改、完善支護(hù)設(shè)計(jì)方案

　　頂板事故原因分析

　　補(bǔ)強(qiáng)措施

　　安排專人對(duì)掘進(jìn)后路進(jìn)行觀察：

　　1、巷道補(bǔ)強(qiáng)措施的采取，主要依據(jù)巷道變形量來(lái)確定。

　　2、補(bǔ)強(qiáng)措施應(yīng)及時(shí)。

　　3、不宜采用加補(bǔ)錨桿、錨索的措施來(lái)補(bǔ)強(qiáng)。

　　4、二次補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度，必須大于一次支護(hù)的強(qiáng)度。

　　頂板事故原因分析

　　機(jī)具及材料

　　1、機(jī)具的工況、輸出扭矩必須定期檢測(cè)

　　2、使用規(guī)范的錨桿支護(hù)材料

　　頂板事故原因分析

　　頂板事故原因分析

　　錨桿托錨力的變化及二次緊固

　　1、上圖錨桿托錨力的變化，在其它礦區(qū)、淮北礦區(qū)的個(gè)別礦已經(jīng)監(jiān)測(cè)到。

　　2、錨桿安裝后，錨桿托錨力的變化，既有錨桿桿體發(fā)生彈性變形的因素，也有頂板應(yīng)力重新分布的影響。

　　3、從近年煤錨巷道冒頂事故，多集中于迎頭向后20米左右的實(shí)際情況來(lái)看，也與錨桿安裝后托錨力的變化不無(wú)關(guān)系。

　　頂板事故原因分析

　　特殊地段的加固問(wèn)題

　　1、頂板明顯變軟的裂隙發(fā)育帶、斷層附近(特別是斷層的下盤)、有淋水的地點(diǎn)、巷道頂板變形速度較大的地點(diǎn)，必須及時(shí)采取加固措施

　　2、采取加固措施的權(quán)力應(yīng)放到施工班組，加固后向區(qū)隊(duì)、礦技術(shù)科匯報(bào)、確認(rèn)

　　頂板事故原因分析

　　從歷次冒頂事故分析來(lái)看，冒頂區(qū)域均為錨桿錨固端以外、錨索錨固點(diǎn)以內(nèi);從來(lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)冒頂時(shí)頂板錨桿被拉斷的現(xiàn)象，說(shuō)明對(duì)于現(xiàn)有的巷道寬度、頂板條件而言，現(xiàn)行的錨桿強(qiáng)度有余而錨固圈長(zhǎng)度不足?，F(xiàn)行的不可彎曲錨桿，受巷道幾何尺寸的限制，不可能很長(zhǎng)。為擴(kuò)大巷道錨固圈，有必要研制可彎曲的柔性錨桿。

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)前，首先要做好地質(zhì)力學(xué)評(píng)估工作。內(nèi)容包括：現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件調(diào)查，巷道圍巖力學(xué)性質(zhì)測(cè)定，圍巖應(yīng)力測(cè)定及短錨拉撥試驗(yàn)等。以判斷其可錨性及支護(hù)難易程度，為圍巖分類提供一份全面的地質(zhì)力學(xué)資料。并對(duì)類似地質(zhì)條件已掘巷道的支護(hù)狀況進(jìn)行分析，有關(guān)地質(zhì)資料、圖紙齊全

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　煤錨支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)遵循巷道圍巖分類→初步設(shè)計(jì)→監(jiān)測(cè)分析→優(yōu)化設(shè)計(jì)的程序。做到圍巖分類準(zhǔn)確、設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　要貫徹“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)”的思想，不能生搬硬套已有設(shè)計(jì)。根據(jù)具體地質(zhì)條件的不同，同一礦井、同一煤層、同一巷道的不同區(qū)域、不同地段，可選擇不同的支護(hù)形式和參數(shù)。

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　錨桿初步設(shè)計(jì)基本原則：

　　1、巷道應(yīng)盡量采用矩形斷面，在滿足通風(fēng)、運(yùn)輸、行人的前提下，巷道的設(shè)計(jì)高度和寬度還應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)淖冃瘟俊?/p>

　　2、必須選擇性能穩(wěn)定、技術(shù)含量高、符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的錨桿及其它支護(hù)產(chǎn)品。

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　支護(hù)設(shè)計(jì)方法可采用工程類比法、理論計(jì)算法或借助數(shù)值模擬等進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。采用工程類比法設(shè)計(jì)時(shí)，必須認(rèn)真分析相似參考巷道的條件差異，并作相應(yīng)的設(shè)計(jì)變更。

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書和設(shè)計(jì)圖紙：

　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容：

　　1、巷道名稱、位置、用途、巷道規(guī)格參數(shù);

　　2、地質(zhì)條件說(shuō)明及圍巖分類。巷道所處層位、煤層及頂?shù)装鍘r性、類別、煤層硬度、周圍采掘情況、構(gòu)造、水文及瓦斯情況等。

　　3、錨桿幾何參數(shù)(長(zhǎng)度、直徑)、力學(xué)參數(shù)(強(qiáng)度)、錨桿、錨索、桁架布置參數(shù)(間排距、角度)及確定依據(jù);

　　4、錨桿錨固參數(shù)(孔徑、錨固長(zhǎng)度)及確定依據(jù);

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　5、錨桿預(yù)緊力矩(或預(yù)拉力)、設(shè)計(jì)錨固力;

　　6、護(hù)表構(gòu)件(鋼帶、金屬網(wǎng)形式)形式、強(qiáng)度、規(guī)格;

　　7、基于錨桿支護(hù)初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的補(bǔ)強(qiáng)加固措施;

　　8、驗(yàn)證初步設(shè)計(jì)的觀測(cè)與監(jiān)測(cè)方案;

　　9、預(yù)計(jì)巷道受采動(dòng)影響時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，以及應(yīng)采取的相應(yīng)措施;

　　設(shè)計(jì)圖紙包括：錨桿支護(hù)三視圖;臨時(shí)支護(hù)三視圖。

　　錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

　　對(duì)難維護(hù)復(fù)雜條件的支護(hù)設(shè)計(jì)，應(yīng)體現(xiàn)提高支護(hù)強(qiáng)度和支護(hù)等級(jí)的思想。如大跨度、交岔點(diǎn)、軟弱破碎不穩(wěn)定圍巖，應(yīng)采用加長(zhǎng)或全長(zhǎng)錨固、錨帶索、桁架等聯(lián)合支護(hù)方式。

　　錨桿施工工藝

　　迎頭錨桿打眼安裝工要經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，專人操作。

　　錨桿施工工藝

　　錨桿施工要求嚴(yán)格執(zhí)行“五不準(zhǔn)”制度：

　　1、巷道斷面不符合設(shè)計(jì)，危巖活石不處理，隱患問(wèn)題未排除，班組長(zhǎng)不準(zhǔn)劃眼位。

　　2、班組長(zhǎng)不劃眼位，打眼工不準(zhǔn)打眼。

　　3、不按規(guī)定打眼或打眼不合格，不準(zhǔn)安裝錨桿。

　　4、錨固劑質(zhì)量不合格，不準(zhǔn)使用。

　　5、錨桿桿體及其附件不符合規(guī)格、質(zhì)量要求，不準(zhǔn)使用。

　　錨桿施工工藝

　　采用鉆爆法施工時(shí)，錨桿支護(hù)巷道必須制定嚴(yán)格的控制爆破措施。煤巷要預(yù)留足夠的手工刷大部分，預(yù)留的手工刷大部分應(yīng)根據(jù)煤層硬度等，在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定，但一般不應(yīng)小于500mm，以減少炮震破壞，保證巷道成型。

　　錨桿施工工藝

　　放炮(割煤)后要及時(shí)施工頂板錨桿。打眼、安裝頂板錨桿必須在臨時(shí)支護(hù)的掩護(hù)下進(jìn)行。最前排頂板錨桿至煤(巖)壁的允許空頂距離不準(zhǔn)超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的錨桿排距。

　　錨桿施工工藝

　　錨桿眼的角度和孔深。錨桿布置方向應(yīng)盡量與巷道輪廓線(或巖層主要層理面)垂直，其夾角不小于75°。錨桿眼深度必須與錨桿長(zhǎng)度相匹配，眼深誤差0～+30mm并在作業(yè)規(guī)程中予以規(guī)定。

　　錨桿施工工藝

　　最下一排幫錨桿距底板不超過(guò)300mm，軟巖或高地壓巷道還應(yīng)增補(bǔ)底腳錨桿、底板錨桿。煤錨巷道兩幫應(yīng)平直，托盤、鋼帶、網(wǎng)要緊貼巷壁，網(wǎng)搭接壓茬長(zhǎng)度不小于100 mm，未接觸部位必須楔緊墊實(shí)。

　　錨桿施工工藝

　　錨桿眼孔徑應(yīng)與錨桿直經(jīng)、樹(shù)脂藥卷直徑合理匹配。錨固劑的環(huán)形壁厚應(yīng)控制在4～10mm。孔徑允許時(shí)，應(yīng)盡量選用大直徑樹(shù)脂卷。 煤巷頂板宜采用φ28mm孔徑配φ25mm樹(shù)脂卷，兩邦宜采用φ28mm或φ32mm孔徑配φ25mm或φ28mm樹(shù)脂卷。

　　錨桿施工工藝

　　安裝前所有錨桿眼都要用壓風(fēng)掃孔，清除積水、巖渣。并對(duì)使用的錨桿和錨固劑等材料進(jìn)行檢查，不合格的材料或過(guò)期變質(zhì)的錨固劑嚴(yán)禁使用。

　　錨桿施工工藝

　　錨桿安裝要牢固樹(shù)立“初錨力第一”的觀念。

　　必須使用錨桿鉆機(jī)或其它專用錨桿安裝機(jī)具，使樹(shù)脂錨固劑充分?jǐn)嚢杌旌?。并使用快速安裝工藝，即攪拌樹(shù)脂錨固劑、上托盤、擰緊螺母一次完成。嚴(yán)禁用錘擊或風(fēng)錘攪拌的方法安裝錨桿。

　　煤巷頂板錨桿及巖巷錨桿螺母擰緊力矩不小于300N.m ，錨固力不小于80 kN。煤巷幫錨桿的螺母擰緊力矩不小于200N.m ，錨固力不小于60 kN。小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索錨固力不小于200kN。

　　錨桿施工工藝

　　小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)應(yīng)采用快速、中速兩種樹(shù)脂錨固劑，先裝快速，后裝中速。樹(shù)脂錨固劑用鋼鉸線送至孔底后邊攪拌邊推進(jìn)，攪拌20～30秒停轉(zhuǎn)，等待2分鐘后再落下鉆機(jī)。樹(shù)脂錨固劑凝固1小時(shí)后，方可進(jìn)行張拉預(yù)緊上托盤工作，預(yù)緊力一般不小于100kN。外露過(guò)長(zhǎng)的鋼鉸線要及時(shí)剪斷。

　　施工注意事項(xiàng)

　　成孔質(zhì)量包括三個(gè)方面

　　(1)孔直度要高，即接換鉆桿時(shí)，應(yīng)確保鉆機(jī)位置不動(dòng)，保持一條中心線;

　　(2)孔深應(yīng)準(zhǔn)確，即要求采用與錨桿等長(zhǎng)的鉆桿完成鉆孔，誤差不能大于2cm;

　　(3)孔壁要清潔，鉆孔完成后，應(yīng)反復(fù)沖刷直至孔內(nèi)出清水，不留煤巖粉。

　　施工注意事項(xiàng)

　　保證錨桿具有較高的初錨力

　　(1)攪拌及時(shí)，勻速攪拌至孔底，并保證整個(gè)攪拌時(shí)間達(dá)到30s;

　　(2)等待充分，確保50s后樹(shù)脂凝固一次上緊;

　　(3)掉頂處應(yīng)及時(shí)采用各種規(guī)格的木楔調(diào)節(jié)，木楔位置必須放置在鋼帶和金屬網(wǎng)之間，使金屬網(wǎng)緊貼巖面;

　　(4)采用錨桿鉆機(jī)檢查螺母扭緊程度時(shí)，單體錨桿鉆機(jī)不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng);

　　(5)必須有專人對(duì)錨桿進(jìn)行二次加扭，使錨桿的預(yù)緊力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　施工注意事項(xiàng)

　　錨桿安裝合格應(yīng)有以下幾個(gè)標(biāo)志

　　(1)絲扣外露≤40mm，確保錨桿上緊時(shí)，仍留有絲扣;

　　(2)塑料減摩墊圈嚴(yán)重變形或擠出;

　　(3)網(wǎng)應(yīng)封閉頂幫巖煤體，金屬網(wǎng)搭接長(zhǎng)度為100mm，接扣間距≤50mm。

　　施工注意事項(xiàng)

　　錨索(梁)安裝時(shí)注意事項(xiàng)

　　(1)錨索鉆孔的施工

　?、馘^索鉆孔施工的過(guò)程中，必須保證三徑(鉆孔直徑、錨索直徑、藥卷直徑)合理匹配;

　?、诳咨钜m當(dāng)，不得過(guò)深或過(guò)淺，保證鋼絞線外露150~350mm;

　　③鉆頭直徑為Ф27mm，鉆孔要直，施工過(guò)程中盡量不要晃動(dòng)鉆機(jī)，防止將鉆孔擴(kuò)張。

　　施工注意事項(xiàng)

　　(2)安裝藥卷、錨索及攪拌時(shí)間

　?、馘^索鉆孔施工完畢后，立即安裝藥卷，1節(jié)K2550藥卷加3節(jié)(或4節(jié))Z2550藥卷;

　?、跇?shù)脂藥卷安裝后，推進(jìn)鋼絞線擠壓樹(shù)脂入孔底，再攪拌20~30s，保證鋼絞線深入孔底;

　　③錨索錨固效果差時(shí)，可在錨索錨固段用一些細(xì)鐵絲做成毛刺，成“∝”型，同時(shí)在錨固段底部加擋環(huán)，輔以攪拌藥卷，保證藥卷的攪拌均勻到位。

　　錨桿支護(hù)新工藝

　　謝謝大家