中空注浆锚杆、锚索在破碎煤岩巷道掘进支护中应用
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技术应用与研究
2019·13
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Modern Chemical Research
当代化工研究
中空注浆锚杆、锚索在破碎煤岩巷道掘
进支护中应用
＊郭 斌
（山西焦煤汾西矿业中兴煤业有限责任公司 山西 030500）
摘要：2906回采工作面回风巷掘进过程中遇到落差在5.8m正断层，受断层影响，巷道围岩破碎，原采用的锚网索支护方式难以对围岩
进行控制。
针对上述问题，提出采用以锚索注浆+超前锚杆注浆为核心的支护体系，现场应用取得较好效果。
巷道日掘进进尺保持在4m左右，确保了巷道掘进以及使用安全。
同时采用注浆锚杆、锚索施工工艺简单，可以对破碎围岩起到较好控制效果，具有较强的推广应用 价值。
关键词：注浆锚杆；注浆锚索；破碎围岩；掘进巷道
中图分类号：T 文献标识码：A
Application of Hollow Grouting Bolt and Anchor Cable in Tunneling Support of Broken
Coal and Rock Roadway
Guo Bin
(Shanxi Coking Coal Fenxi Mining Zhongxing Coal Industry CO., LTD., Shanxi, 030500)
Abstract ：During the tunneling of return air roadway in 2906 mining face, a normal fault with a drop of 5.8m was encountered. Affected by
the fault, the surrounding rock of the roadway was broken. It was difficult to control the surrounding rock by the bolt-mesh-cable support method. In view of the above problems, this paper proposes to adopt the supporting system with anchor cable grouting plus advanced anchor bolt grouting as the core, and the field application has achieved good results. The daily tunneling footage of the roadway is kept at about 4m, which ensures the safety of roadway tunneling and usage. At the same time, the grouting anchor rod and anchor cable construction technology is simple, which can play a better control effect on the broken surrounding rock and has strong popularization and application value.
Key words ：grouting anchor rod ；grouting anchor cable ；broken surrounding rock ；tunneling
破碎围岩巷道掘进工作面围岩控制一直是制约巷道安全快速掘进的重要方面，由于围岩破碎，采用常规的支护体系存在以下两个主要问题：一，煤岩体松软破碎，自身具有的承载能力差，巷道掘进后变形持续时间长；二，煤体破碎深度广，采用锚杆支护时不能为锚杆提供可靠基础，锚杆很容易失效。
大量研究结果表明，锚注支护是解决这类破碎煤体掘进的有效方式之一。
对破碎煤岩体进行注浆加固，注浆浆液通过钻孔沿着破碎裂隙进入到煤岩体内部，填充大的缝隙，将原本松散煤岩块体粘结成一个整体，提高围岩自身粘聚力以及内摩擦角，降低在外力作用下，破碎煤体裂隙（节理）扩展；通过注浆可以提高破碎煤体的可锚性，为锚杆支护提供较好基础，避免锚杆失效，使得锚杆支护体系与周边煤体共同作用，抵抗巷道围岩变形；通过采用注浆锚索，对巷道周边岩层的承载能力进行强化，可以提高锚杆支护体系对周边破碎煤体的控制，阻止围岩再次变形破碎，巷道掘进以及使用安全。
1.掘进巷道
山西某矿开采的9号煤层结构较为复杂，中间夹杂有厚度在0.2m～0.36m的泥岩，夹矸层数在4～6层间。
9号煤层厚度在3.3～5.15m之间，平均厚4.35m，直接顶为砂质泥岩，厚度在4.3m，直接底为泥岩，含高岭土，呈深灰色，厚度在5.3m。
南二采区2906回采工作面回风巷沿着9号煤层底板掘进，巷道设计长度为1560m，巷道净宽为4100mm，净高位4100mm，采用锚杆支护控制围岩。
巷道掘进到630m位置遇
到一落差在5.8m正断层，加之9号煤层为砂质泥岩、较为破碎，现采用的巷道支护方式难以满足巷道安全掘进需要。
针对上述情况提出采用中空注浆锚杆、锚索对破碎围岩进行控制，现场取得较好应用效果。
2.中空注浆锚杆、锚索结构及锚注剂概述
(1)锚杆
具体结构如图1所示，包括塑料锚头、杆体、止浆塞、垫板以及螺母等结构组成。
进行注浆时注浆浆液从注浆泵通过中空杆体，从塑料锚头排出，实现注浆，填充围岩裂隙。
2906回风巷采用注浆锚杆型号为MZGK160-35/25，直径φ25mm，最大拉应力以及锚固力均在110KN以上，锚杆延伸
率为6%。
图1 注浆锚杆结构组成
(2)锚索
注浆锚索结构主要保留锚具、托盘、索体、止浆塞等，具体如图2所示。
2906回风巷采用注浆锚索型号为SKZ160-1/1770，直径φ22mm，最大拉应力大于420KN，材质为钢绞线（82B），延伸率在15%。
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(3)注锚剂
采用注锚剂为双性聚氨酯材料，分A、B两个组分。
锚注剂凝结时间控制在3～15min，具有的抗压强度达到56MPa。
3.支护方案
(1)支护设计
根据2906回风巷掘进工作面围岩岩性以及煤层赋存条件，具体采用的巷道支护方式如图3所示。
巷道顶板采用中空注浆锚索+W钢带+钢筋网。
锚索间距设计为900mm，间距为1000mm，排距为900mm，采用的托盘规格为150mm*150mm*5.5mm；W型钢规格为4000mm*250mm*3mm，钢筋网规格为4400mm*1200mm。
巷帮支护采用普通金属锚杆，间距为1500mm，排距为1000mm，采用托盘规格为100mm*100mm*5.5mm；超前支护采用中孔注浆锚杆，直径为25mm，长度为3500mm，间距设计为900mm，排距设计为2000mm，与巷道顶板呈15°仰角，相邻
的两排超前注浆锚杆重叠800mm。
图3 支护设计
(2)现场施工
①注浆锚索
确定锚索施工位置→施工钻孔（孔径44mm）→安锚固剂→安锚索并锚固→安止浆塞及托盘、螺母→张拉→连接注浆泵→注浆→二次张拉（张拉力控制在160KN以内）→后续注浆锚索施工。
②超前注浆锚杆
确定注浆锚杆施工位置→施工钻孔（孔径44mm）→锚固
锚杆→安止浆塞及托盘、螺母→注浆→返浆停泵→施加预紧力（80KN）→后续注浆锚杆施工。
(3)效果检验
在2906回风巷掘进工作面采用中空注浆锚索、锚杆以及W钢带及金属网支护方式，对掘进工作面巷道围岩起到较好控制作用。
通过对巷道顶板施工注浆锚索，对破碎的围岩进行注浆，增加围岩自身承载能力，并通过注浆浆液填充破碎裂隙，增加围岩粘聚力以及内摩擦角。
注浆支护后巷道顶板下沉量值最大在18mm，两帮移近量值最大在28mm，底板底鼓量值在4mm，起到较好的围岩控制效果。
4.总结
2906回风巷掘进工作面遇到断层影响，围岩较为破碎，采用原有的锚网索支护方式很难对围岩进行控制。
顶板下沉量大，并出现一定程度的顶板冒落问题。
针对上述情况，提出采用中孔注浆锚索+超前支护锚杆为核心的支护体系，对顶板破碎围岩进行控制，现场应用取得较好效果。
巷道掘进工作面采用注浆锚索、锚杆支护措施后，巷道日掘进进尺量可以达到4m以上，在2周左右时间既可通过断层影响带，提高了巷道掘进速度以及掘进效率，确保了巷道使用安全。
采用注浆锚杆、锚索支护方式，现场操作较为简单，可以实现对松散破碎围岩的有效控制，对于破碎围岩掘进巷道具有较强的应用效果。
•【参考文献】
[1]贾文章.断层破碎带研究及矿井巷道掘进相应对策[J].农家参谋,2019(13):199.
[2]邢海波,马琳.复杂地质条件下煤矿巷道掘进支护技术的应用浅谈[J].山东工业技术,2018(04):113.
[3]张延伟,张道福.破碎煤岩巷道围岩变形机理及支护优化[J]. 现代矿业,2017,33(03):204-205+220.
[4]李红波.易破碎煤岩巷道支护与加固研究[J].科技展望, 2015,25(27):137.
[5]刘志.残煤复采巷道过破碎煤岩体超前预支护技术研究[D].太原理工大学,2015.
[6]范世兴.高密陷落柱矿区松软破碎煤层巷道失稳破坏机理及控制研究[D].辽宁工程技术大学,2014.
•【作者简介】
郭斌（1976-），男，山西省介休市人，助理工程师，山西焦
煤汾西矿业中兴煤业有限责任公司；研究方向：采矿工程。
图2 注浆锚索结构组成。
