锚索支护技术在东荣二矿的应用

文/孙玉明

锚索支护技术在东荣二矿的应用

文/孙玉明

锚索支护技术的应用，降低了巷道支护成本，有效地抑制了围岩的变形，确保了巷道的长期稳定，使巷道顶板的安全可靠性得到了大大提高。双鸭山矿业集团公司从1999年11月开始在东荣二矿中一上采区17层右二皮带道试用成功，2000年以来，锚索支护已广泛应用于全集团公司井下各类巷道，特别是综采工作面切眼、撤架道、大断面硐室、交叉点等矿山压力大、矿压显现严重、维护困难的巷道，充分显示出锚索支护的特性，是煤矿巷道支护技术的突破。

一、锚索支护的原理和结构

锚索支护的原理与锚杆支护基本相同，是作为巷道支护补强的手段，主要是悬吊作用原理。东荣二矿采用的钻孔孔径是Φ30mm的小孔径预应力锚索，它加固岩体的实质是通过锚索对被加固的岩体施加预应力，限制岩体变形，改善围岩的应力状态，提高围岩的自承能力，从而保持围岩的稳定。

东荣二矿使用的预应力锚索由锚固段、自由段和张拉段三部分组成。其中，锚固段是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基，采用树脂药卷锚固，该段长度为0.5m；自由段是连接锚固段与张拉端的锚索部分，通过对锚索的张拉，使自由段产生弹性伸长而实现预应力，一般为3～6m，具体长度可根据岩层最大破裂面的深度选取；张拉端是锚索位于孔口外的外露部分，是锚索借以提供张拉预应力和锚固锁定的部位，其长度为0.4m。目前，采用的钢铰线为低松弛钢铰线，直径为15.24mm，级别230kN。

二、锚索支护的应用及支护参数

试验地点为中一上采区十七层右二皮带道。该巷道巷宽4.0m，断面11.2m2，直接顶为5m左右厚煤岩互层，原支护为11#矿用工字钢梯形支架，锚杆、菱形网、喷浆联合支护、煤厚2.8m，埋藏平均深度420m，与上部16层采空区层间距为15m，拉门施工150m后，顶板产生离层变形，锚杆失效，喷层脱落，钢棚变形，采用锚杆锚索联合支护，其中锚索为矩形布置：锚索长6.4m，间距1.8m，排距2.0m。

采用锚杆锚索联合支护后，对该段巷道进行观测，每50m一个观测点，共设5个观测点，以便检验锚索支护效果，为锚索支护设计提供依据，以下为实测数据。

表1 实测数据

从观测结果及该巷道回采期间的矿压显现，消除了巷修，杜绝了冒顶、片帮事故，达到了预想的支护效果。

三、锚索施工的规范操作要求

1.采用锚索支护补强时，巷道的基本支护最好选用锚杆，因锚杆支护可以将巷道顶板围岩加固成一个有一定承载能力的平衡拱，使顶板不会产生破碎冒落，锚索将巷道顶板悬吊在上部稳定岩层中，从而达到支护效果。

2.锚索施工可根据巷道具体情况滞后掘进头不超过50m。

3.钻锚索孔时要检查开孔周围的顶板情况，应选择顶板完整的地点开孔。钻眼完毕，用水将眼冲洗干净。然后先放入树脂锚固剂，用钢铰线将锚固剂缓慢送入孔底，用搅拌器将钢铰线与锚杆钻机连接好，开动锚杆钻机，钢铰线将锚固剂均匀搅拌，搅拌时间必须达到锚固剂要求的时间。上好托板（托梁）和锚具，半小时后进行张拉。

4.锚索预紧力不得小于设计值。对锚索预紧力应进行抽查，每100根最少抽查3根，达到设计预紧力为合格，不合格的锚索应重新张拉。

四、锚索支护技术的经济和社会效益

1.减少了巷道的支护、维修和因巷道支护强度不够被压垮影响煤炭生产造成的损失。随着应用范围的扩大，经济效益增加，预计综合经济效益至少1.5亿元；增加了巷道的安全性和可靠性。

2.由于采用锚索支护后，巷道支护强度有了较大的提高，减少了巷道变形量和冒顶次数，改善了工人作业空间，保证了通风需要的断面；降低了木材消耗。

3.由于锚索锚杆支护效果好，费用低，可以全部取代木棚支护；保证了回采工作面的正常衔接；回采工作面顺槽采用锚索支护补强后，由于巷道支护强度提高，可以取消在回采中工作面的过溜抬棚，减少回采时端头维护量和维护时间，延长回采工作面的出煤时间，提高回采工作面单产，减少工序，降低工人劳动强度；有利于巷道布置。

4.以前由于巷道支护困难，不得不加大巷道间的煤柱尺寸，既浪费资源，降低了经济效益，又使巷道布置不合理，采用锚索支护技术后可以减少煤柱尺寸，合理布置巷道，提高了煤柱的回收率。

(作者单位：黑龙江龙煤矿业集团双鸭山分公司)

（责任编辑：李元）