锚杆(索)支护在马临公司的应用

摘要：针对我国南方地层埋藏浅的特点，在采面上下顺曹掘进施工中进行增大锚杆索间、排距支护改革，取得了良好效果。

关键词：锚（杆）索支护；马临公司；应用；

【分类号】：TU753

锚（杆）索支护方式的使用，其最大优点是支护本身与围岩构成共同承载整体，充分利用了围岩的自承力，使掘进顶板管理安全状况得到了根本性好转。而且，锚（杆）索支护材料简单、重量轻、安装容易、成本低，可以大大节约巷道掘进的一次性投入。马临公司依据本矿煤层顶板地质条件及围岩应力状况，经过六个月的改革试点，共计掘进巷道1711m，节约资金26.56万元。施工过程中无一例轻伤以上顶板事故。这里把改革情况简要叙述如下：

一、施工巷道围岩性质

支护改革所选巷道为C8煤层回采巷道。C8煤层上部由0.05～1.20m厚的水云母粘土岩夹矸将其分为二个分层，上分层煤厚在0.30m左右，下分层煤厚在1.20～1.80m之间，全煤层厚1.20～2.29m，平均1.82m。直接顶主要由粉砂岩和细砂岩构成，厚2.0～2.5m，老顶为砂质泥岩，厚3.0～5.0m。C8煤层顶板冒落带最大高度2.29～4.58m。

二、锚杆（索）使用情况

（一）锚杆（索）主要技术参数

本公司所用锚杆主要为山东焱鑫矿用材料加工有限公司生产的“等强螺纹钢式树脂锚杆金属杆体”，其主要技术参数为：①杆体公称直径18～20mm；②杆体长度1600～2200mm；③杆体最小屈服强度335Mpa；④杆体最小抗拉强度490 Mpa；⑤杆体最小锚固力105KN。锚索主要为贵州省遵义市钢绳厂生产的钢绞线，直径16mm，长度6000mm。

（二）锚杆（索）使用情况

在二水平中央采区一区段2081和2082机、风巷使用中，锚杆布置间、排距为0.8～1.0m，平均锚杆消耗量为1.43根/m2。在2081风巷，施工断面为10.5 m2的梯形断面，下宽3.7m，矮帮高2.3m，高帮高3.36m。锚杆布置：顶板每组5根，间距0.825m，排距0.8m，平均锚杆消耗量1.69根/m2；矮帮每组3根，间距0.8m，排距0.8m，平均锚杆消耗量1.63根/m2；高帮每组4根，间距0.8m，排距0.8m，平均锚杆消耗量1.49根/m2。锚索布置：锚索仅布置在巷道顶板，排距1.6m，每组2根，平均锚索消耗量1.25根/m。2081风巷平均每掘进一米需消耗锚杆15根，锚索1.25根。若合理加大锚杆间、排距，2081风巷顶板、高帮、矮帮各减少锚杆1根，同时增大锚杆排距为1.0m，锚索排距为2.0m，则平均每掘进一米巷道节约锚杆6根，节约锚索0.25根。

三、加大锚杆间距（或排距）的可行性分析

根据《采矿工程设计手册》中单体锚杆悬吊作用计算，安全锚杆间、排距（a）为：

显然，本矿C8煤层回采巷道支护中，若选用上述锚杆支护，则锚杆间距（或排距）只要小于或等于1418mm（即1.418m），在使用安全方面是可行的。

四、1085、2083机风巷支护参数确定

1085、2083机风巷计划均采用锚杆（索）支护，施工断面为梯形断面，净断面10.4 m2，下宽3.7m，矮帮高2.3m，高帮高3.36m。锚杆布置：顶板每组4根，间距1.1m，排距1.0m，平均锚杆消耗量1.038根/m2；矮帮每组2根，间距1.2m，排距1.0m，平均锚杆消耗量0.869根/m2；高帮每组3根，间距1.2m，排距1.0m，平均锚杆消耗量0.892根/m2。

以上所选锚杆间、排距1.1 m（1.2m）、1.0m，均小于1.418m，符合安全规定。

锚索支护参数选择。锚索支护是在对巷道顶板采取锚杆等支护方式基础上的加强支护方式，作用主要是防止直接顶脱落。直接顶主要由粉砂岩和细砂岩构成，厚2.0～2.5m，老顶为砂质泥岩，厚3.0～5.0m。经多年观测，C8煤层顶板冒落带最大高度为2.29～4.58m，于是选择直径16mm、长6m的钢绞线为所用锚索。其布置方式为间距1.5～2.0m，排距为2倍锚杆排距，本矿取：间距1.5m，排距2.0m。

五、1085、2083机风巷支护改革后预计节约投入

（一）节约锚杆投入

1085、2083机、风巷进行支护改革后，锚杆消耗量与2081风巷比较，顶板支护节约量为：1.69-1.038 =0.652（根/m2）；矮帮支护节约量为：1.63-0.869=0.761（根/m2）；高帮支护节约量为：1.49-0.892 =0.598（根/m2）。

1085、2083机、风巷计划施工4000m，施工断面为梯形断面，下宽3.7m，矮帮高2.3m，高帮高3.36m。于是，根据下式可以计算出四条巷道施工结束能节约锚杆投入数量：

T =总工程量×（巷宽×顶板支护节约量+矮帮高×矮帮支护节约量+高帮高×高帮支护节约量）

=4000m×（3.7m×0.652根/m2+2.3m×0.761根/m2+3.36m×0.598根/m2）=24688根

上述锚杆每根市场价格约33元，于是，可节约锚杆资金投入

Q1=24688根×33元/根=814704元=81.4704万元

（二）节约锚固剂投入

锚杆支护中锚杆必须配合锚固剂使用，每根锚杆平均消耗锚固剂2.5节，锚固剂市场价3元/节，每打一根锚杆需消耗锚固剂折合人民币7.5元。

于是，节约锚固剂资金投入

Q2=24688根×7.5元/根=185160元=18.516万元

六、问题与建议

1085、2083机、风巷进行支护改革后，预计总工程4000m巷道竣工可节约资金投入106.56万元人民币，数目可观。然而，在锚网索支护中，加大锚杆间、排距后，锚杆控制点减少，网格单元加大，容易产生兜网现象。给施工中工程质量的管理提出了更高的要求。

（一）1085、2083机、风巷计划采用综掘机掘进，要求尽可能割平顶底板和两帮，帮、顶找平后再进行打眼工作，为布网平整创造良好条件。

（二）锚眼布置严格按设计间、排距规格拉线作业，确保眼孔成排成行；若遇顶板离层或局部顶板较破碎时应适当减少锚杆（索）间、排距，加大锚杆（索）支护密度。

（三）若顶板离层、破碎，易冒落时必须改用可缩性金属支架进行支护，并用木材绞架接顶，用背木、竹笆背严两帮，严防大面积冒顶事故发生。

（四）顶网、帮网分别用8#、12#冷拨丝（或PPN塑料网）编制，其规格应与间、排距加大后的锚孔相对应，确保网间搭接互错200mm。

（五）布网必须平整并紧贴顶板、两帮，不松动，不皱折，确保顶板来压时支护受力尽可能均匀可靠。

（六）安装锚杆工作严格按操作归程要求完成安托板、装药、搅拌、紧固锚杆等工序，确保安装后锚杆紧固、托板紧贴顶板或两帮。

（七）装药时药卷必须捅破并搅拌均匀，同时确保药量不得少于规程规定。

（八）所选锚杆、金属网、塑料网和锚固济等必须为正规厂家生产的取得国家质量认证的并有煤安标志的物资，严防假冒伪劣物质进入库房和井下。