潘一礦東區(qū)：大直徑中空注漿錨桿、索

1、潘一礦東區(qū)中空注漿錨桿、大直徑中潘一礦東區(qū)中空注漿錨桿、大直徑中空注漿錨索及新型改良樹脂錨固錨桿空注漿錨索及新型改良樹脂錨固錨桿現(xiàn)場應(yīng)用情況介紹及經(jīng)驗交流現(xiàn)場應(yīng)用情況介紹及經(jīng)驗交流潘一礦東區(qū) 一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿（改進后）一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿（改進后）二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用四四、新型錨桿、錨索試驗意義、新型錨桿、錨索試驗意義三、三、改良樹脂全長錨固錨桿改良樹脂全長錨固錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿1 1、試驗地點、試驗地點選定選定 為了進一步推廣錨注支護技術(shù)，加大淮南礦區(qū)錨注支護范圍，改善優(yōu)化井下高應(yīng)力巷道

2、支護條件，在中空錨注錨索試驗成功的基礎(chǔ)上，淮南礦業(yè)集團相關(guān)部門進一步研究探索，以求在更大范圍內(nèi)提高淮南礦區(qū)深井高應(yīng)力巷道支護水平。根據(jù)淮南礦業(yè)集團統(tǒng)一安排，樹脂藥卷式中空注漿錨樹脂藥卷式中空注漿錨桿桿工業(yè)性試驗選擇在潘一礦潘一礦東區(qū)東區(qū)- -842m842m東翼東翼1#1#回風(fēng)大巷回風(fēng)大巷進行。一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿2 2、新型錨桿試驗意義、新型錨桿試驗意義注漿壓力是普通錨注體系的2倍以上支護強度是以往普通錨注支護強度的3倍以上支護阻力是以往普通錨注3-10倍新型高強錨注體系已經(jīng)與以往的普通錨注體系不可同日而語，這是此次試驗新型中空錨注錨桿的可行性與必要性之所在。

3、3 3、中空注漿錨桿參數(shù)及支護方案、中空注漿錨桿參數(shù)及支護方案（1）錨桿規(guī)格 中空錨注錨桿長度2500mm，直徑25mm。（2）間排距 中空錨注錨桿間距800mm，排距800mm，每排15根， （3）布置方式 拱部正頂布置1根中空錨注錨桿，其余按放射狀由正頂依次向拱肩、幫部對稱布置，保證錨桿均垂直巖面布置，拱腳處的錨桿距離巷道底板不得大于800mm。 一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿注漿錨桿支護注漿錨桿支護方案圖方案圖4 4、中空注漿錨桿安裝施工、中空注漿錨桿安裝施工一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿鉆孔

4、插入錨注錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿攪拌樹脂錨固劑擰緊螺母產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力注漿5 5、中空注漿錨桿注漿、中空注漿錨桿注漿5.15.1注漿時機的把握注漿時機的把握一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿 由于目前注漿工藝和設(shè)備的復(fù)雜性，注漿難以和迎頭的掘、支施工同時進行，而必須滯后一定距離，隨工作面推進而前進。 巖石是一種流變材料，巷道開挖后其內(nèi)部的應(yīng)力重新分布有一個過程，其原生節(jié)理節(jié)理裂隙的擴張及次生裂隙的形成、發(fā)育也需要一個過程。 這個過程，決定了通過注漿從圍巖內(nèi)部對其進行加固需要滯后開挖一定時間，以便圍巖內(nèi)部形成供漿液向鉆孔周圍擴散的路徑從而獲得比較好的加

5、固效果。由于以上原因，需要滯后巷道掘進迎頭錨注，滯后距離約為20m。5.25.2注漿施工機具的選擇注漿施工機具的選擇一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿 考慮到工人已經(jīng)熟悉，故本次強力錨注試驗繼續(xù)使用潘一礦東區(qū)現(xiàn)有的電動液壓注漿泵和配套的電動漿液攪拌機，注漿終了壓力不低于10MPa。 注漿時間隔12排交替注漿。ZBY-3/16-22型電動雙液注漿泵5 5、礦壓觀測結(jié)果、礦壓觀測結(jié)果 潘一礦東區(qū)-842m東翼1#回風(fēng)大巷采用樹脂藥卷式中空注漿錨桿施工期間，進行了鉆孔窺視、深部位移觀測、巷道表面位移收斂等礦壓監(jiān)測、觀測工作，測站布置如圖所示。一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式

6、中空注漿錨桿5.15.1、鉆孔窺視儀觀察、鉆孔窺視儀觀察 幫部深度1m3m區(qū)段內(nèi)可見多條裂隙發(fā)育帶，完整性較差，幫部超過3m范圍后巖性為泥巖，但相對比較完整，未見裂隙發(fā)育。一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿頂板頂板1m1m處圍巖裂隙發(fā)育處圍巖裂隙發(fā)育頂板頂板2m2m處圍巖節(jié)理發(fā)育處圍巖節(jié)理發(fā)育頂板頂板6m6m處圍巖完整、無裂處圍巖完整、無裂隙發(fā)育隙發(fā)育5.25.2、深部、深部位移觀測位移觀測 1、未進行全長錨注加固區(qū)段內(nèi)，-842東翼1#回風(fēng)大巷巷道頂板下沉量為80mm，幫部偏移量為90mm； 2、通過觀察發(fā)現(xiàn)巷道圍巖淺部基點數(shù)據(jù)與深部基點相差淺部基點數(shù)據(jù)與深部基點相差不大不

7、大，且巷道在三個月時間內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化幅度較大，之后出現(xiàn)相對穩(wěn)定，說明-842東翼1#回風(fēng)大巷圍巖變形以3m3m內(nèi)淺內(nèi)淺部離層變形為主部離層變形為主，巷道變形劇烈期在3個月左右； 3、全長錨注加固試驗巷道區(qū)段圍巖在5個月時間內(nèi)頂板下沉量僅為僅為30mm30mm，幫部偏移量為為40mm40mm，分別為未全長錨注加固段巷道變形量的巷道變形量的37.5%37.5%和和44.444.4% %。一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿5.35.3、巷道表面位移觀測、巷道表面位移觀測 該表面位移觀測采用“十字斷面法”收集表面收斂數(shù)據(jù)。如下圖所示，通過對比可以看出錨注支護效果，在未錨注支護強度巷道

8、內(nèi)，圍巖變形量隨時間推移不斷加大，五個月內(nèi)，一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿未錨注支護強度巷道表面位移觀未錨注支護強度巷道表面位移觀測曲線測曲線錨注支護區(qū)段巷道表面位移觀錨注支護區(qū)段巷道表面位移觀測曲線測曲線注漿日期頂板下沉量達125mm，兩幫移近量達195mm，且變形速率沒有衰減的趨勢，表明巷道仍處在不穩(wěn)定階段。 在全長錨注支護巷道區(qū)段內(nèi)，在對中空注漿錨桿注漿前一個月時間里，兩幫變形量為43mm，平均速度1.5mm/d，頂板下沉量30mm，平均速度1mm/d；采用中空注漿錨桿支護并注漿完成四個月時間內(nèi)，兩幫移近量僅為兩幫移近量僅為22mm22mm，頂板下沉量頂板下沉量20

9、mm20mm，且變形速率隨時間推移呈現(xiàn)明顯下降趨勢，說明利用樹脂藥卷式中空注漿錨桿對巷道的錨注支護有效的維護了巷道穩(wěn)定。一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿6 6、工業(yè)性試驗工業(yè)性試驗意義意義 -842東翼1#回風(fēng)大巷圍巖強度低、埋深大，地壓大，對于此類高應(yīng)力軟巖巷道的支護采用傳統(tǒng)的支護方式難以保證巷道的正常使用，通常在掘進迎頭50m后，噴漿層開裂嚴重，隨之頂板下沉、底板底臌，兩幫偏移，鋪設(shè)的軌道出現(xiàn)明顯歪斜，影響到正常使用，其持續(xù)發(fā)展不僅造成巷道圍巖進一步松動破壞，加劇巷道斷面收縮，引起支護體系發(fā)生整體破壞，形成惡性循環(huán)。 采用中空錨注錨桿加固高應(yīng)力軟弱圍巖巷道，改變-842

10、東翼1#回風(fēng)大巷原有支護方式，是對深井不同地質(zhì)條件下的新的技術(shù)途徑，同時也檢驗了新型中空錨注錨桿在淮南礦區(qū)井下廣泛存在的軟弱巖層控制的適用性，通過潘一礦東區(qū)中空錨注錨桿工業(yè)性試驗取得了很重要的成果和寶貴的經(jīng)驗。一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿7 7、中空注漿錨桿試用改進意見中空注漿錨桿試用改進意見 通過對現(xiàn)場錨桿組裝、安裝過程、錨桿銹蝕情況、拉拔力試驗情況進行總結(jié)分析，我礦對錨桿提出以下改進建議： （1）存在錨桿體孔內(nèi)的銷釘占據(jù)了部分注漿孔內(nèi)空間，增加了注漿阻力。建議使用帶有墊片的阻尼螺母。 （2）止?jié){塞直徑、長度偏小，現(xiàn)場施工中沖擊鉆打出的孔口呈喇叭狀或不規(guī)則的，最大處直

11、徑達到54mm，無法阻止?jié){液流出。一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿一、樹脂藥卷式中空注漿錨桿 （3）錨桿生銹較嚴重，一天后錨桿表面完全銹蝕成紅色，應(yīng)采取主動防銹措施。 （4）錨桿尾部增加絲堵或其他保護措施，防止噴漿堵塞注漿口。我礦人員在進行中空注漿錨桿拉拔試驗1 1、施工地點、施工地點 大直徑中空注漿錨索地錨注漿加固試驗地點選在潘一礦東區(qū)-848m東翼軌道大巷中進行，試驗段長度為60m，于2013年2月開始施工。二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用中空注漿錨索底板加固試驗段2 2、研究現(xiàn)狀、研究現(xiàn)狀 針對淮南礦區(qū)

12、埋藏深、底板應(yīng)力高、變形大，傳統(tǒng)錨索難以適應(yīng)劇烈大變形的支護現(xiàn)狀，淮南礦業(yè)集團急需高強度、高剛度、大變形的新型錨索，在參照目前國內(nèi)外錨桿支護材料性能的基礎(chǔ)上研究適用于淮南礦區(qū)的高強支護材料，29大直徑中空錨注錨索及附件和與其配套施工機具的研制被提上日程。二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用3 3、大直徑中空注漿錨索性能參數(shù)、大直徑中空注漿錨索性能參數(shù)二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用29mm的中空錨注錨索由9根7mm的螺旋肋鋼絲組成每根7mm的螺旋肋鋼絲的最小破斷力為64.3KN29mm的中空錨注錨索最小破斷力為578.

13、7KN（或29中空注漿錨索最小破斷載荷為59.1T），稱作60T級中空注漿錨索序號序號名稱名稱參數(shù)參數(shù)1鋼絲公稱直徑（mm）7.02錨索索體直徑（mm）293錨索長度（mm）53004安裝孔徑（mm）385破斷強度（MPa）16706屈服強度（MPa）15007延伸率5%8破斷力（KN）6009樹脂錨固長度（mm）10001500二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用2929中空錨注錨索主要技術(shù)參數(shù)中空錨注錨索主要技術(shù)參數(shù) 中空注漿錨索索體由三部分組成，上部實心段用于攪拌樹脂實現(xiàn)端錨；中間段內(nèi)有軟性芯管，便于錨索彎曲和注漿，中間段與上部實心段具有出漿口；錨索尾

14、部為緊固段。中空中空注漿注漿錨索的斷面圖錨索的斷面圖2929張拉鎖緊錨注錨索實物圖張拉鎖緊錨注錨索實物圖二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用4 4、大直徑中空注漿大直徑中空注漿錨索支護錨索支護方案方案 29中空錨注錨索在巷道底板布置方式“3-3”，在距離兩幫1000mm的巷道底板分別進行安裝施工，間排距為20001500mm，中間“3-3”布置淺空注漿，間排距為20001500mm 。如下圖所示。深孔注漿72小時后，采用36U型鋼梁將每排2根錨索組合，然后上小托板、鎖具張拉錨索。二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用29中空

15、錨注錨索在巷道底板布置方式5 5、新型巷道底板中空錨索注漿加固工藝、新型巷道底板中空錨索注漿加固工藝二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用原注漿方案存在問題原注漿方案存在問題、封孔采用水泥砂漿+棉紗容易造成封孔不嚴，導(dǎo)致跑漿、漏漿；、采用水泥砂漿+棉紗封孔的傳統(tǒng)封孔方式，在反作用力作用下，容易出現(xiàn)頂出錨索現(xiàn)象，造成錨索注漿加固失敗、采用花管進行正向注漿，錨索孔內(nèi)的殘余空氣、積水在正向注漿壓力的作用下形成反作用力，導(dǎo)致注漿孔注不實，錨索形成不了全長錨固；、花管正向注漿產(chǎn)生的反作用力同注漿泵產(chǎn)生的注漿壓力相等，從而造成注漿壓力無法太大，形成不了高強錨注（注漿終孔壓

16、力35MPa），導(dǎo)致底板治理效果大打折扣。二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用中空注漿錨索中空注漿錨索+專用橡膠止?jié){塞的底板專用橡膠止?jié){塞的底板錨索注漿新工藝錨索注漿新工藝優(yōu)點優(yōu)點、中空錨索自帶端頭出漿孔，注漿為反向注漿方式，不產(chǎn)生氣穴，漿液充填嚴實，能很好的形成全長錨固； 、采用專用橡膠止?jié){塞+水泥砂漿封孔形式，止?jié){塞受高壓作用，變形擠壓，形成自鎖，起到很好的封孔作用，能達到很高的注漿壓力（一般注漿終孔壓力達到810MPa以上）形成高強錨注，對底板治理效果形成高強錨注，對底板治理效果顯顯著著增強增強，節(jié)約支護成本，節(jié)約支護成本二、大直徑中空注漿錨索在地錨中

17、的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用新型巷道底板中空錨索新型巷道底板中空錨索注漿加固工藝創(chuàng)新點注漿加固工藝創(chuàng)新點采用中空錨索底板注漿加固，錨索布置于錨索孔正中，受力均勻中空錨索為反向注漿，注漿不產(chǎn)生氣穴，能形成全長錨固采用圓錐形橡膠止?jié){塞+水泥砂漿封孔能形成很好的自鎖狀態(tài)，注漿壓力大大提高中空錨索底中空錨索底板注漿加固板注漿加固示意圖、止示意圖、止?jié){塞剖面圖漿塞剖面圖6 6、礦、礦壓壓觀測觀測 該處礦壓觀測主要采用表面位移觀測法，測站位置布置如圖所示。二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用礦壓觀測站點布置圖二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中

18、空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用 表面位移觀測采用“十字斷面法”收集表面收斂數(shù)據(jù)。測站布置如下圖所示?！笆謹嗝娣ā睖y站布置圖 表面位移觀測采用“十字斷面法”收集表面收斂數(shù)據(jù)。測站布置如下圖所示。“十字斷面法”測站布置圖 如圖所示，在底板中空注漿錨索注漿前30天內(nèi)，底臌變形量為35mm，速率為1.2mm/d，底板注漿后90天內(nèi)底臌變形量僅為25mm，變形速率僅為注漿前25%。二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用二、大直徑中空注漿錨索在地錨中的應(yīng)用01020304050607005101520253035404550556065707580859095 100 105 110 115 120底臌量底臌量

19、/mm天數(shù)天數(shù)/d錨注支護區(qū)段巷道錨注支護區(qū)段巷道底板底板位移觀測曲線位移觀測曲線注漿注漿1 1、施工地點、施工地點 潘一礦東區(qū)使用改良錨固劑錨桿的試驗地點為： 西翼軌道大巷斷面及錨桿布置規(guī)格為：三、改良樹脂全長錨固錨桿三、改良樹脂全長錨固錨桿先期試驗地點為西翼軌道大巷；后期推廣全礦使用，已使用巷道長度45004500米。 凈斷面5.6m*4.5m； 錨桿間排距800*800mm2 2、使用原理及控制原理、使用原理及控制原理三、改良樹脂全長錨固錨桿三、改良樹脂全長錨固錨桿使用原理使用原理：樹脂全長錨固是對原有的錨桿支護技術(shù)的改進，使用時，將巷道頂部原來使用的2卷Z2860改為3卷新型的Z286

20、0錨固劑，將幫部原來使用2卷Z2860改為4卷新型的Z2560錨固劑，以此來達到全長錨固錨桿（即將端錨改為全錨）。控制機理控制機理：全長錨固使錨桿的剛度增強、阻力增大、生效快，對圍巖變形具有較高的徑向控制力，能及時發(fā)揮圍巖的自承能力，有效控制巷道圍巖的變形和破壞。3 3、礦壓觀測、礦壓觀測 為了檢驗樹脂全長錨固使用效果，我們在-848m西翼軌道大巷采用“十字斷面法”對該巷表面位移進行觀測。通過收集、對比表面收斂數(shù)據(jù)，可以看出全長錨固支護效果。三、改良樹脂全長錨固錨桿三、改良樹脂全長錨固錨桿“十字斷面法”測站布置圖 如下圖所示在未進行全長錨固支護的巷道區(qū)段內(nèi)，圍巖變形量隨時間推移不斷加大，六個月

21、內(nèi)，頂板下沉量達六個月內(nèi)，頂板下沉量達230mm230mm，兩幫移近量達，兩幫移近量達450mm450mm，噴漿層開裂嚴重，且變形速率沒有衰減的趨勢，表明巷道仍處在不穩(wěn)定階段（正在進行修護）。 在全長錨固支護巷道區(qū)段內(nèi)，頂板下沉量頂板下沉量70mm70mm，兩幫變，兩幫變形量為形量為130mm130mm。采用全長錨固錨桿支護，巷道變形量明顯減小，噴漿層開裂也不明顯，巷道支護狀況得以改善，說明利用樹脂全長錨桿支護有效地提高了巷道的穩(wěn)定性。三、改良樹脂全長錨固錨桿三、改良樹脂全長錨固錨桿03060901201501802102402700102030405060708090100110120130

22、140150160170180190頂板變形量頂板變形量/mm時間時間/d0510152025303540455055606570750102030405060708090100110120130140150160170180190頂板變形量頂板變形量/mm時間時間/d三、改良樹脂全長錨固錨桿三、改良樹脂全長錨固錨桿未進行全長錨固支護的巷道區(qū)段內(nèi)頂板下沉量全長錨固支護的巷道區(qū)段內(nèi)頂板下沉量三、改良樹脂全長錨固錨桿三、改良樹脂全長錨固錨桿03060901201501802102402703003303603904204504800102030405060708090100110120130140150160170180190兩幫移近量兩幫移近量/mm時間時間/d01020304050607080901001101201301400102030405060708090100110120130140150160170180190兩幫移近量兩幫移近量/mm時間時間/d未進行全長錨固支護的巷道區(qū)段內(nèi)兩幫移近量全長錨固支護的巷道