浅谈注浆锚索在华亭煤矿的应用
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摘 要：华亭煤矿250103工作面自开采以来，工作面及两顺槽经常受强矿压的影响，由于250103回风顺槽比邻250101工作面采空区，巷道变形尤为严重，尤其是部分巷道反复多次遭受强矿压冲击，巷道两帮及巷顶煤体极为破碎，高强度的锚网支护已不能满足巷道支护要求。在此现状下，华亭煤矿引进注浆锚索，并在实际应用中取得了较好的成效。
关键词：强矿压冲击；煤体破碎；注浆锚索
中图分类号：TD35 文献标识码：A
250103工作面是华亭煤矿2501采区第三个回采工作面，开采煤层为煤5C层，地面标高为+1457～+1620米，地面位置在4号～9号勘探线之间，北面是杨家山，南面是石家新庄、曹园，南距北河215米；井下位置及四邻采掘情况：工作面运输顺槽标高为+828.932～+987.079米， 回风顺槽标高为+870.407～+998.050米；工作面南部以采区大巷保护煤柱为界， 北部以华砚矿二水平北翼大巷保护煤柱为界，西部与250101运输顺槽保护煤柱为界，东部以运输顺槽与未采动区为界。
华亭煤矿250103工作面回风顺槽埋深最大800m，属于深井开采的沿空巷道，由于受到强冲击地压的影响，巷道变形严重，尤其是实体煤侧巷帮在强矿压反复冲击及超前支承压力的影响下，变形非常严重，导致巷道断面严重缩小，阻碍了250103工作面的正常生产。
2 注浆锚索在华亭煤矿的实际应用
2010年下半年，华亭煤矿引进了高强度注浆索锚对250103工作面回风顺槽煤壁侧进行加固。
2.1 加固方案设计
实体煤侧煤帮加固采用高强锚注支护进行加固，注浆锚索布置采用“之”字形布置方式，即每排打设两根注浆锚索，排距800mm，注浆锚索规格为φ22×6000mm，肩窝处锚索与水平呈10°角朝上打设，第二根锚索与水平呈4°角打设，底角锚索与水平呈4°角下扎，中间锚索与帮垂直打设，每根锚索分别采用1卷K2550和1卷Z2550树脂药卷进行锚固。
加固方案设计图见图1：
2.2 注浆锚索的主要技术参数：
（1）锚索索体直径： 22mm
（2）长度： 6000mm
（3）安装孔径： φ32～φ35
（4）强度及破断力： 1760MPa 420KN
（5）树脂锚固长度： 1000～1500mm
（6）注浆压力： 不低于5.0MPa
2.3 水泥添加剂
水泥添加剂的选用及用量直接影响着锚注加固的效果。添加剂采用ACZ-Ⅰ型水泥注浆添加剂，其主要用途是在对围岩进行锚注加固时对水泥基注浆材料起到减水、增塑、增强、微膨胀作用，克服目前水泥浆水灰比高、强度低、硬化收缩、泵送阻力大、稳定性较差等问题。将ACZ-Ⅰ型水泥注浆添加剂按一定比例加入到525#水泥中配成锚注加固注浆材料可以大大改善锚注加固的效果，按水灰比0.5：1，在锚固长度仅为300mm的情况下，拉拔力可达到110kN，比净浆提高了2倍多。
2.4 高强度注浆锚索的优点：
（1）采用高强注浆锚索支护，可以利用浆液封堵围岩裂隙，隔绝空气，防止围岩风化，且能防止围岩被水浸湿而降低围岩的本身强度；
（2）注浆后浆液将松散破碎的巷帮胶结成整体，从而改善了巷帮的内聚力、内摩擦角及弹性模量等物理力学性质，进而提高了巷帮的整体强度，实现利用围岩本身作为支护结构的一部分；且与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易产生破坏；
（3）高强注浆锚索破断力42t以上，在安装过程中采用锚固剂进行端头锚固，并采用高预紧力紧固（达10t以上），因此，在不注浆的情况下也能立刻承受较大载荷作用，能够有效提高支护结构的整体性和承载能力；
（4）高强注浆锚索采用高预紧力紧固及封孔，因此可以实现高压注浆（最高7MPa），大大提高了浆液扩散半径和对破碎围岩的压密作用，从而提高了围岩的承载能力；
（5）采用高强锚注支护，锚索由端锚变成了全长锚固，浆液固化后首先锁定了预紧张拉时施加的预紧力，大大提高了锚固强度和锚固可靠性，能够有效传递载荷，提高支护体承载轴向约束及径向约束的作用，避免锚索因动压影响而被剪断或拉断。
3 高强度注浆锚索在华亭煤矿实际应用总结
高强度注浆锚索初期在华亭煤矿250103回风顺槽1200m-1400m处使用，随着工作面的推进，此段巷道受矿压冲击的力度逐渐加大，受冲击次数日益频繁，通过对比观察，在使用了高强度注浆锚索的巷侧变形量明显小于周边巷道，煤体的完整性也得到了较好的保护。但在采煤机采至有注浆锚索加固的区域时，对采煤机割煤有一定的影响，需对割煤速度略做调整。
参考文献
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