锚杆与锚索施工工艺

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锚杆与锚索施工工艺

锚杆与锚索支护施工工艺包括施工机具选择与配置,施工人员组织,施工工序安排,安排技术措施等内容。根据巷道地质与生产条件,合理配置施工机具与施工人员,安排锚杆支护各工序的顺序和时间,并与巷道掘进、运输等环节相配套,实现施工工艺的优化,是保证锚杆支护施工质量、提高施工速度的总要途径。

一、锚杆施工工艺

巷道施工工艺包括掘进与支护两大部分

1、巷道掘进与临时支护

巷道掘进时一个非常重要的环节。一方面影响成巷速度,另一方面,巷道成型质量直接影响锚杆、锚索支护各构件的安装预支护性能的发挥。

为了保持巷道围岩的完整性与稳定性,减小掘进对围岩的破坏,煤巷应优先采用综合机械化掘进(有关巷道掘进设备与技术在第九章进行专门论述)。如果采用钻爆法掘进,必须采用光面爆破工艺。对掘进有以下要求:

(1)严格按照设计的巷道断面和尺寸施工,不得超挖或欠挖。很多矿区规定,巷道掘进尺寸与设计尺寸相差不得超过200mm。如果因为不可抗拒的原因导致超宽、超高,应根据实际情况变更支护设计,或采区补强加固措施。

(2)保证成形质量,尽量使巷道表面平整、光滑,避免凹凸不平,为锚杆、锚索、钢带等处于较好的受力状态,有利于支护作用的充分发挥。

掘进工作面应采用有效的临时支护,严禁空顶作业。应根据巷道地质与生产条件,确定合理的最大空顶距,并根据围岩条件的变化进行调整。临时支护宜采用有一定初撑力的支护方式,以便能主动、及时地控制空顶范围顶板的破坏与垮落。

2、锚杆支护施工工艺流程

锚杆应紧跟掘进工作面及时支护。锚杆支护施工工艺流程为:掘进出煤,铺、联金属网,上钢筋托梁或钢带,临时支护,钻顶板中部锚杆孔、清孔,安装树脂药卷和锚杆,用锚杆钻机搅拌树脂药卷至规定时间,停止搅拌并等待规定的时间,拧紧螺母达到锚杆设计预紧力。从中部向外依次安装其他顶板锚杆。帮锚杆的施工步骤与顶锚杆基本相同。

锚杆支护施工工艺中,钻孔、搅拌树脂药卷与拧紧螺母为主要工序,其他可作为辅助工序。为了锚杆支护各施工工艺优化。以锚杆施工主要工序进行,减少支护时间,提高安装速度,应合理安排各个工序,进行施工工艺优化。以锚杆施工主要工序:钻孔、搅拌树脂药卷与拧紧螺母为主线,在考虑辅助工序先后的基础上,尽量使辅助工序与主要工序平行作业,合理利用工时,缩短总的住户时间。

为了提高锚杆支护速度,在巷道断面尺寸允许的条件下,应配置两台、甚至多台锚杆钻机同时作业;尽量安排顶板锚杆与帮锚杆同时作业。

3、锚杆支护施工主要工序

锚杆支护施工主要工序为,钻孔与安装锚杆。

1)钻孔

钻孔的质量与速度直接影响锚杆安装质量与速度。

首先,应根据巷道地址与生产条件选择合适的钻具。根据钻进的煤岩体性质选取合适的锚杆钻机、钻头与钻杆的破岩方式(对于软及中硬岩石,一般选择旋转破岩方式),动力源(气动、液压),钻机输出扭矩及推力等;钻头、钻杆的材质与规格型号。根据巷道断面尺寸选取钻机的几何尺寸(最小、最大高度),钻机的长度等。当巷道高度、钻机最小高度、锚杆长度确定不能是吸纳一根钻杆一次成孔时,需要换钻杆,采用长、短钻杆相配合的方式钻孔。为了提高施工速度,应尽量减少换钻

杆的次数。

钻孔应严格按照设计的孔位、孔深与角度进行施工。

(1)锚杆孔位确定了锚杆的间排距,间排距的误差不应超过100mm。

(2)钻孔直径应符合设计要求。避免钻孔过小,杆体不能顺利安装;钻杆过大,影响锚固效果与锚固长度。

(3)钻孔应保持直线,不出现弯曲或台阶,使杆体能顺利插入钻孔。

(4)钻孔深度应严格控制在设计范围内,保证锚杆端头推至孔底后,锚杆尾部螺纹能安装螺母、压紧托板,为锚杆提供足够的预紧力。钻孔深度过大,锚杆端头不能推至孔底,孔底锚固剂不能搅拌,影响锚固长度与效果;钻孔深度过小,锚杆外露太长,螺母不能压紧托板而提供预紧力,极大地影响支护效果。

(5)钻孔角度应严格按照设计控制,误差不应超过5°。过大的锚杆角度,一方面是减少了锚杆的有效作用范围;二是使锚杆的手里状况应差,不利于锚杆支护作用的充分发挥。

(6)钻孔钻进完毕应清孔,清洗干净孔内的煤岩粉。

2)安装锚杆

树脂锚杆的安装工序包括装锚固剂、插入杆体、搅拌树脂锚固剂、等待固化,以及拧紧螺母,使锚杆达到设计预紧力。

(1)装树脂锚固剂。在装树脂锚固剂前,应检查锚固剂是否过期、硬化或损坏,这些锚固剂严禁使用。按设计要求的树脂锚固剂型号、数量、顺序,依此装入钻孔内。

(2)插入杆体。锚杆杆体套上托板并带上螺母,杆尾通过安装器与锚杆钻机机头连接,杆体端部插入已装好树脂锚固剂的钻孔中,升起锚杆钻机,利用杆体将孔

口处的树脂锚固剂送入孔底。

(3)搅拌树脂锚固剂。利用锚杆钻机带动锚杆杆体旋转搅拌树脂锚固剂。树脂锚固剂搅拌是锚杆安装中的关键工序,直接影响锚固效果与安装质量。搅拌树脂锚固剂需要钻机有一定的扭矩,与杆体同钻孔的直径差、锚固长度、毛妒忌的黏度等因素有关。对于加长或全长锚固锚杆,采用低黏度的树脂锚固剂有利于搅拌与安装。搅拌时间树脂锚固剂的类型与技术要求严格控制。搅拌时间过短,树脂锚固剂各组分还没有充分反应,影响固化效果与黏结力;搅拌时间过长,使已凝胶和固化的锚固剂遭到破坏,同样影响锚固效果。同时,要求搅拌过程连续进行,中途不得间断。停止搅拌后,根据树脂锚固剂类型等待一定的时间。

(4)拧紧螺母施加预紧力。等待时间结束后,可采用,锚杆钻机拧紧螺母,压紧托板,给锚杆提供一定的预紧力。此时,宜采用快速安装工艺,即搅拌树脂锚固剂、上托板、拧紧螺母一次完成。当锚杆钻机的扭矩力不能满足锚杆设计预紧力的要求时,必须采取扭矩扳手、扭矩倍增器或锚杆张拉器等设备对锚杆施加预紧力。由于锚杆预紧力对支护效果起决定性作用,因此,锚杆预紧力必须达到设计的数值。

二、锚索施工工艺

与锚杆相比,锚索具有深度大、强度大、可施加较大预紧力的特点。树脂锚固锚索的施工很多方面与锚杆类似。

锚索应紧跟掘进工作面及时支护。锚索支护施工工艺流程为定锚索孔位,钻进锚索钻孔、清孔,往钻孔内装入树脂药卷,用锚索头部顶住树脂药卷并送入孔底,升起钻机并用搅拌器连接钻机和锚索尾部,开动钻机搅拌树脂药卷至规定时间,停止搅拌等待规定时间后收缩钻机卸下搅拌器,等待10-15min,套上托板安装锚具,用张拉设备张拉锚索到设计预紧力。

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