预应力锚索全长锚固技术

预应力锚索全长锚固技术

锚索具有锚固范围大、预应力大、强度高等特点，是复杂困难条件巷道支护或加固的重要手段，在深井巷道、软岩巷道中被大量采用。目前，煤矿巷道使用的锚索主要有两种：一种是树脂端锚锚索，这种锚索采用树脂药卷端部锚固，张拉施加预紧力，施工便捷，但因端部树脂锚固存在手套效应、树脂过搅或搅拌不充分等问题，锚索常出现随顶板下沉而下滑，其性能得不到充分发挥；其次端锚锚索在锚固端与锚具之间受到较高的拉力，当受到径向方向的岩层错动时，锚索易发生拉剪破坏，造成索体破断，存在安全隐患。另一种是注浆锚索，这种锚索对封孔止浆工艺技术要求高，施工繁琐；其次是注浆材料和注浆设备技术不过关，稀浆容易漏；稠浆容易堵塞注浆设备。为此，山东安科矿山支护技术有限公司经过两年多的研究，开发了预应力锚索全长锚固支护技术，实现了锚索全长锚固快速施工，大幅提高了锚索支护的安全可靠性。

一.原理

预应力锚索全长锚固技术是在原中空锚注技术基础上对中空注浆锚索、注浆材料和注浆设备进行改进而形成的新型巷道支护技术。它使用大孔径注浆芯管的注浆锚索、专用无机注浆锚固料和高压注浆设备。锚索先在迎头进行树脂端锚，不用封孔，张拉预紧施加预应力，立即起到支护作用，在滞后迎头向锚索的中空结构注入无机锚固材料，当孔口流出无机锚固剂时停止注浆实现锚索的全长锚固，从而改变了锚索的受力状态，提高了锚索对围岩的支护效果。

二.配套产品

预应力锚索全长锚固技术现已形成了一套成熟的施工工艺以及配套的支护

材料和设备。

1.全锚锚索

新型大孔径芯管中空注浆锚索是在原中空注浆锚索基础上的改进与升级，具有以下突出优点：

（1）锚索强度高，破断强度≥1860MPa；

（2）索体中空结构，自带注浆芯管，反向出浆，无需排气即可全锚；

（3）锚索上部采用树脂端锚，施加预应力，安装后可以及时承载；（4）中空锚索芯管孔径增大，孔径截面积提高70%，显著降低稠浆流动阻力。

2. MZM-70 无机注浆锚固料

高强注浆锚固料克服传统注浆料粘性低、流动性大的缺点，新型锚固料具有以下优点：

（1）稠浆受扰动液化流动，泵送阻力低；

（2）静止触变性好，可泵停浆停，锚固料不会从孔口自动流出；

（3）硬化不收缩，锚索孔充填密实；

（4）初凝时间长，泵送时间充足；

（5）早期强度高，固结强度高，1d抗压强度可达25MP a，28d抗压强度可达70MPa。

3.高压注浆设备

ZBQ-8/7型矿用气动注浆泵，该泵具有压力高（20MPa）、适应稠浆等突出优点，此外该泵为气动泵、体积小、重量轻、移动方便、易拆卸清洗等优点，专用于高压注高浓度锚固料。

主要技术参数：

最大注浆压力为：15MPa;

流量： 8L/min

耗风量：5m3/min

三．技术优势

随着煤矿开采深度的增加，巷道支护难度越来越大。预应力锚索全长锚固技术是针对现有树脂锚索存在的问题开发的新型支护技术，具有以下优势：（1）实现了锚索的全长锚固，不会出现退锚、锚索下滑的现象，支护的可靠性比端锚大幅提高；

（2）全长锚固锚索的抗剪强度提高50%以上，锚索不易发生拉剪破坏；

（3）锚索安装与树脂锚索一样快捷，根据设计要求施加预应力；

（4）施工锚索与注浆锚固平行施工，不影响成巷速度。

（5）预应力锚索全长锚固锚索具有变形吸能大，抗冲击动压强，对于有冲击倾向的回采巷道可以显著提高巷道的抗冲击能力。

四．施工工艺

1.锚索安装

与普通树脂端锚锚索施工相同。在巷道围压上钻孔、清孔，放入锚固剂，再用大孔径中空注浆锚索将锚索剂推入孔底，用锚杆钻机搅拌树脂，安装托盘、锚具后，张拉预紧，锚索立即承载，起到支护作用。

2.注浆全锚

向搅拌桶注入清水与复合注浆锚固料，搅拌均匀，锚固料塑性状态好，成膏体状。将稠浆泵放在搅拌桶侧槽里，安装好注浆管路，将锚索六方柱卸下，接好注浆连接器，开泵注浆，孔口漏浆即停泵，每根锚索需要2-3min完成注浆。