深部高地壓巷道錨索支護技術對策

　　當前，隨著礦井的不斷延深，地質條件與采礦條件較淺部發(fā)生較大變化，錨索支護技術暴露出越來越多的問題，如：深井高地壓錨索支護巷道的變形難以有效控制，巷道垮落及巷道支護事故不斷增多，錨索布置密度己增加到不能再增加的程度，鋼絞線的直徑己經(jīng)增大到22-28mm。錨索支護的實際情況也表明，現(xiàn)有的錨索支護技術己經(jīng)不能滿足煤礦深部高地壓巷道的支護要求，急需提出技術改進對策來與其相適應，從而保證深井高地壓巷道的安全高效支護。
　　 1 孔壁注漿錨索
　　現(xiàn)在的錨索支護技術即錨索的布置、錨索的支護參數(shù)、錨索的組合結構、錨索的安裝機具等，不能滿足深井巷道圍巖控制與支護的技術要求。因此，需要就錨索的錨固結構、錨固工藝、組合結構等進行技術改進。
　　目前我國煤礦大量使用的小孔徑樹脂錨固預應力錨索存在錨固劑深部無法充分攪拌、錨固長度受巷高限制等問題，從而導致錨固性能與錨固力的不確定性[1]。為了解決現(xiàn)有煤礦錨索錨固技術中存在的問題，國內近年來研制出了中空注漿錨索，雖然在一定程度上克服了現(xiàn)有錨索的上述缺點，但也存在索體破斷力低、注漿孔易堵塞、成本高等缺點。
　　孔壁注漿錨索可以避免上述現(xiàn)有技術所存在的缺陷，其桿體仍采用高強度預應力鋼絞線，通過合理設置注漿孔對鋼絞線與孔壁之間的環(huán)狀間隔進行注漿，保證注漿通道暢通，以便能夠壓注較高粘度、較低水灰比的砂漿，漿液析水率低，結石體強度較高，注漿堵塞可能性低，可以提高錨索的錨固強度，并降低錨索制造成本[2]。
　　孔壁注漿錨索由鋼絞線與錨索注漿墊板、孔口管、密封圈組成。錨索注漿墊板上鉆錨索孔，用以安裝鋼絞線。同時，錨索注漿墊板上還鉆有注漿孔，注漿孔為一直角彎孔，其一端與錨索孔墊板中間的錨索孔相連通，另一端安裝注漿管，對錨索孔進行注漿。孔口管與錨索墊板焊接在一起?？卓诠苌宪囉袦喜?，可以安裝密封圈，用以封堵孔壁間隙，阻止注漿液從孔口管與孔壁之間的間隙泄漏。錨索墊板上的鋼絞線安裝孔車有臺階，里面安裝有特制的鋼絞線密封圈，用以堵塞鋼絞線與墊板錨索孔之間的漿液泄漏。
　　孔壁注漿錨索是在現(xiàn)有的錨索安裝技術及安裝工藝基本不變的情況下，在錨索完成部分長度的樹脂錨固以后，通過安裝兼有封孔、注漿、墊板三重功用的錨索注漿墊板，實現(xiàn)通過錨索孔注漿的錨索全長錨固。與己有技術相比，孔壁注漿錨索具有以下創(chuàng)新性和先進性：1通過采用高強度預應力鋼絞線作為錨索桿體，保留了煤礦巷道支護錨索的優(yōu)良的機械性能和錨固性能，提高了錨索的支護強度和破斷力;2采用孔壁注漿錨索，錨索的錨固深度和錨固長度不受限制;可有效提高錨索的錨固強度;3錨索的錨固介質的粘結性能及錨索的錨固質量穩(wěn)定可靠;4通過錨索孔內鋼絞線與孔壁之間的環(huán)狀通道進行注漿，注漿通道暢通，提高錨索的注漿效率;5孔壁注漿錨索制造成本較低。
　　 2脹殼式機械錨固錨索
　　目前煤礦井巷支護中采用的樹脂錨固錨索存在如下問題：一是錨固劑安裝困難，有的錨固劑不能全部順利地到達錨固位置，造成錨索部分失錨;二是受到巷高限制，錨索的錨固長度受到限制，進而限制了錨索錨固力的提高;三是錨固劑包裝袋不能全部攪拌碎，影響和降低錨索粘結力。
　　脹殼式錨索屬于端頭式機械錨固錨索，可以避免樹脂錨固錨索在實際使用中所遇到的上述問題。脹殼式錨索由鋼絞線、錨頭、鋼絲套、錐形壓套、錐形瓣殼、彈簧片等構成。鋼絲套套裝在鋼絞線上，在鋼絲套外面安裝錐形壓套。錐形壓套通過相應模具的高壓碾壓，將錐形壓套通過鋼絲套與鋼絞線緊密地咬合在一起。
　　 3 錨索組合箱形梁及其聯(lián)接
　　采用箱形梁結構作為錨索的組合梁，可以大幅度提高錨索組合結構的強度和剛度。為此，將現(xiàn)在的槽鋼梁改為箱形梁。箱形梁可用7號π型鋼梁與扁鋼組合焊接而成，也可采用其他型鋼焊接組合而成。這種箱形梁，如果采用間距為lm的三點式加壓試驗，其抗彎強度可達到100kN左右，比普通槽鋼梁的抗彎強度提高5-10倍。目前組合錨索的結構主要是槽鋼梁與錨索組成錨索析架：一梁二索或一梁三索。這在土程力學分析上可以稱之為兩跨梁結構。如果假設巷道頂板壓力是均勻地作用十錨索梁上，則這種組合錨索結構可以簡化為承受均布載荷的兩跨梁。
　　 4 結束語
　　通過對錨索錨固機理、錨固結構及錨固工藝等進行基礎性實驗研究，提出了以孔壁注漿錨索技術為核心的煤礦深部高地壓巷道錨索支護技術改進對策，包括：孔壁注漿錨索及其錨固技術;脹殼式端頭機械錨固錨索及其安裝技術;鉸接箱形梁組合錨索支護技術。