[发明专利]煤矿巷道锚杆快速锚固方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿巷道支护技术，尤其是涉及深部矿井高应力破碎软岩巷道支护。

背景技术

目前煤矿巷道支护普遍使用树脂锚固型金属锚杆，其安装工艺是：

1.在巷道围岩上按照设计打锚杆眼，打眼采用MQT-120型气动锚杆钻机或7665型风钻。

2.向锚杆眼中填入1-2普通卷树脂药卷，用锚杆推入眼底；

4.卷到达眼底后，用带有专用套筒的风煤钻卡住锚杆螺帽，开动钻机以120N.m的转矩搅拌药卷30-45秒钟，静待5-10秒后撤除；

5、待树脂药卷凝固10几分钟后，再用风煤钻加扭矩放大器以400N.m的转矩旋紧螺帽，直至打开螺母阻尼塞，此时使锚杆施加上预紧力。

上述安装工艺的不足是，巷道开挖后在围岩变形很小(约在破坏载荷的25％以下)时，脆性特征明显的岩体就出现开裂、离层、滑动、裂纹扩展和松动等现象，由于此时还未安装锚杆，围岩强度大大弱化；如果巷道开挖后立即安装锚杆，但树脂药卷凝固后才能施加预紧力，在这段时间内由于锚杆极限变形量大于围岩极限变形量，又由于各锚杆都有一定的初始滑移量，因而锚杆不能阻止围岩的开裂、滑动和弱化，只有当围岩的开裂位移达到相当的程度(在钢筋混凝土中达到极限载荷的60-75％)以后，锚杆才起到阻止裂纹扩展的作用。这时围岩已几乎丧失抗拉和抗剪的能力，加固体的抗拉和抗剪能力主要依赖于锚杆。这也就是说，这里围岩和锚杆不同步承载，先是围岩受力破坏，达到一定程度，锚材才开始承载。在开采深度不大和非强烈构造应力区，这种矛盾常常不突出，支护的成功掩盖了问题的实质，而开采深度大于800米和构造应力大时，矛盾就特别突出，所以目前的安装工艺不能解决上术矛盾。

发明内容

为了克服上述技术的不足，本发明提出一种煤矿巷道锚杆快速锚固方法。

技术方案是：它包括在煤矿巷道围岩上打锚杆眼和安装树脂锚固型金属锚杆工序，其特征在于：

1.安装锚杆时依次填入两种不同凝固时间的树脂药卷，第一种树脂药卷为凝固时间不大于10秒的速凝树脂药卷，第二种树脂药卷为普通树脂药卷；速凝树脂药卷填入眼底位置；

2.用带有专用套筒的钻机卡住锚杆螺帽后，以150N.m的转矩连续不停的推进转动，将普通树脂药卷和速凝树脂药卷一次搅拌到底，到底后仍不停转动，直至速凝树脂药卷10秒内凝固，凝固后锚杆虽不转动，而螺帽继续转动，直至打开螺母阻尼塞，撤除钻机；接着再用钻机加扭矩放大器以400N.m的扭矩上紧螺帽，安装完成。

本发明的积极效果是：一次性快速安装，将锚杆钻机的搅拌、安装一次完成，由原来安装一根锚杆10-15分钟，缩短到30-40秒，减小掘进工作面的空顶时间，提高锚杆的安装效率。减少了围岩自稳时间，降低围岩破坏程度，提高围岩承载体强度。使用锚杆快速安装工艺能够增加600mm左右的支护承载体厚度(按照锚杆间排距800mm计算，支护承载体厚度由普通安装工艺的50mm增加到679mm，增加量629mm)，极大的的提高了围岩承载能力。在安装锚杆的同时施加足够的预拉力，消除锚杆支护系统的初始滑移量，给围岩一定的预压应力，改善围岩的应力环境。对于受拉截面，可以抵消一部分拉应力，从而大大提高抗拉能力；对于受剪截面，由压应力产生的摩擦力大大提高了加固体的抗剪能力。及时施加预拉力直接避免巷道围岩过早出现张开裂缝，可以大大减缓围岩的弱化过程，岩体利用自身强度及时参与承载过程，即形成整体承载结构，限制破碎区的发展，保证了巷道的长期稳定。

附图说明

图1是锚杆安装前的示意图；

图2是锚杆安装后的示意图。

图例说明，1-速凝树脂药卷，2-普通树脂药卷，3-锚杆眼，4-锚杆，5-螺母阻尼塞，6-螺帽。

具体实施方式

参照附图进一步说明技术方案。

1.在巷道围岩上按照设计打锚杆眼3，打眼采用MQT-120型气动锚杆钻机或7665型风钻。

2.向锚杆眼3中依次填入两种不同凝固时间的树脂药卷，第一种树脂药卷为凝固时间不大于10秒的速凝树脂药卷1，第二种树脂药卷为普通树脂药卷2；用锚杆4推入眼底；

3、用带有专用套筒的钻机卡住锚杆螺帽6后，以150N.m的转矩连续不停的推进转动，将普通树脂药卷1和速凝树脂药卷2一次搅拌到底，到底后仍不停转动，直至速凝树脂药卷1在10秒内凝固，凝固后锚杆4虽不转动，而螺帽6继续转动，直至打开螺母阻尼塞5，撤除钻机；接着再用钻机加扭矩放大器以400N.m的扭矩上紧螺帽6，安装完成。