端锚内注浆锚杆支护技术的研究

Jun.2000

端锚内注浆锚杆支护技术的研究

刘冠奇①

(山西省经济建设投资公司)

摘　要　介绍了端锚内注浆锚杆的结构、支护机理及其合理的支护参数和支护工艺,为不稳定巷道的支护提供了必要的理论依据,具有普遍的工程适用价值。关键词　锚杆;内注浆;支护中图分类号:TD353+16　　随着矿井开采深度的增加,围岩应力逐渐增

大,巷道维护困难,尤其是软岩巷道、破碎带等不稳定的地层,其支护一直困扰着煤矿的安全生产,为此许多专家、学者研制出一系列适用于不同地层的新型锚杆。“外锚内注”是近年来治理软岩巷道中发展起来的一种较为行之有效的新技术,其技术关键是锚与注相结合,利用锚杆兼作注浆管,对一定深度的围岩进行注浆,既加固了破碎的岩体,又为锚杆提供了可靠的着力基础,使锚杆对软岩的锚固作用得以发挥,从而控制不稳定巷道的大变形。

实际情况而定,其锚固端与封孔端可采用快硬水泥或树脂药卷,如锚杆需要初锚力,可加托板给予初锚力,否则可不加托板,外露端带螺纹与注浆泵相连。

2　端锚内注浆锚杆的支护机理

211　使破碎围岩整体化,增强了围岩的强度,提

高了承载能力

注浆封堵了围岩的裂隙,使破碎围岩胶结成整体,提高了岩体的强度,实现利用岩体本身作为支护结构的一部分,从而提高了承载能力。212　实现锚杆的全长锚固

通过注浆使锚杆与围岩胶结成一个整体,实现锚杆的全长锚固,提高了锚杆的锚固力与可靠性,起到了围岩组合承载的作用,因而提高了支护能力。

3　端锚内注浆锚杆支护参数的确定311　锚杆参数的确定31111　锚杆的长度

图1　端锚内注浆锚杆的结构

1　端锚内注浆锚杆的结构

图1为端锚内注浆锚杆的结构简图,锚杆一般采用无缝钢管制成,强度一般为50kN～70kN,

在中间打一些小孔作为注浆孔,锚杆的直径可根据

锚杆长度可按公式计算

　　　l=l1+l2+m.………………(1)式中:l1———锚杆的外露长度,mm;

l2———锚杆插入稳定岩层中的长度,mm,一般取100～200;m———为围岩松动圈的范围,mm,根据实

际情况而定,最好通过实测来确定。

①作者简介:刘冠奇,男,1965年生,本科,山西省经济建设投资公司,工程师,030002收稿日期:2000204210

50山　西　煤　炭　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第20卷

31112锚杆间排距及其直径

锚杆的间排距要根据具体情况而定,如围岩破

碎严重,可加密间排距,否则可适当加大间排距,一般取016m～115m为宜,锚杆的直径一般用d22mm的无缝钢管,其强度一般为50kN～70kN1312　注浆材料及其参数31211　注浆材料

采用水泥或水泥—水玻璃,水泥适用于淋水小的巷道,如围岩破碎严重,可适当加一些细骨料,如细砂等,但其粒径不得超过锚杆注浆小孔的直径。水泥—水玻璃适用于淋水严重巷道,可采用1∶1的双液浆。31212　注浆压力

注浆压力可根据经验公式(2)计算

　　　p0=KH.…………………………(2)式中:K———注浆段的压力系数kg/cm2・m,深度

小于200m时,K=0123～0121,深度为

200m～300m时,K=0121～0120,深度

　　可按公式(3)计算

β　　　Q=AπR2Hn1………………………(3)

式中:Q———浆液注入量,m3;

1(锚杆的R———浆液的扩散半径,即R=2

间距),m;H———注浆孔有效长度或围岩松动圈的深

度,m1A———浆液的消耗系数,A=112～115;β———浆液的充填系数,一般取017～110;

n———围岩的裂隙率,%1

4　注浆工艺注浆工艺特别重要,它是支护质量好坏的关键,其工艺流程见图2,根据实际情况可采用单液注浆或双液注浆,在淋水不严重的情况下可采用单液注浆;如淋水严重,一次注浆可采用水泥—水玻璃双液,以快速封堵围岩孔隙、裂隙,二次注浆采用水泥单液注浆,特别注意的是开始注浆时,压力不宜过大,否则会造成浆液流失,注浆压力随着时间的延长可适当加大,但不得超过理论计算值。5　结论与建议

为300m～400m时,K=0120～0118;

H———注浆孔有效长度即围岩松动圈的深度,m131213　注浆量

“外锚内注”无疑对不稳定岩层起到了良好的

支护效果,其适用范围广,可用于各种不稳定的巷道和硐室,但对于一些特别难支护的巷道,如软岩、破碎范围大的巷道等,应采用锚、索、网联合支护,普通锚杆与端锚内注浆锚杆交替使用,以降低成本,减少工作量,但必须优化支护参数,起到事半功倍的目的。

图2　双液注浆工艺简图

Studyofboltsupportingwithinnergunitingfromboltend

LiuGuanqi

(ShanxiEconomicConstructionInvestmentCo1)

Abstract　Thestructure,suppovtingprinciple,rationalsupportingparametersandsupportingtechnigueareintroduced.Itsuppliesanecessarytheoriticalbasefortheunsteadyroadwaysandhasengineevingapplicablevalue.

Keywords　bolt;innerguniting;supporting

本文责任编辑　徐树文