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1、西山亚辰煤业公司29105工作面回采顺槽锚注支护方案一、工作面概况1 .工作面位置29105工作面地面标高9621005m,工作面标高700720m0工作面位于9号煤层,东南与9#左翼煤柱回收工作面相邻,北东与锦瑞煤业相邻,西南与29201工作面相邻，西南为29204工作面相邻；对应上方间隔6.7210.62m为8号煤层28105工作面采空区。2 .工作面地质概况该工作整体上是一个向北西倾斜的单斜构造，有次级的褶曲构造，倾角3。,根据现有地质资料分析，预计在回采过程中不会揭露影响回采工艺的断层。29105工作面回采顺槽煤层顶、底板围岩特征为砂质泥岩、泥岩；砂质泥岩：深灰色、厚层状、性脆、半坚硬
2、、水平层理中夹细砂条痕，泥岩；灰黑色、半坚硬、性脆、含植物化石。地后层间距()层厚()柱状层号标志后岩性名称岩性描述石炭系上绕太厚蛆3.303.3078号煤黑色.块状.黑阖色条般.胶璃光泽.阶梯状断门.华亮型煤7.401.708谓灰果却半望硬.性明含平常的植物叶部化石.4.30一一一9砂质泥岩Rl层状,水平层理.中央细砂条痕.性脆.半1.40一10谓灰JB色.厚层状,tl.半坚便,含楂物化石.4.202.80119号煤累色，块状，粉末状，累褊色条魂，油脱光泽，半亮型煤.0.7012谓灰黑色.叩层状.半坚帙.性脆.含植物茎部化0.7013黑色.块状.俄烟光洋半无型煤.10.355.45-HK.灰
3、黑色.以层状.华坚做!.性脆.含植的化石.4.90)5砂质泥岩深灰色，中原层状,性脆,半型硬，砂质不均.图1.29105工作面综合岩性柱状图3 .工作面原支护概况两回采顺槽支护形式：帮部：帮锚杆采用20X2200mm高强左旋螺纹钢锚杆，每孔采用2支K2360型树脂药卷锚固，托盘采用140X140XlOmm鼓型托盘，帮部锚杆间距900mm,排距1000mm,每排锚杆都用钢筋梯(L=1850mm)相连。上下帮角位置锚杆应按一定角度施工。锚固力大于5t(15MPa),扭距不小于190N.m帮金属菱形网规格：长X宽10m1.2m；采用14#铁丝隔3孔编织连接。顶部：锚索采用17.8X520OmmI86
4、0钢绞线，托盘选用200X200义IOmm的平托盘，排距5000mmo每根锚索采用3支K2360型树脂药卷锚固。锚索露出锁具长度应为150250mm,锚固力大于8t(25MPa)o顶钢筋网规格：长X宽17001200mm；采用14#铁丝隔3孔编织连接。图2.29105工作面顺槽原支护方式4 .现场破坏情况受28105工作面采动影响，29105轨道顺槽出现不同程度的变形破坏。其中28105侧向支承压力影响范围内的巷道变形严重，巷道围岩煤体被压酥，局部巷道闭合，如图3所示；28105采空区下的巷道变形程度轻微，局部有钢梁压弯情况，如图4所示。图3巷道闭合图4钢梁压弯三、锚注支护方案1. 轨道顺槽扩
5、刷修复段对于扩刷修复段，采取“超前预注浆+注浆锚杆（索）”的支护方案。扩刷后，采用25X250Omm中空注浆锚杆代替原设计支护锚杆，间排距及预紧力同原设计参数；顶板锚索采用2根22X500Omm注浆锚索代替原支护锚索；顶帮菱形网采用原支护参数，如图3所示。a）断面设计图b）顶板平面布置图图3.轨道顺槽扩刷修复段注浆加固设计2. 28015采空区影响段为避免29105顺槽在28105采空区撤架后期扰动影响下变形破坏，采用注浆锚索+注浆锚杆对28105采空区对应的29105工作面两顺槽前后20米进行加固。巷中顶板补打一根22X500Omm注浆锚索，顶板两侧距肩窝500mm各补打一根25义2500m
6、m中空注浆锚杆，如图4所示。 麴一T注浆标口一一中空注浆锚杆、工字钢棚b）顶板平面布置图图4. 28105采空区动压影响段加固设计3. 29105切眼注浆加固采用注浆锚索+注浆锚杆对29105工作面切眼进行二次加固，巷中顶板补打3根22X500Omm注浆锚索，间排距1600mm1600mm；巷中顶板补打3根中252500mm注浆锚杆，间排距160Omm义800mm；保险帮补打2根25X2500mm注浆锚杆，间排距1500mm800mmo如图5所示。三 三OO、W钢带注浆锚索尸A E浆锚杆b）顶板平面布置图保险帮c）巷帮注浆锚杆布置图5.29105顺槽锚注加固设计四、注浆加固技术参数1 .注浆锚
7、索（1）注浆锚索简介建议采用SKZ22-1/1860矿用注浆锚索，技术参数见表1。表1中空注浆锚索技术参数序号型号SKZ22-1/18601锚索索体直径（mm）222钢绞线公称直径（mm）6.03抗拉强度（MPa）218604破断力（kN）24055中空注浆管规格内径07.5mm,夕卜径010mm；6延伸率（）最小3.57适应安装孔径（mm）30-458长度（m）2.5-15（按需要加工）9树脂锚固长度（mm）1000-150010注浆压力（MPa）7.0（2）中空注浆锚索的力学特性中空注浆锚索主要由锚索索体、托盘、索具、止浆塞部件组成。预应力强度高钢绞线经预应力加工，适用于施加很高的预应力。
8、合理的外形使钢绞线与锚固剂间形成连续的凹凸咬合齿，与锚固剂的握裹力大。与同等重量、同等横截面积的光面预应力钢绞线比较，锚固力显著提高。与围岩的粘结力强螺旋肋外表比较合理，钢绞线经过拉拔而形成凹凸不平的表面外形，加大了钢丝与锚固剂、水泥浆粘结力的咬合面积，钢丝所受应力能有效、均匀地分解，提高锚固强度和锚索的承载能力。注浆加固围岩整体强度高注浆后扩散范围可达5-8m以上，使浆液充填到松动的围岩裂隙中，形成一个较大范围的围岩加固拱，有效地提高了锚索与围岩共同支护的加固效果。充分体现了主动支护理论的积极作用。松弛值低螺旋肋预应力钢绞线松弛值一直保持在70%应力状态下其应力损失1.2-1.8%/KH之间
9、，低于任何一种预应力钢丝标准规定的松弛指标。延伸性好螺旋肋钢丝的延性、韧性均优于光面钢绞线和刻痕预应力钢绞线。锚固强度、载荷传递特性和锚固延性有大幅度的提高。采用高强度螺旋肋预应力钢绞线制造锚索的锚固强度比相同直径的用钢绞线截割成的锚索提高15%以上，而锚固延性可提高25%以上。2 .中空注浆锚杆(1)螺旋注浆锚杆简介建议采用MZGKl70-42/25中空注浆螺旋锚杆主要用于煤巷井筒、巷道、胴室、边坡、基坑支护及注浆加固。中空锚杆管壁钻若干小孔，在注浆泵的压力下，水泥浆液由小孔被注入破碎的岩层或煤层裂隙，起到充填加固围岩、封堵裂缝水的作用。中空注浆螺旋锚杆在钻好的孔内，用带螺纹的杆体扩孔旋入预
10、定深度的岩层，锚杆与煤岩层结为一体，起到锚注双功能作用。该产品安装速度快、效率高，当遇松散围岩难以成孔时，可配备钻头自钻入围岩直接进行注浆，可实现全长锚固，不需要使用锚固剂。注浆液扩散范围大，渗透力强，适合的水灰比在0.405.5之间。注浆锚杆紧固后与钻孔产生摩擦力大，起到最大预应力的加固作用。(2)中空注浆锚杆工作原理安装锚杆时，当锚杆拧入岩孔，锚杆外壁螺纹在岩孔拧紧过程中不断增加摩擦力，锚杆越长，钻的越深，锚固力越大。为使水泥顺利渗入岩缝，管壁周围均匀分布了许多溢浆孔。在高压下，泥浆通过管腔从孔中溢出，渗入各个岩缝，起到粘结、密封、加固的作用，从而防止巷道变形、透水或塌方等事故的发生。管壁
11、小孔是为水泥及其他浆液由小孔进入岩层裂隙的通道，为防止浆液在高压下返浆外溢，用止浆塞防止浆液返浆。杆体尾部装有密封套，托盘、螺母作为杆体紧固装置。3 .注浆浆液建议选用强度等级42.5的普通硅酸盐水泥，水灰比0.6。并掺入ACZII型水泥注浆添加剂，掺量为水泥重量的6%8%。水泥注浆添加剂具有早强剂、超塑化剂、微膨胀成分等，使水泥基锚注加固注浆材料具有较好的早强与高强、自流态、微膨胀和耐久性等优良性能，从而改善锚注加固的效果。早强、高强特性水泥注浆添加剂在保证浆液有良好的流动性的前提下，注浆锚杆或锚索安装完毕Id即可承载，强度最高可达25MPa以上。自流态特性水泥注浆添加剂中包含超塑化剂使得水
12、泥浆体具有高流态性能，从而使水泥注浆料具有自密实性能，靠泵注便可填充锚孔全部间隙。微膨胀性水泥注浆添加剂中包含有微膨胀成份，可以补偿收缩，加水拌和后生成大量膨胀性钙矶石结晶水化物，使水泥基注浆浆料产生适度膨胀，使孔壁以及锚杆或锚索之间产生主动结合，使水泥注浆材料机体内部结构更加致密。4 .注浆泵注浆泵是安装注浆锚索使用的主要设备之一。注浆系统在施工中的选型要根据工程要求考虑注浆压力、注浆流量、材料性能、动力选择、安全性能和施工地点的空间大小等因素。注浆泵可选用ZBQ-25/5煤矿用气动注浆泵及配套搅拌桶、搅拌器。具有体积小、重量轻、携带方便等优点。气源压力：0.5MPa;出浆压力：5.OMPa
13、;出浆量：25-40L/min；耗气量：0.4-5.5m3min;尺寸：4703201100mm；重量：32Kg5 .注浆泵搅拌机具由一个搅拌器和一个搅拌桶组成配套机具。搅拌器放置在搅拌桶上面，搅拌桶的侧面是一个底部与搅拌桶连通的方形筒，注浆泵吸浆口即插入该方形筒内。气动注浆泵配套使用，制浆均匀，降低劳动强度，安全可靠。工作风压044-0.6MPa;耗气量：3.0m3min;重量：8.2Kgo注浆搅拌器工作风压044-0.6MPa；耗气量：2.8m3min;额定转速：430mino四、注浆加固工艺6 .注浆锚杆施工(1)注浆锚杆施工操作成孔困难段巷道对于成孔困难巷道段在注浆锚杆头部安装自进式钻
14、头，直接将注浆锚杆打入超前破碎岩体，进行超前预注浆。巷道围岩注浆锚杆施工巷道围岩加固时，按照以下工序进行：a.钻孔钻注浆锚杆孔时，同排锚杆先打底眼、再打帮眼和顶眼，两侧对称由下而上的顺序进行。b.安装钻一个孔即安装注浆锚杆后立即进行注浆，然后再打另一钻孔循环进行；不宜同时钻多个锚杆孔再注浆，这样注浆时浆液容易堵塞其他钻孔。C.注浆注浆时，钻一个孔，安装一根锚杆，注一次浆。不宜多孔集中注浆，以避免相互串浆堵塞注浆锚杆出浆孔，影响注浆效果。(2)注浆压力与注浆量初始压力从零开始，要缓慢升压，一般控制在0.5MPa左右，正常情况下一般不超过1.0Mpao正常情况下，每孔注入水泥量50100kg左右，
15、但开始的第一个断面的注浆量要大，随后会减少至较稳定状态。当注入水泥量超过300kg、注浆压力仍未达到注浆终压时，可暂停换孔注浆，待半小时后再复注。7 .注浆锚索(1)施工准备要求在装卸车过程中，应小心轻放，以免损坏锚索尾部，影响注浆。在运输过程中应保持锚索表面清洁，避免锚索粘满泥、灰、煤粉、油和水影响锚索与树脂和注浆液体的粘结效果，避免杂质堵塞锚索出浆口。 锚索可以适当弯曲，但弯曲半径不能小于1500mm,弯曲半径太小容易造成锚索注浆管折曲、变形，在注浆过程中形成大的阻力。 在施工现场，准备好必备的工具，长螺丝刀、扳手、管钳、钢丝刷、棉纱等工具材料要备足，以备不时之需。同时巷道迎头以及低洼处中
16、设积水水窝，并配排水泵将施工用水以及围岩出水集中外排，做到用水必管、有水必排。(2)钻注浆锚索孔使用单体顶板锚杆钻机和支腿式帮锚杆钻机按设计位置钻顶板和帮锚索孔。孔径要与使用的锚索相匹配。钻孔位置尽量将围岩表面处理平整，同时保证注浆锚索托盘安装后不会覆盖锚杆、托盘、钢筋梯等已有材料，不得选择破裂面边缘施工，否则会无法封严孔口造成注浆时漏浆。钻孔开孔时，不得开水，待钻头完全进入煤体或岩体内后，再开水阀门。防止过早开水将孔口煤体或岩体冲散，孔径增大，形成喇叭口。钻孔均应尽量与岩面垂直。防止打眼角度过大，张拉时锚索弯曲影响注浆效果。如果围岩比较破碎，容易导致钻孔孔口处形成喇叭口，这时需要用纱布配合锥
17、形橡胶止浆塞，以保证注浆质量。封孔质量得好坏会直接影响到注浆效果，因此一定要封好孔。掌握好钻孔深度，误差在50mm之内，以防外漏太长，造成封孔长度不够，或外漏太短，无法进行张拉操作。(3)安装注浆锚索钻孔完成后，立即进行中空锚注锚索的安装工作，以防塌孔，无法安装。安装之前计算树脂锚固剂锚固长度，不得超过1.5m。中空锚注锚索出浆口位于锚索前端1.5m处，锚固长度过长会阻塞出浆口，无法出浆。中空注浆锚索安装之前检查索体本身表面清洁，避免锚索粘满泥、灰、煤粉、油和水影响锚索与树脂和注浆液体的粘结效果，特别是出浆口位置不得堵塞，保持出浆畅通。用中空锚注锚索将树脂锚固剂顶入孔内，不得用力过猛，以防树脂
18、锚固剂提前破裂。待树脂锚固剂被顶入孔底之后再用钻机搅拌锚索，在搅拌过程中也不宜用力过猛，防止搅断锚索钢丝焊接口。严格控制锚索孔的排距、角度和深度，完成锚索的锚固后，等待30min左右达到锚固强度后，再进行锚索的张拉和固定，张拉至预紧力不低于100kN；且各个锚索的预紧力应保持均匀一致。安装不合格或注浆失败的锚索需及时在其周围补打合格的锚索。(4)封孔待树脂锚固剂完全锚固之后进行封口工序。封口之前先检查孔口形状及孔口表面平整度。将孔口凸起煤块或岩石清除，防止托盘封口不严。根据孔口形状选择棉纱用量，保证孔壁与索体空间填满棉纱，对于扁平孔需多用棉纱将长轴两端封住。封口时将锥形止浆塞穿入中空锚注锚索内
19、，顶入钻孔中。止浆塞安装完毕后安装托盘、锁具，进行张拉工序，保证托盘贴近煤面或岩面。(5)锚索注浆压力初始注浆压力从零开始，要缓慢升压，一般控制在2.0MPa左右，正常情况下一般不超过3.0MPao(6)注浆锚索检测按有关规范和规程要求，检测锚索的间排距、外露长度、托盘安装质量、锚固力等。为保证支护效果，降低支护成本，作锚固力拉拔实验时，最大拉拔力达到设计值时即停止实验，不作强度极限的破坏性实验。注浆锚杆不作拉拔实验。有条件时也可以做钻孔窥视观测，或钻取岩芯做强度实验，能够定量分析注浆效果。五、用量估算(1)扩刷返修段扩刷返修段按照140m进行估算，注浆锚杆(索)及注浆材料用量如表3所ZjO表
20、3轨道顺槽返修扩刷段支护材料估算序号材料型号参数用量备注1注浆锚索SKZ22-1/186022X500Omm280套2注浆锚杆MZGK170-42/25252500mm1260套配自钻式钻头4注浆添加剂ACZ-II添加剂用量为水泥质量的6%8%5390kg按照每孔注入50kg水泥估算(2) 28105工作面采空区影响段对28105采空区对应的29105工作面两顺槽前后20米进行加固，共计80米。表4轨道顺槽返修扩刷段支护材料估算序号材料型号参数用量备注1注浆锚索SKZ22-1/1860226200mm80套2注浆锚杆MZGK170-42/25252500mm480套3注浆添加剂ACZ-II添加
21、剂用量为水泥质量的6%8%1960kg按照每孔注入50kg水泥估算(3) 29105工作面切眼29105工作面切眼总长度100m,注浆锚杆(索)及注浆材料用量如表5所ZjsO表5皮带顺槽返修扩刷段支护材料估算序号材料型号参数用量备注1注浆锚索SKZ22-1/1860225000mm100套2注浆锚杆MZGK170-42/2525X250Omm200套3水泥注浆添加剂ACZ-II添加剂用量为水泥质量的6%8%1050kg按照每孔注入50kg水泥估算(4)总用量估算表629105工作面锚注支护材料用量估算序号材料型号参数用量备注1注浆锚索SKZ22-1/186022义5000mm460套2注浆锚杆MZGK170-42/25252500mm1940套配自钻式钻头1260套3水泥注浆添加剂ACZ-II添加剂用量为水泥质量的6%8%8.5t按照每孔注入50kg水泥估算4注浆泵ZBQ-25/5气源压力：0.5MPa；出浆压力：5.0MPa3个两巷各1个，1个备用5注浆桶、软管等包括各种配件
