煤矿掘进巷道中空注浆锚杆实验方案

　　本实验旨在验证S1224运输巷道中空注浆锚杆锚索支护技术的可行性，通过测试锚杆锚索抗拉强度、巷道变形量及注浆工艺参数(如注浆量、扩散半径、压力等)，优化支护方案。

　　一、煤矿掘进巷道中空注浆锚杆实验目的

　　为确保S1224(运输巷道)掘进巷道锚网联合支护的成功实施，采用中空注浆锚杆，并用中空注浆锚索代替现有的Ф15.24mm钢绞线锚索。为测试中空注浆锚杆锚索抗拉强度是否能满足要求，顶板下沉量和巷道变形量是否在合理范围之内，并收集注浆量、注浆扩散半径、注浆压力、稳压时间、强度变化等情况，以优化注浆工艺，提高注浆质量。特制定本中空注浆锚杆实施方案。

　　二、煤矿掘进巷道中空注浆锚杆实验场所

　　实验场所定在S1224(运输巷道)掘进巷道进入采空区区域的顶板、矮帮和高帮。

　　三、煤矿掘进巷道中空注浆锚杆测试对象

　　(1)锚杆锚索抗拉强度

　　1)顶板中空注浆锚杆抗拉强度，包括短的(1m、1.5m)和长的(2.2m);

　　2)两帮锚杆抗拉强度，包括中空注浆锚杆(R25mm)和可回收锚杆(Ф16mm);

　　3)代替钢绞线锚索的中空注浆锚索长度11.0m，外露长度100mm。

　　每组所测锚杆锚索为3根;

　　(2)注浆压力、时间、水灰比、扩散半径等参数。

　　(3)巷道顶板下沉量、顶底板移近量、两帮移近量。

　　4 测试设备及材料

　　(1)中空注浆锚杆锚索采用YML-Ⅱ型锚杆拉力计进行测试;

　　(2)注浆设备采用2.2BYS-4.2/10-15注浆机、瓦斯抽放孔专用封孔泵;

　　(3)水玻璃40kg;新型微膨胀化学添加剂。

　　(4)325硅酸盐水泥500kg;

　　(5)生石膏100 kg，

　　(6)中空注浆锚杆长度1m的15根，1.5m的5根，2.2m长的40根，目前库房有1m长中空注浆锚杆15根;

　　(7)其中须配套的止浆塞、托板、螺母25套，要求托板厚度12mm，长宽均为15cm;

　　(8)11m长的中空注浆锚索须配备5颗相应的钻头。

　　(9)Z2870(或Z2370)树脂药卷。

　　材料购置情况见表1。

　　5 锚固力要求

　　使用的注浆锚杆、可回收锚杆必须达到以下要求，才能正式使用。

　　(1)中空注浆锚索长度为10.5m的其抗拉强度须大于170kN;

　　(2)中空注浆锚杆长度为2.2m的其抗拉强度须大于85kN;

　　(3)可回收锚杆抗拉强度须大于60kN。

　　6　试验段巷道支护设计

　　因为C20与C19层间距小(平均3.29米)，为保证C20煤层支护研究安全可靠，试验段巷道采取架棚和锚网喷联合支护。

　　(1)架棚支护

　　工作面放炮后，先移前探梁进行临时支护后出煤矸，然后开始铺设顶网、架棚支护，架料之间用撑杆连接成整体防倒。架料间距0.8米。架料支护空顶距(放炮后)不大于0.9米，前探梁临时支护必须跟拢碛头。

　　(2)在架料间进行锚网支护

　　打顶板注浆锚杆孔，加钢带，安装中空注浆锚杆，先用树脂药卷端锚，再注浆锚固;打注浆锚索孔，安装中空注浆锚索，先用树脂药卷端锚，再注浆锚固;打两帮锚杆孔、铺帮网、两帮安装可回收锚杆。

　　锚杆间排距0.8米，每2.4米布置一组锚索(两根)，锚索分别布置在距高帮1米和距矮帮1.5米处。锚网支护滞后碛头不大于1.6米，锚索支护滞后碛头不大于3米。

　　经测试锚杆锚索在使用树脂药卷端锚后初锚力大于5吨，则注浆可滞后碛头5-10米，否则安装锚杆后立即注浆。

　　(3)喷浆

　　初喷滞后碛头距离不大于5米，复喷(达设计厚度要求)滞后碛头距离不大于20米。

　　7 现场管理

　　(1)试验段选在地质条件正常、顶板完整的区域进行，严格按照要求搞好临时支护和正式支护。

　　(2)测试人员不能位于测点正下方、靠近掘进碛头方向进行测试;

　　(3)进行测试时，须有人观测顶板和压力读数变化情况，若压力达到设计要求时，继续加压，直到破坏。

　　8 人员组织

　　测试人员由川煤集团技术中心、重庆大学、叙永煤矿人员组成。

　　9 数据分析

　　在距碛头20米以后，经测试注浆锚杆锚索锚固力达到要求，并且顶板下沉量、巷道变形量在合理范围内，再撤除架料。

　　经测试注浆锚杆锚索锚固力未达到要求，或者出现顶板破碎、巷道变形量大，改为二次注浆和超前注浆加固+注浆锚喷支护+架棚支护，再次测试锚固力和变形量，达到要求，撤除架料。

　　如果二次注浆和超前注浆加固+注浆锚喷支护+架棚支护，再次测试锚固力和变形量，仍不能达到要求，则不撤除架料。