C050201 可回收树脂金属锚杆在煤巷两帮中的应用

1、可回收锚杆在煤巷两帮的应用李保德【鹤壁煤业（集团）公司生产部】摘 要 介绍可回收树脂金属锚杆的结构、施工工艺和工业性试验情况，分析所取得的技术经济效益。关键词可回收树脂金属锚杆结构施工工艺金属锚杆在国内外得到广泛应用。但它是一种一次性消耗材料，一般不能回收复用，造成大量的钢材浪费，用于巷道两帮支护还会影响采煤机割煤，带来不安全因素。国内采用锚杆支护的巷道在采煤机割煤帮多采用成本高的玻璃钢锚杆或尼龙锚杆，有的采用木锚杆或竹锚杆，这些锚杆的锚固性能远不及树脂金属锚杆。因此，研制可回收树脂金属锚杆是十分必要的。1可回收树脂金属锚杆的结构可回收树脂金属锚杆由杆体和锚固套及托盘等附件组合而成。可回收树脂

2、金属锚杆杆体结构图锚杆的杆体部分就是锚杆的可回收部分，其长度可根据设计要求而定。杆体的两端均滚制有外螺纹。托锚端外螺纹的旋合长度一般为80120mm，并在其根部焊接有标准螺母，锚固端外螺纹的旋合长度一般为3050mm。根据设计要求的锚固长度，在杆体上焊接一个垫片，垫片和螺母均为标准件。垫片的作用是限定锚固长度。螺母的作用有两个：其一是与专用的搅拌器配套，使锚杆的安装比普通锚杆的安装更加快捷和方便；其二是与专用的拆卸搬手配套，可实现锚杆的顺利回收。锚固套是用再生尼龙或聚丙烯等工程塑料制作的。加工时在锚固套顶端内里嵌有螺母，安装时杆体旋入锚固套内的螺母即可。锚固套顶部为一字钎形，外表加工有螺纹，便

3、于搅拌树脂锚固剂。尽管锚固套的强度并不高，但实验室试验证明，它与树脂粘结在一起时具有很高的承载能力。锚固长度在350mm时，承载能力一般在100kN以上，可以满足煤巷锚杆支护的要求。2可回收树脂金属锚杆支护试验2.1试验工作面概况2501综采放顶煤工作面设计长度150m，推进长度520m.煤层倾角1014°m，埋藏深度352m495m。工作面采高2m，平均放煤高度6m。工作面上下两巷沿煤层底板布置。巷道顶板为煤，厚6mMPa m m MPa；老顶为灰色中粒砂岩，以石英为主，单向抗压强度105MPa m mMPa。2.2支护设计2.2.1巷道断面形状×2.4（m）的矩形。2.

4、2.2顶板锚、网、带支护参数顶板锚杆采用直径为20mm，长2200mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，配拱形托盘和高强度螺母。每排5根锚杆，间排距为700×800（mm）。锚杆采用树脂全长锚固。钻孔直径为28mm，装填树脂锚固剂卷CK2335型一卷和Z2360型两卷。两帮还铺设菱形金属网和M钢带作为辅助支护。2.2.3两帮锚、网、梁支护参数两帮锚杆采用直径18mm、长2000mm的可回收树脂金属锚杆。两帮各每排4根锚杆，间排距700×800（mm）。锚杆采用树脂端头锚固，锚固长度为400 mm。钻孔直径为33mm，装填树脂锚固剂卷Z2830型一卷。铺设塑带网和钢筋梯护帮。2.2.4

5、顶板锚索加固顶板还用锚索加强支护。当锚索长度大于7.0m时，单根锚索的安装时间较长且锚固可靠性差，相邻两根锚索又难于相互联结。因此加固采用斜拉锚索，长5.0m，每排两根，排距3.2m，用M型钢带相联。钻孔直径为28mm，装填树脂锚固剂卷CK2335型一卷和Z2370型两卷。 2.3施工工艺顶板支护和锚索加固的施工工艺与往常施工工艺相同。巷道两帮采用可回收树脂金属锚杆，施工工艺为：清理煤帮，使之达到设计断面，然后按设计要求定锚杆孔位； 组装锚杆，在锚杆的锚固端螺纹处涂上黄油，然后把锚固套与锚杆杆体组装到一起；用煤电钻钻锚杆孔至设计深度，装入树脂锚固剂卷，用组装好的锚杆将树脂锚固剂送到孔底，把搅拌

6、器一端插在煤电钻接口上，另一端直接插在锚杆托锚端的焊接螺母上，边搅拌边推进，直到将锚杆头端送到孔底，时间大约为2030秒。铺设帮网、上好钢筋梯和托盘，用扳手上紧螺母。2.4 支护效果 为保证支护效果，对锚杆的锚固力和巷道的围岩变形进行了观测。两帮可回收树脂金属锚杆的锚固力均大于40kN。经受掘进与回采两个阶段动压影响，两帮移近量最大为38mm、最小为12mm，支护效果良好。观测结果表明：采用可回收树脂金属锚杆支护有效地控制了巷道两帮变形。3锚杆的拆卸回收 随着回采工作面的推进，对工作面上、下两巷采取超前20m加固，在距工作面35的范围内，对两帮的锚杆进行回收。回收时，把特制的拆卸搬手伸入锚孔内

7、，套在锚杆托锚端焊接螺母上，将杆体从锚固套内旋出，对锚杆施加反向扭矩，就可实现锚杆的拆除回收。锚杆回收方便，回收率能达到80%以上。回收的锚杆的锚固端螺纹因涂有黄油，螺纹不会锈蚀。锚杆的外露端螺纹有锈蚀现象，这是由于没有涂黄油。要实现锚杆复用，托锚端螺纹也必须涂黄油。4效益分析可回收树脂金属锚杆可以代替其它难回收、难切割锚杆用于煤帮支护。采用这种锚杆可以减少采煤机截齿的损坏，实现采煤机自开缺口，为回采工作面快速推进，实现高产高效创造了条件。可回收树脂金属锚杆除锚固套为一次性消耗材料外，杆体和托盘都可以回收复用。锚杆使用锚固套，所以比普通锚杆成本高3元根。但回收复用一根直径18mm、长2000的锚杆可节约25元。帮锚杆按间排距为750×750（）、回收复用率为80%计算，每m巷道可回收锚杆8.5根，节约支护费用212.5