C050201 可回收樹(shù)脂金屬錨桿在煤巷兩幫中的應(yīng)用

1、可回收錨桿在煤巷兩幫的應(yīng)用李保德【鶴壁煤業(yè)（集團(tuán)）公司生產(chǎn)部】摘 要 介紹可回收樹(shù)脂金屬錨桿的結(jié)構(gòu)、施工工藝和工業(yè)性試驗(yàn)情況，分析所取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞可回收樹(shù)脂金屬錨桿結(jié)構(gòu)施工工藝金屬錨桿在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。但它是一種一次性消耗材料，一般不能回收復(fù)用，造成大量的鋼材浪費(fèi)，用于巷道兩幫支護(hù)還會(huì)影響采煤機(jī)割煤，帶來(lái)不安全因素。國(guó)內(nèi)采用錨桿支護(hù)的巷道在采煤機(jī)割煤幫多采用成本高的玻璃鋼錨桿或尼龍錨桿，有的采用木錨桿或竹錨桿，這些錨桿的錨固性能遠(yuǎn)不及樹(shù)脂金屬錨桿。因此，研制可回收樹(shù)脂金屬錨桿是十分必要的。1可回收樹(shù)脂金屬錨桿的結(jié)構(gòu)可回收樹(shù)脂金屬錨桿由桿體和錨固套及托盤(pán)等附件組合而成?？苫厥諛?shù)脂

2、金屬錨桿桿體結(jié)構(gòu)圖錨桿的桿體部分就是錨桿的可回收部分，其長(zhǎng)度可根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定。桿體的兩端均滾制有外螺紋。托錨端外螺紋的旋合長(zhǎng)度一般為80120mm，并在其根部焊接有標(biāo)準(zhǔn)螺母，錨固端外螺紋的旋合長(zhǎng)度一般為3050mm。根據(jù)設(shè)計(jì)要求的錨固長(zhǎng)度，在桿體上焊接一個(gè)墊片，墊片和螺母均為標(biāo)準(zhǔn)件。墊片的作用是限定錨固長(zhǎng)度。螺母的作用有兩個(gè)：其一是與專(zhuān)用的攪拌器配套，使錨桿的安裝比普通錨桿的安裝更加快捷和方便；其二是與專(zhuān)用的拆卸搬手配套，可實(shí)現(xiàn)錨桿的順利回收。錨固套是用再生尼龍或聚丙烯等工程塑料制作的。加工時(shí)在錨固套頂端內(nèi)里嵌有螺母，安裝時(shí)桿體旋入錨固套內(nèi)的螺母即可。錨固套頂部為一字釬形，外表加工有螺紋，便

3、于攪拌樹(shù)脂錨固劑。盡管錨固套的強(qiáng)度并不高，但實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)證明，它與樹(shù)脂粘結(jié)在一起時(shí)具有很高的承載能力。錨固長(zhǎng)度在350mm時(shí)，承載能力一般在100kN以上，可以滿足煤巷錨桿支護(hù)的要求。2可回收樹(shù)脂金屬錨桿支護(hù)試驗(yàn)2.1試驗(yàn)工作面概況2501綜采放頂煤工作面設(shè)計(jì)長(zhǎng)度150m，推進(jìn)長(zhǎng)度520m.煤層傾角1014°m，埋藏深度352m495m。工作面采高2m，平均放煤高度6m。工作面上下兩巷沿煤層底板布置。巷道頂板為煤，厚6mMPa m m MPa；老頂為灰色中粒砂巖，以石英為主，單向抗壓強(qiáng)度105MPa m mMPa。2.2支護(hù)設(shè)計(jì)2.2.1巷道斷面形狀×2.4（m）的矩形。2.

4、2.2頂板錨、網(wǎng)、帶支護(hù)參數(shù)頂板錨桿采用直徑為20mm，長(zhǎng)2200mm的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，配拱形托盤(pán)和高強(qiáng)度螺母。每排5根錨桿，間排距為700×800（mm）。錨桿采用樹(shù)脂全長(zhǎng)錨固。鉆孔直徑為28mm，裝填樹(shù)脂錨固劑卷CK2335型一卷和Z2360型兩卷。兩幫還鋪設(shè)菱形金屬網(wǎng)和M鋼帶作為輔助支護(hù)。2.2.3兩幫錨、網(wǎng)、梁支護(hù)參數(shù)兩幫錨桿采用直徑18mm、長(zhǎng)2000mm的可回收樹(shù)脂金屬錨桿。兩幫各每排4根錨桿，間排距700×800（mm）。錨桿采用樹(shù)脂端頭錨固，錨固長(zhǎng)度為400 mm。鉆孔直徑為33mm，裝填樹(shù)脂錨固劑卷Z2830型一卷。鋪設(shè)塑帶網(wǎng)和鋼筋梯護(hù)幫。2.2.4

5、頂板錨索加固頂板還用錨索加強(qiáng)支護(hù)。當(dāng)錨索長(zhǎng)度大于7.0m時(shí)，單根錨索的安裝時(shí)間較長(zhǎng)且錨固可靠性差，相鄰兩根錨索又難于相互聯(lián)結(jié)。因此加固采用斜拉錨索，長(zhǎng)5.0m，每排兩根，排距3.2m，用M型鋼帶相聯(lián)。鉆孔直徑為28mm，裝填樹(shù)脂錨固劑卷CK2335型一卷和Z2370型兩卷。 2.3施工工藝頂板支護(hù)和錨索加固的施工工藝與往常施工工藝相同。巷道兩幫采用可回收樹(shù)脂金屬錨桿，施工工藝為：清理煤幫，使之達(dá)到設(shè)計(jì)斷面，然后按設(shè)計(jì)要求定錨桿孔位； 組裝錨桿，在錨桿的錨固端螺紋處涂上黃油，然后把錨固套與錨桿桿體組裝到一起；用煤電鉆鉆錨桿孔至設(shè)計(jì)深度，裝入樹(shù)脂錨固劑卷，用組裝好的錨桿將樹(shù)脂錨固劑送到孔底，把攪拌

6、器一端插在煤電鉆接口上，另一端直接插在錨桿托錨端的焊接螺母上，邊攪拌邊推進(jìn)，直到將錨桿頭端送到孔底，時(shí)間大約為2030秒。鋪設(shè)幫網(wǎng)、上好鋼筋梯和托盤(pán)，用扳手上緊螺母。2.4 支護(hù)效果 為保證支護(hù)效果，對(duì)錨桿的錨固力和巷道的圍巖變形進(jìn)行了觀測(cè)。兩幫可回收樹(shù)脂金屬錨桿的錨固力均大于40kN。經(jīng)受掘進(jìn)與回采兩個(gè)階段動(dòng)壓影響，兩幫移近量最大為38mm、最小為12mm，支護(hù)效果良好。觀測(cè)結(jié)果表明：采用可回收樹(shù)脂金屬錨桿支護(hù)有效地控制了巷道兩幫變形。3錨桿的拆卸回收 隨著回采工作面的推進(jìn)，對(duì)工作面上、下兩巷采取超前20m加固，在距工作面35的范圍內(nèi)，對(duì)兩幫的錨桿進(jìn)行回收。回收時(shí)，把特制的拆卸搬手伸入錨孔內(nèi)

7、，套在錨桿托錨端焊接螺母上，將桿體從錨固套內(nèi)旋出，對(duì)錨桿施加反向扭矩，就可實(shí)現(xiàn)錨桿的拆除回收。錨桿回收方便，回收率能達(dá)到80%以上?；厥盏腻^桿的錨固端螺紋因涂有黃油，螺紋不會(huì)銹蝕。錨桿的外露端螺紋有銹蝕現(xiàn)象，這是由于沒(méi)有涂黃油。要實(shí)現(xiàn)錨桿復(fù)用，托錨端螺紋也必須涂黃油。4效益分析可回收樹(shù)脂金屬錨桿可以代替其它難回收、難切割錨桿用于煤幫支護(hù)。采用這種錨桿可以減少采煤機(jī)截齒的損壞，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自開(kāi)缺口，為回采工作面快速推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效創(chuàng)造了條件?？苫厥諛?shù)脂金屬錨桿除錨固套為一次性消耗材料外，桿體和托盤(pán)都可以回收復(fù)用。錨桿使用錨固套，所以比普通錨桿成本高3元根。但回收復(fù)用一根直徑18mm、長(zhǎng)2000的錨桿可節(jié)約25元。幫錨桿按間排距為750×750（）、回收復(fù)用率為80%計(jì)算，每m巷道可回收錨桿8.5根，節(jié)約支護(hù)費(fèi)用212.5