影響樹脂錨固效果不容忽視的因素

3影響樹脂錨固效果幾個(gè)

主要的因素

3.1不同直徑錨桿螺母扭矩指標(biāo)在煤巷錨桿支護(hù)實(shí)踐中，從錨桿托板的初始錨托力（用液壓枕監(jiān)測）可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)不同直徑的錨桿而言，雖然螺母扭矩相同，但錨桿托盤的錨托力有明顯差異。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和推斷可以得出以下曲線，見圖8。從圖中可以看出，對(duì)于不同直徑的錨桿來說，相同的螺母扭矩所獲得的錨桿托板的錨托力不同，若不考慮其它因素的影響，直徑越小，初始錨托力越大，直徑越大，初始錨托力越小。1—Φ20錨桿2—Φ18錨桿3—Φ16錨桿4—Φ14錨桿圖8不同錨桿直徑的扭矩與初始錨托力關(guān)系曲線

3.2二次耦合支護(hù)時(shí)間

徐州礦區(qū)煤巷二次耦合支護(hù)一般指在松散破碎圍巖煤巷用錨桿初始支護(hù)后的錨索、錨注加強(qiáng)支護(hù)。由于這兩種支護(hù)的特殊性，要使煤巷二次耦合支護(hù)達(dá)到預(yù)期的效果，必須給出恰當(dāng)?shù)亩务詈现ёo(hù)最佳時(shí)間。徐州礦區(qū)目前應(yīng)用的鋼絞線為直徑15.24mm的標(biāo)準(zhǔn)型，此種鋼絞線的延伸率僅為3.5%，顯然，它不適應(yīng)較大變形的情況。因此，在掘進(jìn)工作面過早支護(hù)會(huì)因巷道圍巖的大變形而造成鋼絞線被拉斷；太遲支護(hù)會(huì)造成錨桿錨固段與錨索錨固段之間的巖層離合。實(shí)踐證明，在圍巖表面與錨桿錨固段之間巖層急劇變形期內(nèi)，錨索不宜支護(hù)；在圍巖表面與錨桿錨固段之間巖層變形由急劇向緩慢變形轉(zhuǎn)化時(shí)，是錨索的最佳支護(hù)期，見圖9。圖9二次藕合支護(hù)時(shí)間的確定3.3錨桿、錨索二次補(bǔ)強(qiáng)的時(shí)間和強(qiáng)度

徐州礦區(qū)的工程技術(shù)人員經(jīng)過現(xiàn)場監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，不論應(yīng)用錨桿鉆機(jī)或氣扳機(jī)對(duì)錨桿螺母實(shí)施的扭矩多大，不論錨索張拉力多大，經(jīng)過一段時(shí)間后，錨桿螺母扭矩和錨索托板的錨托力都經(jīng)過一個(gè)急速下降期、快速承載期和緩慢承載期的過程，甚至有的錨桿的錨托力、螺母扭矩會(huì)下降到零，見圖10、圖11。

為了防止錨桿、錨索的錨托力在急速下降期帶來的被動(dòng)承載，徐礦集團(tuán)在煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，要求必須給出錨桿螺母的二次緊固、錨索的二次張拉的明確時(shí)間和指標(biāo)。設(shè)計(jì)時(shí)，一方面應(yīng)考慮到給錨桿、錨索一定的變形、穩(wěn)定時(shí)間，另一方面在不讓錨桿、錨索的錨托力下降到最低點(diǎn)且具有一定錨托力的情況下，適時(shí)進(jìn)行錨桿螺母的二次緊固、錨索的二次張拉，以保證錨桿、錨索自安裝后自始至終都有適當(dāng)?shù)腻^托力。補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度必須高于初期強(qiáng)度。圖10、圖11中的S1、S1’是沒有采取補(bǔ)強(qiáng)措施的錨桿、錨索錨托力變化曲線；S2、S2’是采取補(bǔ)強(qiáng)措施的錨桿、錨索錨托力變化曲線。

圖10錨桿錨托力變化曲線圖11錨索錨托力變化曲線體現(xiàn)在錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范的條文：錨索不得替代錨桿參與主體支護(hù)，即錨索應(yīng)打在兩排錨桿之間，不得打在錨桿位置代替錨桿使用。錨索必須滯后迎頭五分之四個(gè)排距布置，但距迎頭最大距離不得超過2個(gè)錨索的排距。錨索鋼絞線外露距巷道底板小于1.8m時(shí)應(yīng)加防護(hù)套。錨索必須滯后迎頭五分之四個(gè)排距布置，但距迎頭最大距離不得超過2個(gè)錨索的排距。掘進(jìn)工作面過早支護(hù)會(huì)因巷道圍巖的大變形而造成鋼絞線被拉斷；太遲支護(hù)會(huì)造成錨桿錨固段與錨索錨固段之間的巖層離合。實(shí)踐證明，在圍巖表面與錨桿錨固段之間巖層急劇變形期內(nèi)，錨索不宜支護(hù)；在圍巖表面與錨桿錨固段之間巖層變形由急劇向緩慢變形轉(zhuǎn)化時(shí)，是錨索的最佳支護(hù)期。一般情況下，尤其是地質(zhì)條件比較差、巷道變形比較大的區(qū)域，錨索主要應(yīng)該起到預(yù)防性擠壓加固作用，不宜僅僅起到懸吊作用，一旦錨索僅僅起到懸吊作用，懸吊的重量一般都很大，將是很危險(xiǎn)的，因此，錨索的施工時(shí)間應(yīng)很好把握。為了彌補(bǔ)錨索低延伸率的弊病，在錨索托板里面可墊一塊濕柳木托板。常規(guī)情況下頂板越好的情況下，錨索的張拉力相對(duì)較??；頂板越差的情況下，錨索的張拉力相對(duì)應(yīng)大些，最好應(yīng)相應(yīng)增加托板面積。小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)應(yīng)采用快速、中速兩種樹脂錨固劑，先裝快速，后裝中速。樹脂錨固劑用錨索送至孔底后邊攪拌邊推進(jìn)，攪拌20～30秒停轉(zhuǎn)，等待2分鐘后再落下鉆機(jī)。樹脂錨固劑凝固40分鐘后，方可進(jìn)行張拉預(yù)緊上托盤工作，預(yù)緊力一般不小于100kN。

為了杜絕樹脂藥卷浪費(fèi)，防止偷工減料，探索生產(chǎn)了雙速藥卷。即一塊藥卷在兩個(gè)段頭為不同的速度，有利于現(xiàn)場的使用。樹脂藥卷直徑確定的原則：一是應(yīng)在確定的鉆孔直徑條件下，保證樹脂藥卷能夠得到順利安裝；二是保證樹脂藥卷能夠順利安裝的條件下，將其直徑盡量加大。樹脂錨固劑藥卷盡量加大有如下好處：一是在錨桿攪拌樹脂藥卷時(shí)，有利于樹脂膠泥和固化劑充分混合，樹脂藥卷錨固強(qiáng)度能夠得到充分發(fā)揮；二是在用相同體積的樹脂藥卷時(shí)，由于藥卷直徑的加大，藥卷總長度可以縮短，減少裝藥工序和藥卷在孔中的占據(jù)長度，方便錨桿安裝。注意的是錨索安裝時(shí)不得使用兩塊雙速藥卷。在攪拌的時(shí)間控制以兩者交界的時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，并在說明書中予以規(guī)定。為了規(guī)范產(chǎn)品，由過去的8個(gè)樹脂藥卷生產(chǎn)廠家的整合至2家，有利于技術(shù)規(guī)范管理，保證質(zhì)量。井下現(xiàn)場要防水。

3.4錨桿螺紋鋼的螺紋曲線、齒形和齒高錨桿螺紋鋼的螺紋曲線、齒形和齒高它直接影響藥卷均勻攪拌的效果，特別是將藥卷塑料袋絞成很小的碎塊，要研究、試驗(yàn)才能得出。3.5異形托板肩窩使用碟狀異形錨桿托盤巷道肩窩使用碟狀異形托盤底部錨桿支護(hù)巷道底角錨桿使用碟形異形托盤效果3.5眼深控制

眼孔過淺：有效錨固的距離降低；眼孔過深：錨固劑被頂入眼底，不參與支護(hù)過程；一方面，減少和杜絕剪切的破壞，降低職工的施工難度；另一方面，穩(wěn)定和提高安裝的質(zhì)量，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。手動(dòng)式張拉機(jī)具存在效率低下的問題，可防止職工偷懶行為。3.6施工錨桿眼的順序

頂錨桿必須逐排由外向迎頭順序施工，每排內(nèi)錨桿必須由中間向兩幫順序施工，必須采用快速安裝工藝鉆孔、攪拌、安裝，應(yīng)盡可能減少頂板空錨時(shí)間。嚴(yán)禁采用一次性將所有鉆孔打好，再一次性安裝錨桿的方法施工。施工錨桿孔要兼顧以下問題：頂部永久支護(hù)錨桿必須緊跟迎頭，且逐排向迎頭施工，距離迎頭的最大控頂距離不得超過1個(gè)循環(huán)進(jìn)尺加300㎜的距離。每個(gè)循環(huán)支護(hù)工作完成后，緊靠迎頭的一排頂部錨桿，距迎頭的最大控頂距離不得大于1/2個(gè)錨桿排距，不得小于200㎜；巷道頂板最外側(cè)錨桿距幫不大于300㎜，不得小于200㎜；兩幫最上端錨桿距頂不大于300㎜，不得小于200㎜；Ⅲ～Ⅴ類圍巖巷道兩幫墻基錨桿距底板不大于300㎜，該錨桿宜向底板傾斜，其傾斜角度應(yīng)在支護(hù)設(shè)計(jì)中作出規(guī)定，傾斜錨桿宜與異形托板配套使用，以提高錨固效果。錨桿必須推到孔底，螺母外錨桿絲扣長度應(yīng)在10～40㎜之間。安裝撅頂?shù)赖捻敳垮^桿螺母絲扣外露宜在30～40㎜，便于裝撅頂?shù)赖醐h(huán)。撅頂?shù)赖醐h(huán)使用螺母厚度不得低于25㎜，安裝時(shí)必須上滿絲。

3.7關(guān)于塑料減摩墊圈的作用

預(yù)緊力與螺母安裝扭矩之間的關(guān)系：P0=kM預(yù)緊力與螺母扭矩成正比，同時(shí)取決于系數(shù)k。影響k值的關(guān)鍵因素：螺母與螺紋段間摩擦系數(shù)，越大，k值越??；螺母、墊圈端面間摩擦系數(shù)，越小，k值越大；錨桿直徑，錨桿越粗，k值越小。提高預(yù)應(yīng)力途徑：提高螺母扭矩M；提高轉(zhuǎn)換系數(shù)k。提高螺母安裝扭矩M：螺母安裝扭矩由錨桿機(jī)具輸出扭矩決定，影響預(yù)緊力關(guān)鍵因素。美國等采用錨桿臺(tái)車、掘錨機(jī)組。鉆機(jī)扭矩大，400-500N·m，保證錨桿高預(yù)緊力。國內(nèi)采用單體錨桿鉆機(jī)，輸出扭矩100-150N.m，頂推力10kN，無法實(shí)現(xiàn)錨桿高預(yù)緊力。采用專門高扭矩螺母擰緊設(shè)備，但增加一道工序；引進(jìn)、開發(fā)錨桿臺(tái)車和掘錨聯(lián)合機(jī)組。提高預(yù)緊力與螺母扭矩的轉(zhuǎn)換系數(shù)k\降低螺母與錨桿螺紋段間摩擦系數(shù)；提高螺紋加工精度等級(jí)，減少摩擦阻力和摩擦扭矩；采用油脂對(duì)螺紋部進(jìn)行潤滑，減少摩擦阻力。減小螺母、墊圈端面間摩擦系數(shù)。采用高效減摩墊圈，減少螺母、墊圈和托盤之間的摩擦阻力和摩擦扭矩。在螺母與托板之間加金屬墊圈和塑料墊圈，可減少摩擦阻力，而且塑料減摩墊圈的材質(zhì)起著關(guān)鍵作用。

3.8關(guān)于現(xiàn)場的幾個(gè)細(xì)節(jié)問題（1）錨桿端頭防止油脂影響；（2）樹脂藥卷防水、防油脂貯存；（3）防止樹脂藥卷貯存超期變質(zhì)；（4）安裝錨索過程中防止托板的點(diǎn)接觸；（5）錨索鋼絞線防油脂影響質(zhì)量；（6）不同錨索張拉機(jī)具的壓力表對(duì)應(yīng)的壓力、張拉力；（7）合理使用異形托盤。3.9積極推廣玻璃纖維錨桿樹脂錨桿玻璃纖維增強(qiáng)塑料桿體有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)容：玻璃鋼錨桿桿體與螺母旋合后，螺紋承載力不得小于50kN。桿體與螺母抗拉力：Φ20mm桿體抗拉強(qiáng)度≥300MPa；桿體抗剪強(qiáng)度≥75MPa；扭矩≥40N·m，錨固力≥70kN

，托盤承載力≥70kN