等强锚杆在Ⅴ膏组回采中的应用

等强锚杆在Ⅴ膏组回采中的应用摘要：辽阳石膏矿Ⅴ膏组的回采位置为Ⅴ膏组上限，伪顶为0.7~1.3m米，节理发育，抗拉强度差，极易破碎。在回采工作中危害较大，如果不能掌握适当的施工工艺，容易造成顶板事故等危害，对人身的安全不利，为Ⅴ膏组的回采增加困难。我矿经过长时间的经验总结，在Ⅴ膏组的回采中对顶板的管理应用了等强锚杆与钢带联合支护的方法，取得了非常好的效果。关键词：等强锚杆、钢带、回采工作面地质简介：膏层情况：该采区V膏呈层状赋存于下寒武统碱厂组，膏层厚度最大5.0m，最小2.5m，平均4.0m，膏层为块状构造，灰白色，硬度为f=2～3，容重为2.6T/m3。膏层顶底板情况：该采区Ⅴ膏直接顶为10m厚的石灰岩，其下部为0.7m~1.3m厚的薄层状泥质灰岩，局部易破碎；往上是6.1m厚的灰黑色细碎屑灰岩，具有冲刷面；Ⅴ膏组底板为5.5m厚的鲕状、细碎屑状黑灰色白云质灰岩，坚硬。层理、节理均发育。膏层顶底板情况简述表顶、底板名称岩石名称厚度(m)特征老顶灰岩6.1细碎屑直接顶灰岩10节理发育，其下部约有0.7~1.3m层状泥质灰岩直接底白云质灰岩5.5层理、节理均发育回采方法：走向前进式房柱法，多个矿房交错进行回采，采6米矿房、矿房之间沿倾向留6米宽，连续矿柱矿柱不回收，采用潜孔落膏，电耙出膏。工作面设计简述表采膏方法房柱式工作面斜长（均）60m落膏方式爆破落膏倾角（均）13°一次循环进度2.5m采高（均）4.0m作业方式多个矿房交错开采采膏机械7655凿岩机、耙矿绞车支护形式锚杆、钢带、联合支护运输方式蓄电池机车、固定矿车1.1.1顶板管理采区采取留设连续矿柱控制顶板不下沉，不冒落。顶板比较破碎，采用2m锚杆加钢带联合支护V膏组顶板。一次采全高时采用2m锚杆加钢带联合支护V膏组顶板。局部区域如需加强顶板管理按实际情况将锚杆加密和采用加挂金属网特别维护。1.2锚杆长度及密度计算根据公式：ｎ＝ＭＬＢｒＫ／ｔ式中：ｎ——矿房内沿走向每排锚杆数量，根；Ｍ——易脱落岩层（膏层）厚度，m；Ｌ——易脱落岩层（膏层）宽度，m；Ｂ——锚杆倾斜排距，m；ｒ——易脱落岩层（膏层）容重，T/ｍ3Ｋ——安全系数；ｔ——单根锚杆锚固力，T。确定采区上分层矿房和一次采全高矿房顶板锚杆打设密度：V膏组顶板为0.7m~1.3m厚的薄层状泥质灰岩，有冒落危险，因此确定上分层易脱落岩层厚度最大可达1.3m，确定锚杆长度为2.0m。单根等强锚杆锚固力可达10T以上。将Ｍ＝1.3ｍ，Ｌ＝6ｍ，Ｂ＝1.2ｍ，ｒ＝2.7T/ｍ3，Ｋ＝1.5，ｔ＝10T/根，代入式中为：ｎ＝1.3×6×1.2×2.7×1.5÷10＝3.8（根）由于采区矿房顶板伪顶易破碎。顶板管理采用2m长等强锚杆联合自制钢带维护顶板，锚杆沿走向每排取4根，间排距为1.2×1.2m。必要时局部区域可加密锚杆间排距，或加挂金属网增强顶板安全性。（具体见锚杆、钢带布置平剖面图）1.3支护参数支护参数：锚杆材料：Ф22mm等强锚杆；锚杆长度：2m；锚固剂：500mm树脂药卷；托盘：100×100mm、厚5mm钢板加工而成，孔Ф23mm；螺母：等强螺母；钢带规格：宽80mm，长1200mm钢带材料：Ф10mm钢丝绳金属网规格：长5m、宽1m岩层倾角：13°锚杆打设角度：与顶板夹角75°~90°1.4支护验算根据公式：G=MLBrcos13°G——锚杆所吊岩石重量，T；Ｍ——易脱落岩层（膏层）厚度，m；Ｌ——最大支护宽度，m；Ｂ——锚杆排距，m；ｒ——易脱落岩层（膏层）容重，取2.7T/ｍ3；（2）锚杆所吊岩石重量：G=1.3×1.2×1.2×2.7=5.06＜10T，满足要求。1.5锚杆打设要求一次采全高矿房锚杆、钢带布置平剖面图V膏最大空顶距米顶板底板V膏顶板底板V膏-535北翼运输大巷1、使用2m锚杆尾端外露长度不得大于50mm；2、打锚杆时药卷搅拌时间按说明书规定操作；3、药卷搅拌后初凝3分钟再撤下凿岩机；2）施工：由于膏层厚度大，所以采用分层开采，即先放顶后抬底，施工采用7655式凿岩机落膏，同时也采用7655式凿岩机，六棱钎杆和直径为24m的一字形钎头钻孔打设锚杆，由于采高限制采用多个长短不一的钎杆（0.6、1.0、1.2、1.6、2.0）用套孔法进行钻孔，快速安装锚杆，将托盘螺母按在锚杆上，在凿岩机上安装一个特制的六方套，在锚杆上套上钢带将锚杆连同树脂药卷一起送到孔底，随即便打开凿岩机，使锚杆快速旋转8～15秒后停转，此时继续保持推力停三分钟，待树脂药卷初凝后使机体落下，30分钟后将螺母拧紧、打下一锚杆时两锚杆间的钢带必须绷紧，使其达到防止顶板下沉的理想效果。效果分析：（1）回采矿房顶板整体性好，虽然顶板有一定的破碎下沉，但仍然保持完整稳定，支护状态好、起到了加固顶板的作用。（2）锚杆钢带支护后，顶板的安全程度明显提高、顶板浮石减少。技术经济分析：1）采用树脂锚杆支护Ⅴ膏组顶板，具有承载快、锚固力大、可靠性强，锚杆锚固力可达100KN。2）采用等强锚杆，如顶板受力破碎面积深度不大时无需从新打设锚杆，可直接拧紧螺母继续使用，而锚固力不会降低，大大减少了人工、材料等费用。3）钢带采用废旧的钢丝绳，这样不仅满足了生产需要、而且还降低材料的成本，就钢带一项每年就能节省材料费（）元，为矿里的节能减排做出很大贡献。4）树脂锚固剂强度增长快、30分钟后可达到最终强度的65%～90%最终强度为120MPa。5)采用锚杆支护、锚固后岩体的整体性得到加强，顶板的松动离层受到抑制，并产生“组合梁作用”。6）矿房顶板经过这样的支护后、整体性好，说明选择的支护形式和参数是合理的。7）采用等强锚杆与钢带联合支护后、工序简单、施工容易、劳动强度少等优点。结论我矿在采用了等强锚杆与钢带联合支护后、取得了非常理想的技术效果和经济效果，为Ⅴ膏组的顶板完好做出了突出的贡献。