锚杆支护“三径”匹配的实践与研究

摘要：基于锚杆支护技术现状，结合锚杆支护的优缺点，分析“三径”匹配支护的原理及实践特点。锚杆支护在矿产采掘上的广泛应用，极大地改善了采掘工作面的作业环境、生产环境。

关键词：锚杆支护 “三径”匹配 实践研究

1 概述

锚杆支护是现在化煤矿生产的需要，随着锚杆支护在平煤股份二矿开拓区矿采掘上的广泛应用，极大地改善了采掘工作面的作业环境、生产环境，为高产高效二矿的发展创造了有利条件。

2 锚杆支护的优缺点

2.1 锚杆支护成本低。锚杆支护作为一种新型巷道支护形式，其材料成本和运输成本比传统支护形式少了很多。锚杆支护能够深入围岩岩体，不占用巷道断面，有助于节约支护成本。而且，这种新型支护方式安全稳定，不必过多地对巷道进行养护，这也有效缩减了支护成本。

2.2 锚杆支护作用迅速。锚杆支护所用支护材料比传统支护形式少很多，而且材料质量轻，便于运输，能够有效提高巷道掘进速度。除此之外，在回采施工阶段，锚杆支护施工难度小，在一定程度上精简了作业流程，工作量大大减少，巷道掘进效率大幅提升。从施工角度来分析，锚杆支护流程简单，掘进后可快速进入施工环节，而且围岩支护支持机械化作业，在一定程度上加快了施工进度，缩短了工期。

2.3 支护效果优秀。从锚杆支护机理来看，这种新型支护形式是基于岩石力学理论和围岩控制论衍生而来，是主动支护形式。从支护结构来分析，锚杆支护是借助岩体内部坚硬部分来加固松动的岩体，它是借助岩体本身的支撑力来架设支撑结构，其稳定性和安全系数要比其他支护方式更优越。

由此可见，锚杆支护形式不仅节省材料和成本，而且技术先进，工序简单，稳固性良好，因此可以作为一种经济高效的支护形式推大范围广应用。但是我们也应该了解，相比传统支护方式来说，锚杆支护造价要高一些，而且在设计上还有需要改进之处。因此，实现锚杆支护“三径”匹配，提高锚杆安装预紧力，保证锚杆支护质量和安全施工，对开掘工作面的施工，包括后续的采煤工作具有极其重要的意义。

3 锚杆支护技术现状

4 支护原理

锚杆支护是各种材质杆体的锚杆与树脂锚固剂配合进行巷道支护的锚杆支护技术。其原理是通过锚杆将以树脂胶泥为基础的胶粘剂和固化剂（二者完全分开）装进钻孔，然后借助锚杆的旋转和搅拌作用使两种黄雪物质充分混合，推入孔底，使锚固段锚杆在胶粘剂的作用下密切钻孔孔壁，提高孔壁强度，最后装设锚盘，旋紧螺母，支撑起岩体。

5 支护“三径”匹配原理

锚杆支护“三径匹配”是指钻孔直径、锚杆直径、树脂药卷直径。“三径”之间协调配合，能够保证树脂锚杆支护结构的支护效果达到设计要求。因此，确保“三径匹配”是保证树脂锚杆支护技术应用的首要、必备条件之一。本文以高强应力避峰锚杆MSGLW-500为例说明锚杆支护“三径”的匹配。MSGLW-500高强锚杆因具有高强度、高预应力、能应力避峰的优越性能，可有效约束高地应力、破碎、围岩的早期扩容变形，提高围岩的自承能力等优点在该矿采掘工作中得到了广泛应用，其它类型的锚杆与之类似。

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钻孔直径越大，所暴露的缺点越严重。一般来讲，钻孔直径越大，钻孔所用工时和费用就会有一定程度的增加;而且无法保证树脂卷能够被锚杆快速刺破，混合剂也可能搅拌不充分，最终都会降低锚杆力。另外，钻孔越大，所需树脂药卷越多，施工成本越高。因此，综合比较之下，钻孔直径最好不要超过 32mm。

表1 不同直径锚杆支护成本增加百分比（%）

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表2 不同直径锚杆锚固力增加百分比（%）

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5.3 树脂药卷直径的确定。目前，二矿开掘工作面使用的树脂药卷主要有2335和2850两种，分为超快、快速、中速三类，就“三径”匹配来说，在不影响搅拌质量的情况下，尽量选择直径较大的树脂药卷。综合锚杆直径以及孔径科学匹配的研究结果及实践经验表明：若钻孔直径为28mm，建议使用无纵筋左旋锚杆，直径控制在20～22mm之间，并且使用直径23～25mm的树脂锚固剂。如果钻孔直径是28mm或32mm，则使用树脂药卷直径为23mm和28mm比较合适。

6 结论