锚杆与锚索施工工艺

锚杆与锚索施工工艺锚杆与锚索支护施工工艺包括施工机具选择与配置，施工人员组织，施工工序安排，安排技术措施等内容。根据巷道地质与生产条件，合理配置施工机具与施工人员，安排锚杆支护各工序的顺序和时间，并与巷道掘进、运输等环节相配套，实现施工工艺的优化，是保证锚杆支护施工质量、提高施工速度的总要途径。一、锚杆施工工艺巷道施工工艺包括掘进与支护两大部分1、巷道掘进与临时支护巷道掘进时一个非常重要的环节。一方面影响成巷速度，另一方面，巷道成型质量直接影响锚杆、锚索支护各构件的安装预支护性能的发挥。为了保持巷道围岩的完整性与稳定性，减小掘进对围岩的破坏，煤巷应优先采用综合机械化掘进（有关巷道掘进设备与技术在第九章进行专门论述）。如果采用钻爆法掘进，必须采用光面爆破工艺。对掘进有以下要求：（1）严格按照设计的巷道断面和尺寸施工，不得超挖或欠挖。很多矿区规定，巷道掘进尺寸与设计尺寸相差不得超过200mm。如果因为不可抗拒的原因导致超宽、超高，应根据实际情况变更支护设计，或采区补强加固措施。（2）保证成形质量，尽量使巷道表面平整、光滑，避免凹凸不平，为锚杆、锚索、钢带等处于较好的受力状态，有利于支护作用的充分发挥。掘进工作面应采用有效的临时支护，严禁空顶作业。应根据巷道地质与生产条件，确定合理的最大空顶距，并根据围岩条件的变化进行调整。临时支护宜采用有一定初撑力的支护方式，以便能主动、及时地控制空顶范围顶板的破坏与垮落。2、锚杆支护施工工艺流程锚杆应紧跟掘进工作面及时支护。锚杆支护施工工艺流程为：掘进出煤，铺、联金属网，上钢筋托梁或钢带，临时支护，钻顶板中部锚杆孔、清孔，安装树脂药卷和锚杆，用锚杆钻机搅拌树脂药卷至规定时间，停止搅拌并等待规定的时间，拧紧螺母达到锚杆设计预紧力。从中部向外依次安装其他顶板锚杆。帮锚杆的施工步骤与顶锚杆基本相同。锚杆支护施工工艺中，钻孔、搅拌树脂药卷与拧紧螺母为主要工序，其他可作为辅助工序。为了锚杆支护各施工工艺优化。以锚杆施工主要工序进行，减少支护时间，提高安装速度，应合理安排各个工序，进行施工工艺优化。以锚杆施工主要工序：钻孔、搅拌树脂药卷与拧紧螺母为主线，在考虑辅助工序先后的基础上，尽量使辅助工序与主要工序平行作业，合理利用工时，缩短总的住户时间。为了提高锚杆支护速度，在巷道断面尺寸允许的条件下，应配置两台、甚至多台锚杆钻机同时作业；尽量安排顶板锚杆与帮锚杆同时作业。3、锚杆支护施工主要工序锚杆支护施工主要工序为，钻孔与安装锚杆。1)钻孔钻孔的质量与速度直接影响锚杆安装质量与速度。首先，应根据巷道地址与生产条件选择合适的钻具。根据钻进的煤岩体性质选取合适的锚杆钻机、钻头与钻杆的破岩方式（对于软及中硬岩石，一般选择旋转破岩方式），动力源（气动、液压），钻机输出扭矩及推力等；钻头、钻杆的材质与规格型号。根据巷道断面尺寸选取钻机的几何尺寸（最小、最大高度），钻机的长度等。当巷道高度、钻机最小高度、锚杆长度确定不能是吸纳一根钻杆一次成孔时，需要换钻杆，采用长、短钻杆相配合的方式钻孔。为了提高施工速度，应尽量减少换钻杆的次数。钻孔应严格按照设计的孔位、孔深与角度进行施工。（1）锚杆孔位确定了锚杆的间排距，间排距的误差不应超过100mm。（2）钻孔直径应符合设计要求。避免钻孔过小，杆体不能顺利安装；钻杆过大，影响锚固效果与锚固长度。（3）钻孔应保持直线，不出现弯曲或台阶，使杆体能顺利插入钻孔。（4）钻孔深度应严格控制在设计范围内，保证锚杆端头推至孔底后，锚杆尾部螺纹能安装螺母、压紧托板，为锚杆提供足够的预紧力。钻孔深度过大，锚杆端头不能推至孔底，孔底锚固剂不能搅拌，影响锚固长度与效果；钻孔深度过小，锚杆外露太长，螺母不能压紧托板而提供预紧力，极大地影响支护效果。（5）钻孔角度应严格按照设计控制，误差不应超过5°。过大的锚杆角度，一方面是减少了锚杆的有效作用范围；二是使锚杆的手里状况应差，不利于锚杆支护作用的充分发挥。（6）钻孔钻进完毕应清孔，清洗干净孔内的煤岩粉。2）安装锚杆树脂锚杆的安装工序包括装锚固剂、插入杆体、搅拌树脂锚固剂、等待固化，以及拧紧螺母，使锚杆达到设计预紧力。（1）装树脂锚固剂。在装树脂锚固剂前，应检查锚固剂是否过期、硬化或损坏，这些锚固剂严禁使用。按设计要求的树脂锚固剂型号、数量、顺序，依此装入钻孔内。（2）插入杆体。锚杆杆体套上托板并带上螺母，杆尾通过安装器与锚杆钻机机头连接，杆体端部插入已装好树脂锚固剂的钻孔中，升起锚杆钻机，利用杆体将孔口处的树脂锚固剂送入孔底。（3）搅拌树脂锚固剂。利用锚杆钻机带动锚杆杆体旋转搅拌树脂锚固剂。树脂锚固剂搅拌是锚杆安装中的关键工序，直接影响锚固效果与安装质量。搅拌树脂锚固剂需要钻机有一定的扭矩，与杆体同钻孔的直径差、锚固长度、毛妒忌的黏度等因素有关。对于加长或全长锚固锚杆，采用低黏度的树脂锚固剂有利于搅拌与安装。搅拌时间树脂锚固剂的类型与技术要求严格控制。搅拌时间过短，树脂锚固剂各组分还没有充分反应，影响固化效果与黏结力；搅拌时间过长，使已凝胶和固化的锚固剂遭到破坏，同样影响锚固效果。同时，要求搅拌过程连续进行，中途不得间断。停止搅拌后，根据树脂锚固剂类型等待一定的时间。（4）拧紧螺母施加预紧力。等待时间结束后，可采用，锚杆钻机拧紧螺母，压紧托板，给锚杆提供一定的预紧力。此时，宜采用快速安装工艺，即搅拌树脂锚固剂、上托板、拧紧螺母一次完成。当锚杆钻机的扭矩力不能满足锚杆设计预紧力的要求时，必须采取扭矩扳手、扭矩倍增器或锚杆张拉器等设备对锚杆施加预紧力。由于锚杆预紧力对支护效果起决定性作用，因此，锚杆预紧力必须达到设计的数值。二、锚索施工工艺与锚杆相比，锚索具有深度大、强度大、可施加较大预紧力的特点。树脂锚固锚索的施工很多方面与锚杆类似。锚索应紧跟掘进工作面及时支护。锚索支护施工工艺流程为定锚索孔位，钻进锚索钻孔、清孔，往钻孔内装入树脂药卷，用锚索头部顶住树脂药卷并送入孔底，升起钻机并用搅拌器连接钻机和锚索尾部，开动钻机搅拌树脂药卷至规定时间，停止搅拌等待规定时间后收缩钻机卸下搅拌器，等待10-15min，套上托板安装锚具，用张拉设备张拉锚索到设计预紧力。锚索支护施工工艺中，钻孔、搅拌树脂药卷与张拉为主要工序。1、钻孔采用锚杆（索）钻机配合接长钻杆、钻头钻孔。为使钻孔设备单一化，应尽量采用一种钻机钻装锚杆、锚索。接长钻杆连接处强度较低，接头处进入钻孔之前应控制钻进推进力，避免钻杆破段。钻机应严格按照设计的孔位，孔深与角度进行施工，误差控制在设计要求范围=内。2、安装锚索树脂锚索的安装工序与锚杆类似，包括装锚固剂、插入索体、搅拌树脂锚固剂、等待固化。1）装树脂锚固剂。按设计要求的树脂锚固型号、数量、顺序，依次装入钻孔内。2）插入索体。锚索尾部装上专用搅拌器，索体端部插入已装好树脂锚固剂的钻孔中，缓缓将树脂锚固剂送入孔底。3）搅拌树脂锚固剂。锚索尾部用专用搅拌器与钻机连接，开始搅拌。先慢后快，待锚索全部插入钻孔后，采用全速旋转搅拌至规定时间。停止搅拌后等待一定时间，收缩钻机，卸下搅拌器。搅拌后锚索外露长度应控制在设计范围内。3、张拉锚索等待10-15min后，装上托梁、托板、锚具，用张拉设备张拉锚索到设计预紧力。之后卸下千斤顶。用液压切割器截下锚索的外露部分。三、安全技术要求1）必须定期进行井下锚杆拉拔试验，锚杆拉拔力不得低于锚杆设计锚固力，如果发现不合格锚杆、失效锚杆，应及时不打，并分析原因，必要时对锚固参数进行调整和修改。2）必须定期进行锚杆预紧力检测。发现预紧力不合格的锚杆，应进行二次紧固。3）锚杆托板应紧压托梁、钢带或岩面，托梁、钢带应紧压金属网或岩面，并具有一定的预紧力。4）铺网时，网间搭接长度不小于设计要求，用铁丝连接牢固。要求网要拉直拉紧，紧贴岩面，具有一定的预紧力。5）掘进时形成的超宽、超高应及时处理，变更支护设计，或采取补强加固措施。6）巷道地质条件发生变化时，应根据变化程度，调整支护参数或采取应急措施及时处理，如采取加密锚杆、锚索加固、柱式或棚式等加强支护。7）张拉锚索时，应使张拉油缸与钢绞线保持同轴。张拉千斤顶卡住锚索后方能离人，张拉千斤顶正下方严禁斩人。8）使用液压切割器截断锚索时，必须两人协作，按操作要求进行。9）张拉锚索时，发现不合格锚索，必须在其附近补打合格锚索。锚索安装两天后，如发现预紧力下降，必须及时补拉。四、提高锚杆支护施工速度的途径成巷速度取决于掘进与支护速度，而在总的成巷时间内，支护工序占了大部分时间，因此，提高成巷速度的关键是缩短支护时间，提高支护速度，有以下途径：1、采用“三高一低”的设计理念进行锚杆支护设计。提高单根锚杆的强度与刚度，在保证支护效果与巷道安全的前提下，减小支护密度，实现高强度、高刚度、高可靠性与低密度的“三高一低”的现代锚杆支护设计理念，显著减少单位面积上锚杆数量，提高支护速度。2、提高锚杆支护施工的机械化程度。在适宜的条件下，采用掘锚一体化技术，实现掘进后立即进行支护，甚至是掘锚平行作业；推广应用连续采煤机配锚杆台车的施工技术，实现掘进与支护交叉作业，从而大幅度提高成巷速度。3、优选施工机具、优化施工工艺。杜宇采用单体锚杆钻机的施工工艺，应根据巷道地质与生产条件选择合适的施工工具，合理安排施工工序，尽可能实现平行作业，可显著提高支护速度。4、采用快速安装机具与工艺。采用快速安装机具与工艺，缩短每个工序所占用的时间。如采用快速安装器或扭矩螺母，实现搅拌树脂锚固剂、上托板、拧螺母一次完成，大大提高锚杆安装速度。5、掘进、运输、通风及支护整体配套。在掘进工作面，割煤、运输、通风及支护任何一个环节都可能影响掘进。除提高支护速度外，还必须保证掘进、运输、通风及支护整体配套，才能提高成巷速度。