巷道锚杆施工质量控制及监测

【关键词】巷道；锚杆；施工质量；技术 

　　0.前言 

　　锚杆支护方式具有支护效果好、成本低、适用性强等特点，它的应用提高了煤矿的生产效率和经济效益。锚杆支护技术的发展，已经成为巷道支护的主要发展方向。同时，工程施工质量如果得不到保证，就会导致大面积岩体垮落，造成重大伤亡事故。锚杆施工质量状况直接影响锚杆的承载能力。因此，控制煤矿井下锚固工程质量，进行施工后的质量检测、监测，确保施工质量是锚杆支护加固工程的关键问题。 

　　1.锚杆支护 

　　要根据巷道的具体地质条件和断面形状，针对锚杆的承载力、伸长特性、杆体横截面积等类型，锚杆长度，锚杆密度，锚杆布置形式，锚固长度，安装锚杆的时机，传递载荷的有效性，包括钻头类型、锚固剂、钻孔尺寸、锚杆托盘大小及护帮构件等进行优化配置。锚杆杆体材料一般使用热轧无纵筋钢筋。在进行锚杆杆体材料选择时，要根据井下巷道地质条件、支护的难易程度进行选择。锚杆支护能够及时主动舶加固围岩，锚杆可以在安装时对围岩施加较大的约束力，控制围岩早期变形。锚杆安装及时，控制围岩变形的效果也就越突出。 

　　2.锚杆施工质量控制 

　　2．1钻孔要求 

　　在煤矿巷道支护中，各种锚杆所需要的钻孔直径一般在?准27~42mm之间，深度一般在l500~3000mm。钻孔机具一般顶板采用风动或液动锚杆机，有些煤矿也使用风动凿岩机，在煤层中一般采用煤电钻或风动帮锚杆机。无论使用何种机械，在钻孔前应在设计的孔位处做一标记，钻孔的位置不能随意变动，当由于受某种条件的限制而无法在设计的位置钻孔时，实际孔位与设计孔位的误差应小于20cm。一钻孔深度的控制是一个重要问题，一般情况下，钻孔实际深度要略大于锚杆有效(不含螺纹部分)长度，否则可能会由于锚杆外露部分较长而造成无法施加预应力。根据规范要求，孔深误差不应大，为50mm。 

　　对于全长注浆的永久性锚杆，其钻孔直径要考虑到应使锚杆周围有一定厚度的砂浆覆盖，一般情况下孔径应至少大于杆径15mm。对于摩擦式锚杆，由于孔径和杆径要求一定的配合关系才能发挥锚杆的锚固力和便于施工，因此要严格控制孔径。对于树脂锚杆，钻孔直径和锚杆直径之差在4~10mm较为合理。 

　　进行钻孔作业时，一定要按设计要求的角度进行施工钻头钻到预定孔深后下缩锚杆机，同时，清除煤粉和泥浆。 

　　2．2锚杆安装要求 

　　在锚杆安装前仔细检查药卷质量，对结壳、结块、变硬、变色及外皮破裂、树脂渗漏的药卷不允许使用；杆体的锚固段不得附有锈蚀层和其他污物；安装时应先用锚杆插入孔中量测其深度，合格后再用杆体将药卷送至也底；在杆体外端拧上连接器，并连上风动搅拌器进行搅拌。搅拌时应缓慢推进杆体，连续搅拌时间根据使用树脂锚固剂型号而定；树脂药卷搅拌是锚杆安装中的关键工序，搅拌时间按厂家要求严格控制；利用锚杆机拧紧螺母，使锚杆具有一定的预紧力。 

　　在安装锚杆垫板时，应确保垫板与锚杆体垂直，各种不正确的安装对锚杆的锚固性能都会产生不利的影响。当孔的轴线与孔口平面不垂直时，为了保证锚杆托盘能均匀地紧压岩面，常采用带球型凋节垫的托盘。当设计钻孔角度较大时，可采用异型可调托盘。 

　　2．3锚杆预紧力问题 

　　锚杆预紧力的施加是锚杆支护中最重要的施工质量影响因素之一。它是判别锚杆支护是否是主动支护的标志，如果锚杆在施工后不施加预紧力，就意味着该锚杆支护失去了主动支护的效果。成为被动支护。煤巷锚杆支护中锚杆的预紧力一般采用风动锚杆钻机预紧，由于风动锚杆钻机的最大扭矩一般在80~120N・m左右，换算为锚杆轴线预紧力仅为20kN左右。增压垫片虽小．也是保证强力锚杆支护系统支护成功的关键部件之一，通过增加增压垫片可显著减小螺母和垫板之间的摩擦力，大大提高锚杆的预紧力。如锚杆加上减阻垫片，可达到40kN的预紧力。从实验结果可以看到，增压垫片町将锚杆拉力提高将近一倍。 

　　目前较为常用的?准20mm直径高强锚杆，屈服强度为126 kN，锚杆的预紧力应达到65～75 kN。锚杆的预紧力越大，对围岩的控制效果越好。在锚杆支扩巷道中，要严格控制锚杆预紧力这―指标。在施工中，经常遇到在井下施工时出现锚杆预紧力的施加与质量标准化中锚杆外露不允许超过50mm相互冲突的现象，因此，应强调重视锚杆施工质量。 

　　3.锚杆支护施工质量检测及监测 

　　在煤矿井下巷道施工完成后的―段时间(巷道服务年限)内，要对巷道进行长期的矿压监测，以便发现问题，及时采取加固措施，避免造成人身伤亡事故或影响矿井的正常生产。 

　　3．1严格检查验收支护施工质量制度 

　　切实把锚杆支护质量检测作为一项非常重要的工作。 

　　支护施工质量检测由各矿主管部门负责，责任应落实到人，整改措施和方案应落实到现场。矿、科干部要靠前指挥，零距离检测和监测。加强对锚杆支护施工质量检测，如果检测结果不合格应立即停止施工，如果属于操作问题，要追究责任，属技术措施不当的原因要及时修正，及时采取补救措施。 

　　3．2锚杆安装几何参数检测 

　　锚杆安装几何参数检测验收由班组完成；检测间距不大于15m，每次检测点数不应少于3个；几何参数检测内容包括锚杆间、排距，锚杆安装角度，锚杆外露长度等；锚杆间、排距检测时，采用钢卷尺测量测点处呈四边形布置的4根锚杆之间距离；锚杆安装角度检测时，采用半圆仪测量钻孔方位角；锚杆外露长度检测时，采用钢板尺测量测点处一排锚杆外露长度最大值。 

　　3．3锚杆托板安装质量检测 

　　锚杆托板应安装牢固，与组合构件一同紧贴围岩表面，不松动；对难以接触部位应楔紧、背实；锚杆托板安装质量检测方法采用实地观察和现场、搬动；检测频度和锚杆几何参数，每个测点应以一排锚杆托板为一组检测。 

　　3．4定期进行井下锚杆锚固拉拔力检测 

　　锚杆锚固拉拔力检测采用锚杆拉拔计在井下巷道中完成：锚固拉拔力检测抽样率为1％；每300根顶(帮)锚杆抽样一组进行检查；不足300根时按300根考虑；拉拔加载至锚杆杆体屈服为止。 

　　3．5锚杆锚固拉拔试验 

　　锚杆拉拔计在试验过程中必须固定牢靠；锚杆拉拔时应缓慢、逐级均匀加载，直到锚杆滑动或达到杆体屈服载荷为止。拉拔锚杆时，拉拔装置下方及两侧严禁站人；锚杆杆尾直径一旦出现颈缩时，应及时卸载。 

　　3．6定期进行井下锚杆锚固力抽检 

　　采用锚杆拉拔计进行井下锚杆锚固力抽检；锚杆锚固力抽检抽样率为5％；每300根顶(帮)锚杆抽样一组(15根)进行检查；不足300根时按300根考虑；抽检指标为顶板锚杆锚固力不得低于70kN，帮锚杆固力不得低于50 kN；抽检中发现不合格锚杆，应在其周围补打合格锚杆。 

　　4.结束语 

　　锚杆支护是保征矿井高产高效的重要条件，煤矿井下巷道锚杆的施工控制是保证锚杆支护安全有效的基础，应进行优化锚杆设计、进行施工质量控制，检测和监测锚杆施工的质量控制，保证煤矿生产的安全高效进行。