中空注浆锚索
中空注浆锚索在小煤柱加固中的应用
0引言煤炭作为传统能源在我国的经济发展中占有重要地位，而淮南矿业集团则在保障煤炭正常供应方面起到了重要作用，这其中顾桥煤矿作为集团公司下属的一个大型煤矿，其安全生产的重要性不言而喻。
在煤矿井下开采过程中，沿空巷道沿空侧小煤柱受附近回采工作面的应力影响，容易形成应力集中区，导致巷道变形，对安全生产构成威胁。
因此，顾桥煤矿在长期高强度的开采过程中，小煤柱加固的治理工作就成为了安全生产的重中之重。
1中空注浆锚索目前，用于矿山巷道支护与加固的锚索主要有两大类，一类，是树脂锚固锚索，即采用预应力钢绞线截割成所需的长度作为锚索索体，配上夹片式锚具、金属托盘等构成一套锚索，安装时采用搅拌药卷式树脂锚固剂锚固；另一类，是注浆锚固锚索，一般将钢绞线破股后作为锚索索体，绑匝上注浆管、排气管，再配上止浆塞、夹片式锚具、金属托盘等构成一套锚索，安装时通过向锚索钻孔中注入水泥或其它种类的锚固浆液进行锚固。
这两种锚索在煤矿及其它矿山中都有应用。
目前顾桥矿采用的中空注浆锚索索体为新型中空结构，自带注浆芯管，采用反向注浆方式，不仅消除了产生气穴空洞的可能，保证锚固浆液充满钻孔，而且省去了排气管和注浆管专用接头，也无须在现场绑匝注浆管、排气管以及封堵注浆孔，使施工步骤大为简化。
可以实现锚注一体化，注浆可以安排在迎头后方一定距离将一定范围的锚索一次注完。
此外，锚索安装后能够与锚杆同步承载，形成整体支护作用，对保证支护效果非常有利。
2顾桥矿1121（3）工作面巷道情况及支护措施1121（3）综采面位于北一下山采区上部，向北临近F87断层，向南临近13-1煤层工广保护煤柱，东西分别临近F119断层和1117(3)工作面，下覆的1121(1)工作面即将收作，因此1121（3）工作面为蹬空工作面，其轨道顺槽为沿空掘进巷道。
由于该区域11槽和13槽煤层间距仅为75～80m，其上覆岩层运动还未稳定，预计1121（3）量顺槽掘进及回采期间内矿压显现较为剧烈。
中空注浆锚索在巷道返修加固中的应用
０ 引 言
注浆锚索支护是将锚索支护与注浆加 固的作 用组合起来 ， 共同作用于巷道围岩。 注浆锚索浆液 凝结后不仅可以封堵 围岩裂 隙、 隔绝空气 、 防止 围 岩风化 ， 还可以对松动的煤岩体进行粘结固化 ， 从 而提高煤岩体内聚力 、弹性模量 ，增强其 自 撑能
合拱厚度的增加 ，又能减小作用在底板上的荷载 集 中度 ， 从 而也减 小底 板 的应力集 中［ ” 。
用于注浆排气 。其主要技术参数如表 １ 所示。
表１ 中空注浆锚索主要技术参数
参 数 萋
钢丝直径／ ｍ ｍ ７ ３ ５ 锚索直径／ ｍ ｍ
锚索长度／ ｍ ｍ ９ ０ ０ ０ 安装孔径／ ｍ ｍ ４ ３
巷道行人与运输 的安全。为保证安全生产及后续 胶带运输机的安装 ，决定对该段巷道顶板补打注
浆锚索进行加 固。
２ 施工工艺
２ ． １ 支 护材料
高强注浆锚索索体为中空结构 ，自带注浆芯
２ ０ １ ４年 ２月
Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０ １ ４
赵
奎， 等
中空注浆锚索在巷道返修加 固中的应用
工 工作 ，最 后采 用 ６ ３ ｍ ｍ钻 头将 孔 口扩 至 ６ ５ ｍ ｍ、扩 孔 深 ２ ０ ０ ｍ ｍ 。锚 索 眼深 控 制在 ９ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 钻孔 时保持钻孔在 同一轴线上 ， 以免 影 响安装 质量 。帮 部破碎 地点 必须将 破 碎处 清理 干净 ， 打眼过程 中发生片帮时 ， 用炮泥将破碎处填 实， 提高锚索涨拉质量和封孔质量 ， 防止注浆时跑 浆漏浆 。随后在距离注浆锚索孔 口 ５ ０ ０ ｍ ｍ处施 工一上仰角度 为５ ５ 。 ～ ６ Ｏ 。 、孔径大小为 ４ ３ ｍ ｍ 的斜孔 ， 该斜 孔与 注浆锚 索钻 孔相 通 ， 以便 在安 装
中空注浆矿用锚索用途
中空注浆矿用锚索用途中空注浆矿用锚索是一种用于注浆矿山工程的特殊锚杆。
它具有多种用途，可以在地下矿山工程中起到固定和加固作用，提高工程的稳定性和安全性。
以下将详细介绍中空注浆矿用锚索的用途。
一、加固岩体和土体中空注浆矿用锚索可以用于加固岩体和土体。
在地下矿山工程中，岩体和土体的稳定性对工程的安全至关重要。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆与岩体或土体连接在一起，形成一个整体结构，增强了岩体和土体的抗拉强度和抗剪强度，从而提高了工程的稳定性。
二、固定支护结构中空注浆矿用锚索还可以用于固定支护结构。
在地下矿山工程中，支护结构起到保护岩体和土体的作用，避免其产生破坏和变形。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆与支护结构连接在一起，增加了支护结构的稳定性和刚度，从而提高了工程的安全性。
三、防止岩体位移中空注浆矿用锚索还可以用于防止岩体位移。
在地下矿山工程中，岩体的位移可能会导致工程的破坏和事故的发生。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆固定在岩体中，增加了岩体的抗滑稳定性，防止了岩体的位移，从而保证了工程的安全性。
四、提高工程承载力中空注浆矿用锚索还可以用于提高工程的承载力。
在地下矿山工程中，工程的承载力对工程的可持续发展至关重要。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆与岩体或土体连接在一起，形成一个整体结构，增强了工程的抗拉强度和抗剪强度，提高了工程的承载力。
五、减小地下水渗流中空注浆矿用锚索还可以用于减小地下水渗流。
在地下矿山工程中，地下水的渗流可能会导致工程的破坏和水灾的发生。
中空注浆矿用锚索通过注浆的方式将锚杆与岩体或土体连接在一起，形成一个密封的结构，阻止了地下水的渗流，从而减小了地下水对工程的影响。
中空注浆矿用锚索具有多种用途，可以在地下矿山工程中起到固定和加固作用，提高工程的稳定性和安全性。
它可以用于加固岩体和土体、固定支护结构、防止岩体位移、提高工程承载力以及减小地下水渗流等方面。
中空注浆矿用锚索的使用可以有效地保证地下矿山工程的安全运行，确保工程的顺利进行。
高预应力中空注浆锚索施工工艺
顶板
向 上 涨 紧
止浆塞卡阻环
止浆塞
推管
注浆管 顶板
锚索盘 锚具
止挤充 浆压填 塞变孔
形径
钢 管 推 压
顶板
六棱注浆头（内丝）
止浆塞的改进
止浆塞
注浆管 顶板
锚索盘 锚具 六棱注浆头（内丝）
止 浆 塞 由 柱 状 改 为 倒 楔 锥 形
注浆锚索的结构原理
· 注浆锚索支护原理
项目 产品型号 工作气压 最大排浆压力 排浆流量 外形尺寸 整机机重
单位 参数值
ZBQ-27/1.5（ 基本型）
ZBQ-27/1.5 （增压型）
MPa 0.2~0.8
MPa 4
8
L/mi n
27
13
mm 1100x207x330
Kg 16
成品注浆锚索
注 浆 锚 索 弯 曲 度
注浆锚索施工档案
• 20世纪八十年代，采用了能够适应较大变形的U型钢可缩 棚进行巷道支护或加固；但随着时间的推移，压力逐渐显 现或受采动影响后，巷道仍然会发生严重变形，甚至无法 满足使用要求，前掘后修，工程量大，
• 从20世纪八十年代后期开始，矿井开采水平延伸， 逐渐开始探索使用锚杆进行巷道支护。锚杆支护先 后经历了木锚杆、倒楔锚杆、水泥全锚锚杆、树脂 锚固剂锚杆等。同时，在压力区、构造带、围岩破 碎带、交岔点等特殊地点采用锚索补强加固。
式
采空区近距离破碎顶板注浆锚索支护
采空区 注浆锚索 煤层
锚杆
3400
2800
•采用顶板短 •锚索、全锚 •索支护方式， 当班支护当 班注浆。
不同条件下的支护方式7
复合顶支护方式
中空注浆锚索应用
4根/排，排距 0.7m
六、进展情况
施工 设备
构配件
注浆 材料 施工 方案
准备工作 已齐全
现已进入实施阶段
现场 准备
七、技术特点
优点
1 2 3 4
中空注浆锚索可实现端头锚固、施加预紧力 注浆后实现锚索全长锚固，增大索体与围岩之间阻力 爆破松动后围岩节理、裂隙较为发育，注浆浆液可充 填裂隙，增大了围岩的承载能力和抗剪切破坏能力 注浆锚索浆液扩散半径交圈后，形成加固环，改善围 岩受力状态
七、技术特点
缺点
1 2
中空注浆锚索索体破断力相对较低 较普通锚索施工多一道注浆工序
注浆锚索
目录
一、选题背景
二、课题选定 三、中空注浆锚索 四、中空注浆锚索工艺流程 五、实施方案 六、进展情况 七、技术特点
一、选题背景
埋深大 952m 地压大 σmax=23MPa 软 岩 岩体强度小于地压 顶板下沉最大700mm 底鼓量最大1000mm
网片撕裂、喷砼开裂
尤以井 底车场 附进巷 道硐室 为主 马头门硐重影响安全使用，亟待加固维护，达到 设计使用年限内的安全、使用功能要求
一、选题背景
一、选题背景
马头门平台梁挤压变形
二、课题选定
查阅资料
技术交流
中空注浆锚索控制 巷道变形新技术
外出调研
三、中空注浆锚索
托盘
三、中空注浆锚索
三、中空注浆锚索
现场应用情况
使用效果截面图
四、中空注浆锚索工艺流程
锚杆钻机 树脂端头锚固 锚索张拉器具
造孔
安装 张拉 注浆
孔径32mm 止浆塞、托盘、锁具 不低于150KN 单液浆或双液浆
否 设计压力 是
中空注浆锚索施工安全技术措施
中空注浆锚索施工安全技术措施注浆锚索施工安全技术措施工程概况：清理撒煤巷巷道设计长度为307米，巷道断面为矩形，尺寸为3500毫米×2700毫米，面积为9.45平方米。
清理撒煤巷与主立井交叉点往南50米为浇筑支护，但在这段范围内顶板存在渗水、淋水现象，因此需要施工注浆锚索来保证施工质量及施工期间的安全。
施工参数：注浆锚索从距离浇筑段500毫米的地方开始施工，顶部锚索间排距为1800毫米×2000毫米，帮部锚索间排距为1600毫米×2000毫米。
锚索施工方法：1、锚索安装施工工艺：中空注浆锚索型号为SKZ22-1/1860型，直径为Φ21.8毫米，长度为4300毫米。
施工步骤为：打锚索孔、清孔、在锚索末端安装配套锥状和塔状止浆垫、安装锚索、安装托盘、锁具、张拉、冲刷注浆泵、拌料桶、配料搅拌注浆水泥、注浆、封孔。
2、锚索施工准备及要求：①在装卸车过程中，应小心轻放，以免损坏锚索尾部。
②在巷道运输过程中应保持锚索表面清洁，避免锚索粘满泥、灰、煤粉、油和水，影响锚索与树脂和注浆液体的粘结效果，避免杂质堵塞锚索出浆口。
③锚索可以适当弯曲，但弯曲半径不能小于1500毫米，否则会造成锚索注浆管折曲、变形，严重时中空管挤出注浆口，造成锚索施工困难，甚至出现锚索报废问题。
3、作业前检查：①接装进气、进水接头前，钻机水阀旋钮必须处于关闭位置。
②每次接装进气、进水接头时，都应先冲洗出管内砂石异物，包括压缩空气管路内的冷凝水。
③操作者站位，应在钻机摇臂端的外侧。
④选用合适的初始钻杆，避免钻孔不垂直或跑偏，降低作业效率。
⑤钻孔前，先空运转，检查马达旋转、气退升降、水路启闭，全部正常，才能正式投入作业。
4、钻注浆锚索孔：顶板锚索孔采用MQT-130/2.8型矿用气动锚杆钻机打眼，采用Φ30毫米钻头、B19中空六方短钻杆、再加长钻杆完成锚索孔，___要求为4100毫米，垂直于顶、帮打眼。
帮锚索孔采用MQB—35型气动手持式煤帮锚杆钻机打眼，采用Φ30毫米钻头、B19中空六方短钻杆、再加长钻杆完成锚索孔，___要求为4100毫米，按设计角度打眼。
中空注浆锚索支护在软岩巷道中的应用
中空注浆锚索支护在软岩巷道 中的应用
江 秀 良
（ 河北省 武安 市冶金矿 山管理局 ， 河北 武安 ０ ６０ ） ５ ３ ０
摘 要： 现以 中空注浆锚索技术在 某铁矿软岩巷道 支护 中的应用为例 ， 中空注浆锚索技术进行论述。 对 依据试验结果分析发现将 中空注浆锚索 技术应用在软岩 回采巷道 中， 可以简化 注浆施 工步骤 ， 实现锚 索与锚 杆同步承载 ， 从而形成整体 支护 ， 增强 了支护效果 ， 实现 了锚注结合 ， 为其他软
（ 上接 ２ ２页 ） 形进行了考虑和控制， 但是， 焊接变形依然会存在， 并且一部 分工 件焊后变形的程度会超出许用的范围， 对于这些工件 ， 矫正处理是必须
的。
作者简介 ： 江秀 良（９ ２ ） 男， １６ 一 ， 汉族， 河北省武安 市冶金 矿山管理局副局长。
对于双腹板纵梁在焊后的变形 ， 只需找出变形最严重的区域， 用气焊炬 对变形处的焊缝进行烘烤， 待释放部分残余应力后 ， 焊接变形就会逐渐消失 ， 同时辅助火焰矫正 ， 实践证明， 矫正后不会在焊装成车架或投入使用后 出现 ３ 通过对围岩稳定性与支护可靠性 的量测监控 和分析评定 ， ） 为工程 二次变形。 施工和长期使用提供安全信息 ； ６ 结 论 ４ 通过现场量测 ， ） 才能 系统地 、 深入的研究 围岩 和网壳 锚喷支护的 特种车车架双腹 接质量问题是整车质量中的关键问题之一， 力学性质 ， 才能研究 出不同条件 、 同类型岩体的变形破 坏机理及 网壳 不 车的制造质量。这里研究的内容、 采取的措 锚 喷 支护 机 理 和 设 计理 论 ； 明的， 以上措施可供同行借鉴。
突 出优 点 。
化理论研究提供原始依据 ， 具有不可忽视的作 用和意义。
中空注浆锚索
新型中空注浆锚索山东中煤工矿集团1．新型中空注浆锚索开发背景锚索是采用有一定弯曲柔性的钢绞线，通过预先钻出的钻孔以一定的方式锚固在围岩深部，外露端通过工作锚压紧托盘对工程围岩进行补强加固的一种支护手段。
其特点是锚固深度大，承载能力高，并可以施加较大的预紧力，因而可以获得比较理想的支护效果，是目前最为可靠、最为有效的围岩加固方式，其加固范围、支护强度可靠性是常规锚杆支护所无法比拟的。
预应力锚索加固围岩的实质就是通过锚索对被加固围岩体施加应力，限制围岩的变形，从而保持围岩稳定。
锚索安设锁紧以后，锚索集中应力以45°的压力分布传递至支护结构物上。
预应力锚索施工简单，可以和多种支护措施相结合，工期短，费用低，尤其对破损巷道的加固比其它方法更具有优越性。
在围岩较差的巷道、大断面硐室、交岔点、断层带附近以及受动压影响的巷道，譬如长壁工作面跨采巷道，要加大支护长度，提高锚固效果，采用预应力锚索是一条有效途径。
锚索支护属于主动支护，一般只需要较小密度的锚索就能够达到良好的支护效果。
目前国内主要采用φ15.24、φ17.8钢绞线加工制作的树脂锚索进行煤巷补强加固。
树脂锚固锚索具有制作简单，安装速度快，承载及时等优点，很快得到大面积推广应用。
但在稳定性较差的厚煤层动压巷道，譬如沿空掘巷以及一些特殊地点如大断面切眼、破碎地带、受动压影响的跨采巷道等，其承载能力偏低，同时，由于锚固长度只有锚索长度的1/3，属于端部锚固锚索，对破碎顶煤的加固作用有限。
随着其用量越来越多，树脂锚固锚索也逐渐暴露出一系列的问题，其中有的问题还非常严重。
从现场使用的情况来看，这种锚索存在的突出问题是：（1）搅拌树脂锚固锚索只能采用单股，锚索承载能力小，支护强度低，钻孔利用率（即通过每个钻孔索能获得的支护阻力）低。
由于锚索索体没有经过专门的加工制作过程，索体的7根钢丝不能同步承载，现场实测其实际承载能力只有220—230KN，低于钢绞线的工程载荷，甚至比目前使用的Φ22mm高强锚杆的破断力（250KN）还低。
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中空注浆锚索
中空注浆锚索产品应用范围
中空注浆锚索适用于地质条件中等，良好的围岩长久性支护以及公路、铁路、隧道的超前支护、边坡支护、基坑支护等工程，通过中空锚杆体的压力注浆，可达到固结破碎岩体，改良岩体，从而达到良好的支护目的。
随着国内大部分矿井开采深度的不断增加，巷道支护难度越来越大，把注浆锚固锚索和树脂锚固锚索合二为一，通过二者之间的取长补短，兼有二者的优点，克服它们各自的缺点，形成一种全新的锚索品种；通过提高注浆压力，使浆液在充满钻孔、实现全长锚固的同时，向钻孔周围岩石裂隙中扩散，对围岩起到粘结固化作用，实现深孔锚注。
中空注浆锚索组成
中空注浆锚索由中空锚杆体、锚头、止浆塞、垫板和螺母组成。
1.中空锚杆体锚杆体采用中空设计，杆体中孔作为钻进高压风水通道和注浆通道，与实心杆体相比，中空杆设计可获得更好的钢度和抗剪强度。
锚杆体外表面为全长标准大螺距螺纹结构，螺纹结构便于锚杆的切割和接长，与光滑杆体相比增加了锚杆体与注浆材料的粘接面积，从而提高了锚固力。
2.锚头锚头采用钢质锚头，不仅能固定和居中锚杆体部件而且能在岩石锚孔中产生一定的锚固力。
3.止浆塞止浆塞由橡塑材料制成，考虑了注浆排气，有一定的密封作用，便于实现有压注浆，增加注浆材料的饱满度和密实度。
止浆塞有对中支架的作用。
4.垫板采用热轧成型垫板，有一定弹性，便于应力传递。
垫板可提供7度的可调角度，便于密贴岩石表面。
5.螺母采用半球或六角螺母，可通过螺母对杆体施加主动应力。
中空注浆锚索特点
1.锚索的安装、预紧方式与树脂锚杆完全相同（螺纹紧固），取消了张拉工序，不但能实现搅拌、张紧一体化快速安装，而且使锚索与锚杆能同步承载，形成整体支护作用；
2.索体及锁紧结构采用新型结构，在保证注浆通径的前提下，使索体直径达到最小化，所需安装孔径也小的多，安装效率高，实现了小孔径、大吨位；
3.锚索索体为新型中空结构，自带注浆芯管，采用反向注浆方式，不仅消除了产生气穴空洞的可能，也无须在现场绑匝注浆管、排气管以及封堵注浆孔，使施工步骤大为简化
4.索体上部为搅拌树脂药卷端锚，下端采用螺纹锁紧，安装后能立即承载，这一点是现有的各种注浆锚索产品均无法作到的，而对于自稳能力差的顶板岩层又是非常有利和必要的；
5.采用螺纹锁紧方式，锁紧机构工作可靠，不会打滑，不会产生火花，对井下潮湿、淋水环境的适应性是采用夹片式锚具锁紧方式所无法比拟的；
6.采用高强度螺旋肋预应力钢丝制造的锚索的锚固强度比相同直径的用钢绞线截割成的锚索提高15%以上，而锚固延性可提高25%以上。
7.由于安装后能立即承载，因此注浆可以安排在迎头后方一定距离将一定范围的锚索一次注完，因此施工非常便利；螺纹锁紧机构具有调心功能，锚索外露长度小且均匀一致，不影响巷道有效高度山东中煤集团。
该产品已出口美国、法国、加拿大、印尼、俄罗斯、越南、澳大利亚、韩国、伊朗等多个国家，获得客户的一致好评。
zmjt061。