CN102226405B - 一种用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法，注浆锚索是用高强度复合材料碳纤维/玻璃纤维制成，并通过测量放样，煤体内钻孔，注浆锚索制作、安装，锚索孔的孔口封孔，孔内灌注化学浆液等工艺实现对松软煤层工作面的加固，注浆锚索由于采用非金属材质，采煤机切割时不产生火花，阻燃、抗静电，使用安全可靠，抗拉强度高，高于钢材，有较高的破断力，重量轻，可弯曲盘卷，运输方便，在采煤工作面不能使用金属锚索进行支护的情况下对工作面进行深孔加固与支护，不仅可以在工作面现场结合化学注浆方法进行注浆支护作业，而且可以在工作面上下巷结合化学注浆对工作面煤体进行超前加固。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿井下用注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法，特别是一种用非金属注浆锚索对松软破碎围岩条件下采煤工作面在回采过程中进行超前加固的方法。
背景技术
目前，随着浅部煤炭资源日益减少，相继进入资源深部开采，由于煤矿开采深度和地应力的增加，使越来越多的煤矿工作面处于松软破碎围岩状态，工作面在回采过程中容易出现片帮、冒顶，甚至造成工作面停产，据统计，因工作面煤壁片帮或顶板冒落造成工作面停产，其停产时间可达到总停产时间的40％～60％，我国每年约有18％的综采工作面因围岩控制状态不理想而滞留在低产状态。现时国内常采用在工作面液压支架内用化学注浆结合金属锚杆支护的方法来解决工作面片帮冒顶问题，但该方法成本高、控制范围小，而且在采煤机切割煤体时难免会遇到金属锚杆，很容易产生火花，发生爆炸，造成安全隐患，另外，由于金属锚杆或锚索都具有较高抗剪切强度，容易损伤采煤机截齿。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有的用金属锚杆、锚索对松软破碎围岩进行加固方法的弊端，而提供一种能保证在采煤机切割煤体时不产生火花、阻燃抗静电、抗拉强度高、重量轻、可弯曲盘卷、运输方便、安全可靠的一种用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固、对破碎围岩条件下采煤工作面在回采过程中进行超前加固的方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：这种用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法，其特点是：它通过下述五个步骤进行：
a、首先对松散煤体进行探测，按照松散煤体的厚度设计钻孔的深度，而后测量放样，实施钻孔作业，完成钻孔；
b、根据钻孔深度制作相应长度注浆锚索，并将其置入钻孔内；
c、在距钻孔孔口向下0.5～1米间设置封孔装置，它由麻绳、棉布及其他编织物构成，然后向其内注入化学浆液，化学浆液在封孔装置内反应、膨胀、凝固，至孔口封堵；
d、完成封孔后，通过注浆锚索的注浆管向钻孔内用注浆机具压注化学注浆材料，化学注浆材料充满钻孔，并沿着松散煤体内的裂隙扩散，至化学注浆材料凝固，将注浆锚索包容住，成为一体；
e、如需对锚索施加预应力，将锚索尾端卸下，露出锚索进行张拉，至设计锚固值，完成加固。
本发明解决其技术问题所采取的另一技术方案是：这种用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法，其特点是：所述的用非金属注浆锚索对松散煤体进行加固时，其布局有两种方式：
a、工作面直接对松散煤体进行加固；
b、从上下顺槽侧面对松散煤体进行加固。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：这种用于对松软煤层工作面进行加固的方法中的非金属注浆锚索，包括有导向帽，其特点是：它还包括有锚索、注浆管、出浆孔、注浆管接头、锚索尾端，锚索由三根组成一束设置在注浆管内，注浆管管壁上设有多个出浆孔，并成交错均匀分布，注浆管一端设有导向帽，另一端设有注浆管接头，注浆管接头与锚索尾端相连，锚索尾端上设有螺纹，通过螺纹与注浆机管路相连。
本发明解决其技术问题所采取的又一技术方案是：这种用于对松软煤层工作面进行加固的方法中的非金属注浆锚索，其特点是：所述的锚索用复合材料碳纤维/玻璃纤维制成。
本发明解决其技术问题所采取的另一技术方案是：这种用于对松软煤层工作面进行加固的方法中的非金属注浆锚索，其特点是：所述的注浆管用铝塑材料制成。
本发明所提供的这种用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法，注浆锚索是用高强度复合材料碳纤维/玻璃纤维制成，由于采用非金属材质，采煤机切割时不产生火花，阻燃、抗静电，使用安全可靠，抗拉强度高，高于钢材，有较高的破断力，重量轻，是同尺寸钢材重量的四分之一，弯曲半径为1米，可弯曲盘卷，运输方便，实现了在采煤工作面不能使用金属锚索进行支护的情况下对工作面进行深孔加固与支护，不仅可以在工作面现场结合化学注浆方法进行注浆支护作业，而且可以在工作面上下巷结合化学注浆对工作面煤体进行超前加固。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的用非金属注浆锚索对松软煤层工作面直接进行加固方法的结构示意图。
图2为本发明实施例所提供的用非金属注浆锚索对松软煤层工作面从上下顺槽侧面进行加固方法的结构示意图。
图3为本发明实施例所提供的用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法所使用的非金属注浆锚索结构示意图之一。
图4为本发明实施例所提供的用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法所使用的非金属注浆锚索结构示意图之二。
具体实施方式
参照图1～4，本发明实施例所提供的这种用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法，它通过下述五个步骤进行：
a、首先对松散煤体1进行探测，按照松散煤体1的厚度设计钻孔2的深度，而后测量放样，实施钻孔作业，完成钻孔2；
b、根据钻孔2深度制作相应长度注浆锚索3，并将其置入钻孔2内；
c、在距钻孔2孔口向下0.5～1米间设置封孔装置4，它由麻绳、棉布及其他编织物构成，然后向其内注入化学浆液，化学浆液在封孔装置4内反应、膨胀、凝固，至孔口封堵；
d、完成封孔后，通过注浆锚索3的注浆管8向钻孔2内用注浆机具压注化学注浆材料5，化学注浆材料5充满钻孔2，并沿着松散煤体1内的裂隙扩散，至化学注浆材料5凝固，将注浆锚索3包容住，成为一体；
e、如需对锚索施加预应力，将锚索尾端11卸下，露出锚索7进行张拉，至设计锚固值，完成加固。
所述的用非金属注浆锚索3对松散煤体1进行加固时，其布局有两种方式：
a、工作面直接对松散煤体1进行加固；
b、从上下顺槽侧面对松散煤体1进行加固。
所述的非金属注浆锚索3包括有导向帽6、锚索7、注浆管8、出浆孔9、注浆管接头10、锚索尾端11，锚索7用高强度复合材料碳纤维/玻璃纤维制成，由三根组成一束设置在注浆管8内，注浆管8管壁上设有多个出浆孔9，并成交错均匀分布，注浆管8用铝塑材料制成，注浆管8一端设有导向帽6，另一端设有注浆管接头10，注浆管接头10与锚索尾端11相连，锚索尾端11上设有螺纹12，通过螺纹12与注浆机管路相连。
所述的化学浆液为波雷音，它是由河北同成矿业科技有限公司研制的，该浆液具有较高的机械性能，与岩层有较好的亲合力，固结体的柔韧性能承受一定的地层变形，材料注入岩层后，低粘度混合物保持几秒钟，渗透进入细小的裂缝膨胀；该产品已于2005年作了鉴定，2006年初开始对外销售，已应用于煤矿井下，其波雷音化学浆液性能指标如下：
①乳化时间 10～15S
②不沾手时间 50～60S
③固结体密度 400～1250Kg/m3
④抗压强度 30～50MPa
⑤阻燃性能 阻燃氧指数大于26％
⑥粘接强度 30～50MPa
⑦浆液密度 1200Kg/m3
⑧浆液粘度 225～300mPa.S
⑨双液混合比 1∶1
⑩膨胀倍数 1～3
Claims (5)
1.一种用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法，其特征在于：它通过下述五个步骤进行：
a、首先对松散煤体(1)进行探测，按照松散煤体(1)的厚度设计钻孔(2)的深度，而后测量放样，实施钻孔作业，完成钻孔(2)；
b、根据钻孔(2)深度制作相应长度注浆锚索(3)，并将其置入钻孔(2)内；
c、在距钻孔(2)孔口向下0.5～1米间设置封孔装置(4)，它由麻绳、棉布及其他编织物构成，然后向其内注入化学浆液，化学浆液在封孔装置(4)内反应、膨胀、凝固，至孔口封堵；
d、完成封孔后，通过注浆锚索(3)的注浆管(8)向钻孔(2)内用注浆机具压注化学注浆材料(5)，化学注浆材料(5)充满钻孔(2)，并沿着松散煤体(1)内的裂隙扩散，至化学注浆材料(5)凝固，将注浆锚索(3)包容住，成为一体；
e、如需对锚索施加预应力，将锚索尾端(11)卸下，露出锚索(7)进行张拉，至设计锚固值，完成加固。
2.根据权利要求1所述的用非金属注浆锚索对松软煤层工作面进行加固的方法，其特征在于：所述的用非金属注浆锚索(3)对松散煤体(1)进行加固时，其布局有两种方式：
a、工作面直接对松散煤体(1)进行加固；
b、从上下顺槽侧面对松散煤体(1)进行加固。
3.一种用于权利要求1的方法中的非金属注浆锚索，其特征在于：所述的非金属注浆锚索(3)包括有导向帽，它还包括有锚索(7)、注浆管(8)、出浆孔(9)、注浆管接头(10)、锚索尾端(11)，锚索(7)由三根组成一束设置在注浆管(8)内，注浆管(8)管壁上设有多个出浆孔(9)，并成交错均匀分布，注浆管(8)一端设有导向帽(6)，另一端设有注浆管接头(10)，注浆管接头(10)与锚索尾端(11)相连，锚索尾端(11)上设有螺纹(12)，通过螺纹(12)与注浆机管路相连。
4.根据权利要求3所述的非金属注浆锚索，其特征在于：所述的锚索(7)用复合材料碳纤维/玻璃纤维制成。
5.根据权利要求3所述的非金属注浆锚索，其特征在于：所述的注浆管(8)用铝塑材料制成。
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