注漿錨桿作用機理

     引言
　　煤礦生產(chǎn)中，為了保證礦井安全生產(chǎn)和礦工的人身安全，應隔離上面鄰近采空區(qū)隅角處易發(fā)生火災區(qū)。尋求有效的巷道支護方式，防止向采空區(qū)隅角處漏風，消除事故隱患。
　　1支護方式的確定
　　經(jīng)過方案對比，確定采用端錨式注漿錨桿支護，封堵裂隙，加固頂板，提高圍巖強度。
　　1.1 端錨式注漿錨桿端錨式注漿錨桿由端錨式錨頭，注漿錨桿桿體，隔離架，封水套，凸形托盤等部分組成。錨頭材料為阻燃塑料，其結構由空心錐錐體錨芯和四瓣式脹殼組成，安裝時，使脹殼膨脹頂住孔壁，起到錨固作用。為了適應不同的圍巖條件，設計了4種形式的脹殼，即光壁式，正臺階鋸齒形，倒臺價鋸齒形和V形臺階。注漿錨桿桿體用加厚鋼管焊接而成，管長根據(jù)現(xiàn)場情況而定，外徑21.4mm，內(nèi)徑15mm，注漿段長0.5m，外露長度60～80mm，外露部分加工成M22普通螺紋，注漿段鉆有若干交叉射漿孔。
　　1.2 支護機理由于圍巖裂隙比較發(fā)育，巷道開挖后圍巖產(chǎn)生松動，導致強度降低。經(jīng)過錨桿注漿加固后，圍巖強度等力學性能得到改善和提高，使巷道圍巖膠結成拱形連續(xù)體加固圈；注漿錨桿又起到懸吊、擠壓、楔固等作用，使巷道圍巖沿徑向擠壓的圍巖壓力轉換成切向壓力，防止圍巖松動范圍進一步擴展，從而使巷道徑向應力減小到僅用較小支護阻力就能維護圍巖長期處于穩(wěn)定狀態(tài)。
　　錨注支護巷道的作用：①采用端錨式注漿錨桿，可以利用漿液封堵圍巖的裂隙，隔絕空氣，起到防、滅火作用，并且能防止圍巖被水浸濕而本身強度降低；②注漿后將松散的巖石膠結成整體，可以增大巖體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角，提高巖體的強度，實現(xiàn)利用巖體作為支護結構的一部分；③注漿使錨桿由端頭錨固改變?yōu)槿L錨固，錨桿與圍巖形成一個整體，充分發(fā)揮錨桿的作用，形成有效的組合拱。
　　2錨注支護施工工藝
　　2.1 端錨注漿方案端錨注漿是在錨桿孔成孔后，在錨桿底端部采用化學藥包將錨桿進行錨固后，再放入注漿管及排氣管，封堵錨桿端頭，再進行有壓注漿。其特點是端部化學藥包內(nèi)含兩種密封的化學漿液，施工時利用外力將密封層破壞后兩種漿液反生化學反應，迅速將錨桿預錨固，可以對錨桿體系施加一定的預應力。
　　2.1.1 施工方法。①準備：鑿巖臺車就位，并接好供電、供水管線。②測量布眼：根據(jù)錨桿設計間距及圍巖層理、節(jié)理分布實際情況，用油漆標出眼位。布眼時對層理及節(jié)理發(fā)育部位，需加密布設。③鉆孔：用二臂液壓鉆孔臺車鉆孔，鉆孔時鉆桿垂于巖面或層理面。④清孔及檢查：用高壓風吹凈孔中石屑及細小石塊，利于漿液與巖壁充分接觸，并檢查孔深。⑤錨桿加工：錨桿采用Ⅱ級Φ25螺紋鋼，按設計尺寸下料，將外露端頭20cm范圍內(nèi)攻絲，其絲口深度和成型后直徑與錨桿端頭墊板匹配。⑥放入化學藥包：用略小于孔徑的PVC管將化學藥包輕頂送入錨桿孔底部，采取分節(jié)送入，然后抽出PVC管。再放入牛皮紙團作止?jié){塞。⑦錨桿插入：將錨桿插入，用錘子輕擊將錨桿插至孔底，再旋轉桿體，將化學藥包內(nèi)兩種漿液間隔層破壞，使化學漿液迅速反應將錨桿端部錨固。漿液凝固約需時間3分鐘，其間需人工扶穩(wěn)錨桿。⑧上墊板及螺母：端錨完畢，再插入Φ6排氣管及Φ10注漿管，再上密封墊板，錨固板及M20螺母，并施加少量的預加力旋緊，以利于巖體穩(wěn)定。⑨注漿：采用BW250灰漿泵注漿，注漿壓力0.1～0.3MPa。漿液材料為1：1.5水泥砂漿，砂漿采用現(xiàn)場砂漿拌合機拌合，拌合時間不少于3分鐘。注漿時勻速注入，直至排氣管漿液均勻流出時，則注漿飽滿。
　　2.1.2 注意事項。①鉆孔，鉆孔應垂直于巖石節(jié)理面，錨桿軸線應與巖體主結構面或滑移面成較大角度相交。不得生搬硬套采用徑向錨桿，并應視現(xiàn)場情況適當調(diào)整。②化學藥包在放入堵塞時，要確保堵塞嚴實，以免化學漿液溢出端錨段而造成錨固不實。③化學藥包在錨固時間內(nèi)，必須保持錨桿穩(wěn)固，不得晃動、轉動，以確保錨固質量。④上墊板時，如孔口不平，應采用砂漿抹平處理。⑤錨桿在未錨固前，其自重大，應防止錨桿滑落傷人。
　　2.2 注漿材料和工藝參數(shù)注漿漿液用用粘土漿和粘土水泥漿，粘土漿配比：水∶膨潤土為1.5∶1；粘土水泥漿配比：水∶膨潤土∶水泥為1.3∶1∶0.2；注漿壓力3MPa，漿液擴散半徑1.0m，每孔漿液注入量30～50L。
　　結語
　　采用端錨式注漿錨桿注漿加固巷道圍巖，不僅能夠提高破碎頂幫的整體強度，增加圍巖自身的承載力，而且注漿漿液充填壓密裂隙，可防止漏風，避免發(fā)火，并具有堵水作用。