新型玻璃鋼錨桿支護(hù)在東懷煤礦的應(yīng)用

高 瑞 黃棟梁 于 興

（吉利百礦集團(tuán)廣西東懷礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 百色533000）

1 概述

礦井傳統(tǒng)采煤法支護(hù)巷道邊幫采用“金屬錨桿+H 型鋼帶+菱形金屬網(wǎng)”的支護(hù)形式，但是當(dāng)工作面回采時(shí)，金屬錨桿、錨索容易纏繞在采煤機(jī)滾筒上，不易清除，易損壞采煤機(jī)的截齒，降低裝煤效率，也易出現(xiàn)過桿體甩出傷人事故[1]；遺落在煤流中的錨桿會(huì)導(dǎo)致刮板機(jī)卡鏈和刮傷皮帶等，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

此外，滾筒切割金屬桿體容易產(chǎn)生火花，存在引發(fā)煤塵、瓦斯爆炸事故的可能性。為消除隱患，簡化生產(chǎn)工序，提高生產(chǎn)效率，礦井在六采區(qū)26C01 皮帶進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)行支護(hù)試驗(yàn)，采用可截割新型玻璃鋼錨桿及礦用鋼絲網(wǎng)對(duì)回采巷道邊幫支護(hù)，并觀測效果。

本文重點(diǎn)從玻璃錨桿特性、現(xiàn)場支護(hù)效果、經(jīng)濟(jì)效益等方面分析總結(jié)新型玻璃鋼錨桿的應(yīng)用，為今后新型玻璃鋼錨桿使用的推廣提供建議和經(jīng)驗(yàn)。

2 新型玻璃鋼錨桿簡介

新型高強(qiáng)度玻璃纖維增強(qiáng)塑料錨桿，是以不飽和樹脂為基本材料，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料復(fù)合而成，同傳統(tǒng)金屬錨桿相比具有良好的表面性，優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的可切割性，同時(shí)還具有較高的抗拉強(qiáng)度、重量輕、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)。

本次試驗(yàn)的全螺紋式玻璃鋼錨桿規(guī)格為：

直徑18mm，長2000mm，其錨固深度1900mm；礦用鋼絲網(wǎng)規(guī)格為：寬2m，長10m。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

3.1 巷道支護(hù)情況及規(guī)格

本次試驗(yàn)巷道為東懷煤礦六采區(qū)26C01 皮帶進(jìn)風(fēng)巷。東懷煤礦位于百色煤田西端南西翼，井田內(nèi)地層年代屬新生代晚始新世- 漸新世。

煤系地層屬下第三系（E），七中晚始新統(tǒng)那讀組（E32n）下百崗段（E32nb）為主要含煤層。六采區(qū)位于東懷煤礦一號(hào)井礦區(qū)范圍內(nèi)西北面。

主要開采A、C、D 煤層，采區(qū)開采深度+50 米～-150 米，距離地表較近。

巷道布置所在C 煤層穩(wěn)定性較好，煤層直接頂厚度約3m，主要為泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖泥巖，含砂質(zhì)泥巖，遇水膨脹，較破碎，下部為0.2 米含炭質(zhì)泥巖，灰黑色，性軟，斷口粗糙；煤層直接底厚度約4.0m，為深灰色泥巖，硬度小，遇水膨脹、變軟。

巷道設(shè)計(jì)斷面為4.6m*3.0m，沿煤層頂板掘進(jìn)。頂板、邊幫均采用“金屬錨索+金屬錨桿+H 型鋼帶+菱形金屬網(wǎng)”的支護(hù)方式，頂板支護(hù)間排距900mm*900mm，邊幫自上往下間距600mm、1200mm，排距900mm。

試驗(yàn)段邊幫采用“新型玻璃鋼錨桿+高強(qiáng)度支護(hù)網(wǎng)”支護(hù)方式，支護(hù)的間排距、使用錨固劑、支護(hù)時(shí)間等均相同。

表1 玻璃鋼錨桿參數(shù)

圖1 頂板支護(hù)效果

3.2 效果圖（圖1，圖2）

3.3 巷道邊幫位移量觀測記錄（表2）

3.4 現(xiàn)場應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

（1）玻璃鋼錨桿相較于全螺紋金屬錨桿，重量更輕，是現(xiàn)用邊幫錨桿的1/5，便于使用與運(yùn)輸；

（2）玻璃鋼錨桿和高強(qiáng)度支護(hù)網(wǎng)的耐腐蝕、抗銹蝕性更強(qiáng)，當(dāng)巷道邊幫涌水時(shí)，支護(hù)有效期更長；

（3）玻璃鋼錨桿布置在回采巷道時(shí)采煤機(jī)可以直接截割，減少回采工序，提高回采效率，同時(shí)又不易損傷截齒。

缺點(diǎn)：

圖2 邊幫支護(hù)效果圖

（1）新式高強(qiáng)度支護(hù)錨網(wǎng)個(gè)體體積較冗大，礦井每輛礦車預(yù)計(jì)可裝載3 卷。由此較于舊式錨網(wǎng)造成運(yùn)輸步驟增加，輸運(yùn)人員增加，運(yùn)輸效率下降；

（2）巷道頂板平整時(shí)新式錨網(wǎng)支護(hù)效果較為理想，但頂板破碎或不平整時(shí)，新式錨網(wǎng)不貼頂，空隙較大；實(shí)際現(xiàn)場支護(hù)效果及支護(hù)巷道觀測來看，“新型玻璃鋼錨桿+高強(qiáng)度支護(hù)網(wǎng)”支護(hù)效果較傳統(tǒng)金屬錨桿支護(hù)效果無明顯差異，滿足礦井正常生產(chǎn)使用。

4 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

4.1 材料成本（表3）

4.2 其他成本費(fèi)用

以東懷煤礦六采區(qū)使用情況，單套礦用金屬錨桿玻璃鋼錨桿重量為玻璃鋼錨桿5 倍，考慮到新錨網(wǎng)裝車較少等，運(yùn)輸成本基本持平；兩者施工工藝類似，均采用樹脂錨固劑安裝，故安裝費(fèi)用也相差不大；但考慮到金屬錨桿撤出所需花費(fèi)的人員工資成本。

表2 東懷煤礦巷道表面位移量觀測記錄表

表3 新舊支護(hù)參數(shù)成本對(duì)比表

根據(jù)我礦統(tǒng)計(jì)使用金屬錨桿，回采班每班需兩人對(duì)兩側(cè)回采側(cè)邊幫金屬錨桿退錨、撿出約20 條，按180 元/人，平均每人人工費(fèi)為217 元/班。人員人工費(fèi)用=（217*2）/20=21.7 元/套。玻璃鋼錨桿安裝和人工費(fèi)用低于普通金屬錨桿。另外，以上費(fèi)用不含切割金屬錨桿加劇采煤機(jī)滾筒切割齒過度消耗以及混入煤流的金屬桿體出現(xiàn)的卡鏈和劃傷皮帶的隱性風(fēng)險(xiǎn)成本；同時(shí)，玻璃鋼錨桿抗腐蝕性強(qiáng)，能有效避免因腐蝕問題造成的支護(hù)失效，從而降低二次支護(hù)成本[2]。

實(shí)際礦井使用后，玻璃鋼錨桿減少了支護(hù)成本約50%，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。“新型玻璃鋼錨桿+高強(qiáng)度支護(hù)網(wǎng)”的支護(hù)形式要優(yōu)于現(xiàn)用的“全螺紋金屬錨桿+錨網(wǎng)+鋼帶”的支護(hù)形式。目前礦井回采巷道正大面積推廣使用。

5 結(jié)論

礦井在六采區(qū)回采巷道中掘進(jìn)時(shí)使用“玻璃鋼錨桿+高強(qiáng)度支護(hù)網(wǎng)”進(jìn)行間斷支護(hù)。根據(jù)觀測，現(xiàn)場支護(hù)完好，較普通金屬錨桿支護(hù)地段無明顯變形，回采過程中支護(hù)良好，未出現(xiàn)破斷現(xiàn)象。

從成本節(jié)約、支護(hù)效率、支護(hù)安全以及工作面回采等多方面分析，“玻璃鋼錨桿+高強(qiáng)度支護(hù)網(wǎng)”支護(hù)其性能優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)效益良好，具有較好的應(yīng)用前景。