礦用新材料錨桿施工方案一、工程概況本工程為煤礦井下巷道支護工程，采用礦用新材料錨桿進行圍巖加固。巷道設計長度1200m，斷面形狀為直墻半圓拱形，凈寬4.5m，凈高3.8m。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，巷道穿越巖層以砂質(zhì)泥巖和粉砂巖為主，局部存在破碎帶，圍巖穩(wěn)定性中等。為確保施工安全和巷道長期穩(wěn)定，采用新材料錨桿結(jié)合W鋼帶、金屬網(wǎng)的聯(lián)合支護體系。二、材料選擇2.1錨桿類型選擇根據(jù)工程地質(zhì)條件和支護要求，本工程選用兩種新型材料錨桿：2.1.1玻璃鋼錨桿采用FHJ-20型全螺紋玻璃鋼錨桿，主要參數(shù)如下：直徑：20mm長度：2400mm桿體抗拉力：180kN桿體抗拉強度：620MPa螺紋承載力：80kN扭矩：85Nm抗靜電性：≤3×10^7Ω阻燃性能：有焰燃燒≤15s，無焰燃燒≤60s該錨桿具有重量輕（僅為同規(guī)格鋼錨桿的1/4）、強度高、耐腐蝕、易切割、不產(chǎn)生火花等優(yōu)點，特別適用于高瓦斯礦井和腐蝕性環(huán)境。2.1.2高扭矩玻璃鋼錨桿在巷道破碎帶及交叉點等應力集中區(qū)域，選用F61-22型高扭矩玻璃鋼錨桿，主要參數(shù)如下：直徑：22mm長度：3000mm桿體極限抗拉力：220kN螺紋極限抗拉力：60kN橫截面積：330mm2極限抗拉強度：650MPa扭矩：100Nm彈性模量：≥40GPa該錨桿通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計，克服了傳統(tǒng)玻璃鋼錨桿扭矩偏低的缺點，可通過扭矩施加預應力，提高支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。2.2配套材料選擇2.2.1錨固劑采用快凝型樹脂錨固劑，型號為CK2350，每支重量300g，初凝時間4-6分鐘，終凝時間10-15分鐘，24小時抗壓強度≥60MPa。2.2.2托盤選用拱形高強度托盤，規(guī)格為150×150×10mm，材質(zhì)為Q235鋼，承載力≥80kN，表面進行熱浸鍍鋅處理，鋅層厚度≥40μm。2.2.3螺母采用球頭形螺母，配合錨桿螺紋規(guī)格，材質(zhì)為20MnSi鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度達到HRC35-40，保證與錨桿螺紋的可靠連接。2.2.4W鋼帶選用W-280型W鋼帶，厚度3mm，寬度280mm，屈服強度≥335MPa，長度根據(jù)巷道斷面確定，一般為4-6m。2.2.5金屬網(wǎng)采用菱形金屬網(wǎng)，網(wǎng)孔規(guī)格50×50mm，絲徑4mm，材質(zhì)為Q235鋼，網(wǎng)片尺寸1000×2000mm，相鄰網(wǎng)片搭接長度≥100mm，用14#鐵絲雙股綁扎，綁扎點間距≤200mm。三、施工準備3.1技術(shù)準備組織技術(shù)人員熟悉設計圖紙、地質(zhì)資料和施工規(guī)范，編制詳細的施工技術(shù)交底文件。進行錨桿支護參數(shù)設計，確定錨桿間排距、角度、錨固長度等關(guān)鍵參數(shù)：頂錨桿：間排距800×800mm，角度與頂板法線成5-10°幫錨桿：間排距900×800mm，角度與巷幫成10-15°錨固方式：采用加長錨固，錨固長度1200mm進行施工前的技術(shù)培訓，使施工人員掌握新材料錨桿的性能特點和安裝工藝。編制施工應急預案，針對可能出現(xiàn)的冒頂、片幫等突發(fā)情況制定應對措施。3.2設備準備鉆孔設備：選用MQT-130型氣動錨桿鉆機，額定扭矩130Nm，推進力8kN，配套Φ28mm合金鉆頭和Φ22mm中空鉆桿。攪拌設備：采用專用錨桿攪拌器，與錨桿鉆機配套使用，轉(zhuǎn)速0-600r/min。檢測設備：配備錨桿拉力計（量程0-300kN）、扭矩扳手（量程0-300Nm）、錨桿角度儀、卷尺（精度1mm）等檢測工具，并進行校驗，確保計量準確。輔助設備：包括風鎬、鐵鍬、高壓風管、水管、照明設備等。3.3材料檢驗錨桿及配件進場時，必須提供出廠合格證、質(zhì)量檢驗報告等質(zhì)量證明文件，并按規(guī)定進行抽樣檢驗：外觀檢查：桿體應無裂紋、氣泡、彎曲，螺紋應完整、無損傷尺寸檢查：直徑偏差≤±0.5mm，長度偏差≤±5mm，螺紋參數(shù)符合設計要求力學性能試驗：每批隨機抽取3根進行拉伸試驗，屈服強度、抗拉強度、延伸率等指標應符合設計要求錨固劑進場時，檢查其型號、生產(chǎn)日期、包裝情況，每批抽取5支進行初凝時間、終凝時間和抗壓強度試驗。托盤、螺母等配件進行外觀和尺寸檢查，每批抽取10件進行承載力試驗。四、施工工藝4.1施工工藝流程掘進工作面→臨時支護→測量放線→鉆錨桿孔→清孔→安裝錨固劑→插入錨桿→攪拌錨固劑→等待固化→安裝托盤、螺母→擰緊螺母→檢查驗收4.2施工操作要點4.2.1臨時支護掘進工作面爆破后，及時進行臨時支護，采用前探梁支護，前探梁長度4m，數(shù)量3根，間距1.5m，用金屬網(wǎng)和木背板護頂，最大空頂距≤1.2m。4.2.2測量放線根據(jù)設計要求，用紅漆在巷道頂板和兩幫標出錨桿孔位置，頂錨桿孔間距誤差≤±50mm，幫錨桿孔間距誤差≤±100mm。4.2.3鉆錨桿孔鉆孔前，檢查鉆機性能，確保運轉(zhuǎn)正常，鉆桿、鉆頭連接牢固。按設計角度調(diào)整鉆機，頂錨桿孔與頂板法線成5-10°，幫錨桿孔與巷幫成10-15°，角度誤差≤±3°。鉆孔直徑：玻璃鋼錨桿采用Φ28mm鉆頭，鉆孔直徑比錨桿直徑大8mm，確保錨固劑有足夠的填充空間。鉆孔深度：鉆孔深度應比錨桿長度大50mm，誤差控制在0-+50mm范圍內(nèi)。鉆孔過程中，如遇巖性變化或卡鉆，應及時調(diào)整鉆進參數(shù)，必要時更換鉆頭。鉆孔完成后，用高壓風清除孔內(nèi)巖粉和積水，確保孔內(nèi)清潔干燥。4.2.4安裝錨固劑檢查錨固劑包裝是否完好，有無過期、硬化現(xiàn)象，不合格的錨固劑嚴禁使用。按設計數(shù)量（頂錨桿每孔2支，幫錨桿每孔1支）將錨固劑放入孔內(nèi)，藥卷應連續(xù)放置，不得間斷。用錨桿桿體將錨固劑緩慢推入孔底，注意不要捅破藥卷。4.2.5插入錨桿與攪拌將錨桿桿體套上托盤和螺母，通過安裝器與錨桿鉆機連接。啟動鉆機，將錨桿緩慢推入孔內(nèi)，直至托盤緊貼巖面。開始攪拌錨固劑，攪拌時間控制在20-30s，確保錨固劑充分混合均勻。攪拌過程中，保持鉆機推力均勻，不得中斷，防止錨固劑攪拌不勻。攪拌完成后，保持鉆機推力30-60s，確保錨桿桿體位于孔中心位置。4.2.6等待固化根據(jù)錨固劑型號，等待足夠的固化時間，CK2350型錨固劑至少等待15分鐘，確保錨固劑達到一定強度后再進行下一步操作。4.2.7安裝托盤、螺母與擰緊卸下鉆機，檢查錨桿外露長度，要求外露長度為30-50mm。安裝托盤，確保托盤緊貼巖面，如巖面不平整，應先用手鎬找平或加墊木墊片。安裝螺母，用扭矩扳手擰緊螺母，頂錨桿扭矩控制在80-100Nm，幫錨桿扭矩控制在60-80Nm。擰緊過程中，應均勻用力，避免用力過猛導致錨桿桿體損壞。4.3特殊部位施工4.3.1巷道交叉點交叉點處采用加強支護，錨桿間排距縮小為600×600mm，全部采用F61-22型高扭矩玻璃鋼錨桿。增加錨索支護，錨索規(guī)格為Φ15.24mm鋼絞線，長度6.0m，間排距1.5×1.5m，錨固力≥200kN。采用雙層金屬網(wǎng)，底層為菱形金屬網(wǎng)，上層為鋼筋網(wǎng)（Φ6mm鋼筋，網(wǎng)格100×100mm）。4.3.2破碎帶破碎帶范圍采用超前支護，超前錨桿長度3.5m，間距500mm，傾角15°。錨桿采用全長錨固方式，每孔使用3支錨固劑。增加W鋼帶長度，確保覆蓋破碎帶范圍，并與前后正常支護搭接長度≥1.0m。五、質(zhì)量控制5.1鉆孔質(zhì)量控制孔位：頂錨桿孔位偏差≤±50mm，幫錨桿孔位偏差≤±100mm。孔徑：Φ28mm，允許偏差±1mm。孔深：2400mm（頂錨桿）、2200mm（幫錨桿），允許偏差0-+50mm。角度：頂錨桿與頂板法線成5-10°，幫錨桿與巷幫成10-15°，角度偏差≤±3°?？變?nèi)清潔度：孔內(nèi)無巖粉、積水，用高壓風吹驗不存明顯飛濺塵碴及水體現(xiàn)象。5.2錨桿安裝質(zhì)量控制錨固劑：型號、數(shù)量符合設計要求，安裝順序正確，攪拌均勻。錨桿桿體：安裝前除銹、除油污，桿體順直，無彎曲、損傷。錨固長度：≥1200mm，確保錨固劑充滿孔壁與桿體之間的間隙。托盤安裝：緊貼巖面，不松動，未接觸部分需楔緊，偏幫凹陷處需添加木錨盤。螺母擰緊：扭矩達到設計要求，頂錨桿80-100Nm，幫錨桿60-80Nm。外露長度：30-50mm，不允許有截斷現(xiàn)象。5.3錨固力檢測每300根錨桿抽樣一組（3根）進行錨固力檢測，頂錨桿錨固力≥80kN，幫錨桿錨固力≥70kN。檢測時，采用錨桿拉力計勻速加載，直至錨桿滑動或達到設計錨固力，記錄最大拉力值。若檢測結(jié)果有一根不合格，應加倍抽樣檢測，若仍有不合格，則該批錨桿視為不合格。5.4支護質(zhì)量檢測金屬網(wǎng)：搭接長度≥100mm，網(wǎng)間用14#鐵絲雙股綁扎，綁扎點間距≤200mm，網(wǎng)面平整，緊貼巖面。W鋼帶：安裝平整，與錨桿托盤緊密接觸，接頭處用2根錨桿固定，搭接長度≥200mm。巷道成形：表面基本平整，無明顯凹凸現(xiàn)象，巷道坡度50m內(nèi)誤差≤177mm。六、安全技術(shù)措施6.1頂板管理嚴格執(zhí)行"敲幫問頂"制度，每班開工前、爆破后、支護前都必須進行敲幫問頂，清除松動巖塊。臨時支護必須緊跟掘進工作面，最大空頂距不得超過1.2m，嚴禁空頂作業(yè)。施工過程中，如發(fā)現(xiàn)頂板來壓、有聲響、掉渣、裂隙增大等冒頂預兆，應立即停止作業(yè)，撤離人員，待采取措施處理后方可繼續(xù)施工。6.2瓦斯管理施工工作面必須配備便攜式瓦斯檢測儀，瓦斯?jié)舛取?.8%時，必須停止作業(yè)，撤離人員，采取措施處理。使用的電氣設備必須符合防爆要求，嚴禁失爆。鉆孔時，如遇瓦斯涌出異常，應立即停止作業(yè)，匯報調(diào)度室，待采取措施后再施工。6.3防火管理玻璃鋼錨桿切割時會產(chǎn)生粉塵，必須采取濕式作業(yè)或佩戴防塵口罩，防止粉塵危害。施工場所嚴禁吸煙，配備足夠數(shù)量的滅火器材，滅火器材距離工作面不得超過50m。錨固劑、樹脂等易燃材料應存放在專用庫房，遠離火源，嚴禁與其他材料混放。6.4機械操作安全錨桿鉆機操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓，熟悉設備性能和操作規(guī)程，嚴禁無證上崗。鉆機運轉(zhuǎn)時，嚴禁用手觸摸旋轉(zhuǎn)部件，嚴禁在鉆機下方站立或通行。鉆機移動時，應先切斷電源，清理障礙物，由專人指揮，防止碰撞設備或人員。定期對機械設備進行維護保養(yǎng)，確保設備處于良好狀態(tài)，嚴禁帶病運轉(zhuǎn)。6.5個人防護施工人員必須佩戴安全帽、礦燈、自救器，穿工作服、工作鞋，佩戴防塵口罩。高空作業(yè)（超過2m）時，必須系好安全帶，搭設工作臺，嚴禁站在錨桿、托盤上作業(yè)。操作扭矩扳手時，應站穩(wěn)雙腳，握緊扳手，防止用力過猛導致摔倒。七、施工組織7.1人員配置每班配備：班組長1人：負責現(xiàn)場指揮、安全管理和質(zhì)量檢查鉆工4人：負責錨桿孔鉆進和錨桿安裝支護工2人：負責金屬網(wǎng)、W鋼帶安裝安全員1人：負責現(xiàn)場安全監(jiān)督檢查質(zhì)量檢查員1人：負責施工質(zhì)量檢查驗收7.2施工進度計劃每個循環(huán)（8小時）完成掘進1.6m，支護1.6m。每天3個循環(huán)，日進尺4.8m，月進尺144m（按30天計算）?？偣て?.33個月，考慮節(jié)假日和設備維修，計劃工期9個月。7.3質(zhì)量保證體系建立項目經(jīng)理為首的質(zhì)量保證體系，明確各崗位質(zhì)量職責。實行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），每道工序必須經(jīng)質(zhì)量檢查員驗收合格后方可進行下道工序。加強質(zhì)量教育，提高施工人員質(zhì)量意識，開展質(zhì)量管理小組活動，解決施工中的質(zhì)量問題。做好施工記錄，包括錨桿安裝記錄、錨固力檢測記錄、質(zhì)量檢查記錄等，資料齊全，歸檔及時。7.4安全保證體系建立項目經(jīng)理為首的安全保證體系，配備專職安全員，負責日常安全管理工作。制定安全生產(chǎn)責任制，明確各崗位安全職責，簽訂安全生產(chǎn)責任書。加強安全教育培訓，提高施工人員安全意識和自我防護能力，特種作業(yè)人員必須持證上崗。定期進行安全檢查，及時發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患，對查出的問題實行閉環(huán)管理。八、監(jiān)測與維護8.1支護質(zhì)量監(jiān)測表面位移監(jiān)測：在巷道每隔50m設置一個監(jiān)測斷面，每個斷面設置頂?shù)装搴蛢蓭蜏y點，采用測桿和測繩進行監(jiān)測，初期每天監(jiān)測一次，兩周后每周監(jiān)測一次，直至變形穩(wěn)定。深部位移監(jiān)測：在巷道交叉點、破碎帶等關(guān)鍵部位設置深基點位移計，監(jiān)測圍巖內(nèi)部位移情況，每周監(jiān)測一次。錨桿受力監(jiān)測：在代表性位置安裝CM-200型測力錨桿，監(jiān)測錨桿受力變化情況，每周讀取一次數(shù)據(jù)。8.2支護維護定期對錨桿、托盤、螺母進行檢查，發(fā)現(xiàn)松動、變形、損壞等情況及時處理。對巷道變形超過規(guī)定值的地段，采取補強措施，如增加錨桿數(shù)量、長度或增設錨索。金屬網(wǎng)、W鋼帶出現(xiàn)破損、撕裂時，應及時修補或更換。巷道水溝保持暢通，防止積水浸泡支護結(jié)構(gòu)，影響錨桿使用壽命。8.3監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與反饋建立監(jiān)測數(shù)據(jù)臺賬，及時整理、分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，繪制位移-時間曲線。當監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預警值（頂?shù)装逡平俊?00mm/月，兩幫移近量≥80mm/月）時，立即匯報項目部，采取措施處理。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，及時調(diào)整支護參數(shù)和施工工藝，實現(xiàn)動態(tài)設計和信息化施工。九、應急預案9.1冒頂事故應急處理發(fā)現(xiàn)冒頂預兆時，立即停止作業(yè)，通知受威脅區(qū)域人員撤離至安全地點。匯報調(diào)度室和項目部，組織搶險救援小組進行處理。冒頂區(qū)域兩端設置警戒線，嚴禁無關(guān)人員進入。采用木垛、前探梁等臨時支護措施控制頂板，防止冒頂范圍擴大。待頂板穩(wěn)定后，清理冒落矸石，重新進行支護。9.2瓦斯突出應急處理發(fā)生瓦斯突出時，立即啟動瓦斯抽放系統(tǒng)，切斷工作面電源，撤離人員至進風巷。匯報調(diào)度室和礦山救護隊，佩戴好自救器，采取措施控制瓦斯?jié)舛?。加強通風，稀釋瓦斯?jié)舛?，待瓦斯?jié)舛冉抵?.8%以下時，方可進入工作面處理。9.3火災事故應急處理發(fā)生火災時，立即切斷電源，組織人員撤離，匯報調(diào)度室和礦山救護隊。在確保安全的情況下，利用現(xiàn)場滅火器材進行初期滅火。采取措施控制火勢蔓延，如關(guān)閉防火門、設置水幕等。礦山救護隊到達后，配合進行滅火救援工作。9.4人員傷亡應急處理發(fā)生人員傷亡事故時，立即組織搶救傷員，撥打急救電話，匯報調(diào)度室。對受傷人員進行初步急救處理，如止血、包扎、固定等。及時將傷員送往醫(yī)院救治，保護事故現(xiàn)場，為事故調(diào)查提供依據(jù)。十、環(huán)境保