摘　要　对玻璃钢锚杆应用于帮及顶板支护的可行性、适用性、使用注意事项等进行了分析，介绍了龙煤控股集团鸡西分公司玻璃钢锚杆的试验、生产、应用推广情况。
关键词　玻璃钢锚杆 施工 工艺 试验 应用

1　锚杆支护概况

　　龙煤鸡西分公司共有12个生产矿井，平均采深达到700m以上。目前掘进采用树脂锚固剂锚固的螺纹钢锚杆支护巷道顶板，除东海矿在埋深800m 以上的巷道采用螺纹钢锚杆支护帮壁外，其余11个矿仍采用管缝锚杆支护帮壁，全公司每月需用帮锚杆约7～8万套。

2　问题的提出

　　鸡西分公司生产的管缝锚杆直径在31.4～32mm之间，施工帮锚杆钻孔采用直径32mm 风钻钻头。支护后，管缝锚杆只依靠锚杆钻孔小于32mm 的有效直径对其产生的有限摩擦阻力支护帮壁，不能充分发挥径向力作用，对破碎帮壁不能有效控制，致使破碎帮壁受压后移近速度加快。
　　2010年，鸡西分公司提出要在采煤工作面设计时布置“一面四巷”，即上、下巷及高抽巷、尾排巷。如果能够在瓦斯浓度高的高抽巷、尾排巷内使用玻璃钢帮锚杆，巷道内顶板自然跨落时摩擦不会产生火花，将会进一步提高矿井的安全度。

3　现场测试性能参数

　　在煤炭科学研究总院南京研究所的帮助下，先选用直径20mm、长2000mm 的全螺纹玻璃钢锚杆在生产矿井现场对其性能指标进行了试验。
　　在东海矿三采区23^#层左八车场和梨树矿二水平二采区14^#层下山皮带道测试结果表明，玻璃钢锚杆的破断力、锚固力均大于200kN；高强塑料螺母的承载力不小于90kN、楔形玻璃钢螺母承载力不小于90kN；高强塑料托盘承载力大于90kN。

4　玻璃钢锚杆的性能特点

　　① 具有耐腐蚀性，尤其适用有淋水和矿井水腐蚀性强的巷道；
　　②抗静电、无摩擦火花、防爆性好，特别适用于专用瓦斯巷道；
　　③强度高。经现场试验，破断力满足现场需求；
　　④具有可切割性，不损坏采煤机截齿、不产生火花，特别适用于采煤工作面侧的煤帮支护；
　　⑤适用采面上巷顶板支护，上巷采后放顶方便，下巷采后顶板自然跨落时也不会产生火花；
　　⑥ 成本低。直径20mm，长2000mm 的玻璃钢锚杆与螺纹钢锚杆相比每套节省8～10元；
　　⑦重量轻。同规格玻璃钢锚杆重量是螺纹钢锚杆的1／3～1／4，准备巷道工程量大，运输环节多，可节省运力，降低工人劳动强度，提高工作效率等优点。

5　应用

　　2011年，龙煤控股集团鸡西分公司引进玻璃钢杆体生产线。经测试，各项指标符合MT／T1061～2008《树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体及附件》的要求。在相对有代表性的地点对玻璃钢进行了工业性试验，验证产品使用的可行性，发现在使用过程中可能会产生的问题并加以改进。
5.1　选择适宜的施工机具
　　因为玻璃钢锚杆采用非预紧力螺母，所以要对机具加以改进。将锚杆钻机的单体式搅拌器改为组合式搅拌器，组合式搅拌器与JQG24―B19／S36型安装器组合使用。在安设锚杆施工中，当树脂锚固剂搅拌完毕，锚杆钻机气腿收回，组合式搅拌器与安装器分离并自动脱落；当树脂锚固剂凝固后，升起锚杆钻机气腿及安装器，安装玻璃钢螺母。经杏花矿西区23^#煤柱回收面尾排巷内应用试验，施工速度与螺纹钢锚杆施工速度相同。
　　使用玻璃钢锚杆加固较为破碎煤(岩)帮时，钻锚杆孔采用ZQS50型煤帮锚杆钻机，配直径26mm 的小麻花钻杆、直径28mm 的煤钻头；使用玻璃钢锚杆加固较为完整帮壁时，钻锚杆孔采用风动凿岩机，配直径22mm 风钻钎杆和直径28mm 柱齿型风钻钎头。搅拌锚固剂和紧固螺母均使用ZQS50煤帮锚杆钻机。
5.2　现场应用及效果
　　(1)梨树矿的应用
　　梨树矿顶板淋水相对较大，开采的穆棱组3^#煤层伪顶为白泥，白泥厚度300～500mm， 白泥的水胀性指标和软化系数均是全公司岩石中高的。
　　3^#煤层巷道采用掘进机掘进，原设计帮部支护采用管缝锚杆、钢带、10^#钢丝制金属网，支护密度均为6根／m锚杆，支护后的巷道因次生应力作用，开掘巷道内的白泥遇水膨胀、软化，从帮壁溢出，引起煤壁压酥、外鼓、继续片帮，两帮移近量大于400mm 。
　　3^#煤层右零巷、左三巷帮部采用玻璃钢锚杆、塑料网支护，密度仍为6根／m锚杆(上、下帮各3根)。两地点共计施工650m，使用玻璃钢锚杆近4000根。由于玻璃钢锚杆预紧力大于管缝锚杆，可将预紧力向煤壁扩展，有效地控制了帮鼓和继续片帮现象。支护后观测表明，巷道帮壁被锚固成整体，未出现帮鼓和片帮现象。
　　(2)城山矿的应用
　　城子河组3^#煤层是城山矿主要开采煤层，二采区3^#煤层右部三面上巷为付巷，煤柱6m、煤层厚度2.8m、埋深940m；东一3#煤层下山绞车道，埋深910m。在以上两个地点使用玻璃钢锚杆护帮，共计使用3000余根，有效控制了以往采用管缝式锚杆出现的帮鼓现象，两帮移近量同比降低400mm 以上。
5.3　存在问题的改进
　　玻璃钢锚杆作为帮部支护材料也存在一些问题：
　　①在个别矿压大的地点，锚杆托盘碎裂现象，需要加大托盘厚度。
　　②在伪顶为白泥的局部构造应力影响、矿压大的地点，当出现白泥溢出量增大、帮壁出现外鼓时，锚杆螺母出现滑扣现象。虽然出现滑扣现象，但锚杆仍能起到护帮作用。因此，在帮支护使用时，玻璃钢锚杆杆体外露端需要预留适宜的长度，一般70～100mm 即可。
　　③用玻璃钢锚杆支护顶板，需要提高螺母螺纹承载力。通过加大螺母的厚度、提高锥形部分光滑度、提高内螺纹精密度等方法，提高其承载力。目前生产的螺母螺纹承载力大于100kN，高于行业规定的不小于70kN的要求。
　　④ 基于玻璃钢的特性，在炮掘全岩巷道使用时，需要配套使用钢螺母替代玻璃钢螺母。

6　推广应用

　　玻璃钢锚杆在鸡西矿区取得了比较理想的支护效果。目前已有7个矿使用了玻璃钢锚杆。2011年3月中旬，公司召开了推广应用现场会，会议提出煤、半煤巷道的帮支护、综掘施工的尾排、高抽巷道的帮、顶支护必须使用玻璃钢锚杆。全公司每年仅帮支护使用玻璃钢锚杆约100万套，与螺纹钢锚杆相比，每年可节约支护成本近千万元。