矿山破碎带总塌方？看自钻式锚杆如何破解难题！

摘要：矿山巷道破碎带塌方是威胁安全生产的核心挑战。传统支护工艺在松散、破碎岩体中常因成孔困难、注浆不饱满而失效。本文深入探讨了自钻式锚杆的工作原理，通过其 “钻、注、锚” 一体化设计，有效解决破碎围岩钻孔坍塌、锚固力不足的痛点。结合具体工程案例分析，阐述了其施工流程与技术优势，为矿山安全高效支护提供了一种革新性解决方案。

一、矿山巷道破碎带传统支护的困境和难点

在矿山巷道、隧道隧洞支护中，常常会遇到破碎地层和节理发育密集的软弱岩层。如果使用传统的支护方法采用“先钻孔、后放锚杆、再注浆”的分步工艺，存在三大技术瓶颈：

1.成孔困难：在一些松散地质地层钻孔时，容易发生塌孔、卡钻等问题，从而导致钻孔无法形成或者锚固深度不足。

2.锚固力损失：即时最终放入锚杆但是孔壁的不规则已经裂隙和岩层节理的发育也会导致注浆浆液无法形成连续的强度高的锚固体，从而导致锚固力下降，无法达到预期的设计值。

3.施工效率低下：在破碎岩层施工中，复杂的钻孔和孔壁护壁成孔大大增加了施工的时长和难度，并且也会产生许多不安全的因素，增加了施工人员暴漏在不稳定顶板的情况之下，从而导致施工效率大幅度降低。

二、自钻式锚杆：一体化设计的系统解决方案

1.自钻式锚固系统是如何工作的

自钻式锚杆是一种集“钻进、注浆、锚固”与一体的新型支护系统，它的优势在于从根本上改变了与破碎岩层的结合方式。

通常情况下，自钻式锚固系统都有哪些部件组成呢？

合金钻头：强度高，位于杆体最前端，用于钻进岩层。

全螺纹中空杆体：既是钻杆，也是最终的锚杆。全长螺纹是为了增大与浆液的接触面积，中空杆体则是作为注浆通道。

连接套：用于接长杆体从而实现深空钻进和支护。

垫板和螺母：提供锚杆外部的承托力。

具体的施工流程分为如下几个阶段：连接钻头至杆体再连接杆体到钻机，按照设计钻进至设计深度，通过中空通道直接注浆，安装垫板和螺母。

2.一体化解决方案分析

1.如何解决难成孔问题：自钻式锚杆“钻杆即锚杆”的设计，使得在施工钻进过程中就是对孔壁的一次保护，钻杆也始终停留在钻孔中，为孔壁提供全程的支撑，解决难成孔的问题。

2.确保注浆饱满：注浆的全过程是浆液从孔底或者杆体的出浆孔反出，浆液在压力的作用下自孔底向孔口充盈。能将孔壁的缝隙和节理填充完整，从而形成连续、密实的“树根状”锚固体，大大的提升了锚固力的强度。

3.提升施工效率：自钻式锚杆的施工省去了退钻、再放入锚杆的工序过程，大大的缩短了施工效率。

三、实战应用：自钻式锚杆在某金属矿破碎带支护案例

【案例】某金属矿在巷道掘金中遇到大破碎带，岩体呈现碎屑状，此前采用的是砂浆锚杆支护但是遇到塌方事故，月进尺不足20米。

技术方案：设计变更为R32mm自钻式锚杆进行系统支护。

布置：间距 1.0m×1.0m 梅花形布置，长度 4.5m。

施工：配套凿岩台车直接钻进，采用水灰比 0.4~0.45 的水泥净浆，注浆压力 0.5-1.0MPa。

效果：

成孔率：达到 100%，无塌孔现象。

支护强度：后续拉拔试验显示，单根锚杆锚固力均值为 180kN，远超设计值 120kN。

施工效率：支护作业时间减少 60%，月进尺提升至 45 米。

安全效益：该段巷道在整个服务期内顶板稳定，无明显变形。

四、实施指南以及建议

自钻式锚杆也并非万能，如果您的支护工程面临以下的特点和需求，则可以优先考虑自钻式锚杆。

-岩体岩层出现软弱破碎、且传统钻孔无法钻进成孔

-对支护强度和可靠性要求比较高的支护工程

-工期紧张，需要大幅度缩小支护作业时间的

-工人作业环境风险高，需要减少暴露时间的

综上所述，自钻式锚杆在岩体岩层出现比较破碎、砂卵层或软弱围岩的情况下，同时又对支护工程的可靠性要求高、工期要求、作业风险要求等场景下的经济效应最为显著。若贵矿区正面临破碎围岩导致的巷道支护难题，采用自钻式锚杆技术或将成为有效应对的选择。欢迎与我们联系，获取详细技术方案与产品支持。