煤巷锚杆支护设计与监测软件的开发及应用研究

巷道支护

煤巷锚杆支护设计与监测软件的开发及应用研究

贾金河

(天地科技股份有限公司开采所事业部,北京100013)

[摘　要]　介绍了一种针对单一矿区开发的煤巷锚杆支护设计与监测软件的开发方法,该软件已

在多个矿区得到了应用,取得了很好的应用效果,有效推动了煤巷锚杆支护技术在煤矿的普及工作。

[关键词]　煤巷锚杆支护;设计与监测软件;建模方法

[中图分类号]TP311152 [文献标识码]A [文章编号]100626225(2004)0120062203

R esearch and application of design and monitoring soft w are

for bolt supporting in coal roadw ay

J IA Jin 2he

(Beijing Mining Department of Tiandi Science &Technology Co 1Ltd 1,Beijing 100013,China )

Abstract :In order to make full use of bolt supporting in coal roadway ,the paper introduces the method of research and application of design and monitoring software for a certain coal mining area.The software has been used in many coal mining areas with good appli 2cation effects ,which promotes the application of bolt supporting in coal roadway.

K ey Words :Bolt supporting in coal roadway ;S oftware of design and monitoring ;Method of model building

[收稿日期]2003-12-17

[作者简介]贾金河(1971-),男,河北邯郸人,工程师,2000年毕业于北京科技大学工程力学专业,现从事巷道支护技术推广应用。

煤巷锚杆支护技术推广和普及的关键在于培训现场的管理和技术人员,使其掌握一种安全有效的锚杆支护设计方法。本文介绍了一种便于现场技术人员掌握的煤巷锚杆支护软件设计方法。1　煤巷锚杆支护设计方法

煤巷锚杆支护设计的影响因素复杂,经验类比法是处理这类工程设计非常有效的方法。但应该严格限制经验类比法的应用范围,否则会带来较大的偏差。在对锚杆支护的机理研究过程中,出现了很多理论假设,如悬吊理论、组合梁理论、剪切破坏理论和均匀压缩带理论等,但是无论那种理论都无法全面解释锚杆支护中出现的各种现象,与这些理论相应的计算公式也不能提供锚杆设计的全部参数。随着数值计算技术和计算机技术的发展,数值计算方法在锚杆支护设计中被广泛采用,有关有限元法、离散元法和有限差分方法的商业软件越来越完善,具备了对复杂工程条件的模拟能力,成为煤巷锚杆支护设计的主流方法。

目前,国内外普遍采用了动态锚杆支护设计方法,这种方法的核心是:认为锚杆支护设计是一个随围岩条件变化而变化的动态过程,在初始设计完成后,将初始设计在井下实施,并随掘进过程的开

展布置测站,进行定期观测,及时处理监测数据;如果遇到围岩条件发生较大变化时,及时调整设计参数。初始设计参数可以由经验类比法、各种锚杆支护理论的经验公式和数值计算方法单独或相结合来确定。

为了推广煤巷锚杆支护技术,需要使现场技术人员掌握一种简便可靠的设计方法。目前,数值计算方法是科研院所广泛采用的支护设计方法。这种设计方法可以通过模拟不同的开挖条件和支护条件,进行多方案设计比较,选择最优方案。但掌握这种方法需要有较好的力学基础和较强的计算机应用能力,学习周期长、难度大。而且数值计算方法的可靠性依赖于基础力学数据,这些数据的准确获取需要很大的测试费用和较长的周期。对于难度不大的日常支护设计来说,采用这种设计方法既不经济,也没有必要。

开发针对单一矿区的煤巷锚杆支护设计软件是一条非常有效的技术推广途径。这种针对单一矿区的专用软件功能实用、易掌握、针对性强,开发周期短,易于被煤矿技术人员所接受。2　设计软件的建模方法

针对单一矿区的煤巷锚杆支护软件从本质上属

2

6第9卷第1期(总第58期)

2004年3月煤　矿　开　采Coal Mining Technology Vo119No 11(Series No 158)

March 2004

于经验类比法的范畴,这种设计方法的核心是找出影响设计的关键因素,将影响待设计巷道支护参数的关键因素按某种评判模型进行类比,从而确定巷道支护参数的隶属范围。

为了使软件具有较强的实用性,软件的开发应当建立在对典型巷道的优化设计基础上。典型巷道的布置应考虑选择有代表性的区域,对该区域的地质力学参数应进行详细测试。在整个矿区范围内,选择不同区域的多条典型巷道,运用数值计算方法,进行多方案优化设计,提出初始设计,并在井下实施,然后布置测站对支护效果进行监测跟踪,及时反馈和调整初始设计中不合理的部分。这些典型巷道的设计方案可以作为该矿区煤巷锚杆支护设计的范例和标准样本。该矿区的其它巷道设计均是依据典型巷道的设计参数进行调整而得到。

待设计煤巷的锚杆支护参数的调整可以采用以下两种方法:

当典型巷道的样本足够多,类型齐全,可以采用模糊决策方法,首先确定影响巷道支护的各种主要因素和主要因素的变化范围,将变化范围分成一定等级,建立各影响因素的隶属函数,然后确定待设计巷道与典型巷道的综合隶属函数,根据隶属函数得到隶属度,选择最相近的典型巷道作为设计的基础进行局部调整。

另一种方法是将影响巷道支护的各种主要因素折算为一个稳定性或可支护性系数,根据稳定性系数将巷道划分为不同等级的支护强度,每种支护强度对应一定的锚网密度、锚杆材质及几何尺寸和配套支护材料。严格核定典型巷道的稳定性和可支护性系数,作为不同支护强度等级的标准样本点,最好每种支护强度均有典型巷道作为标准样本。支护强度等级划分要适当,分级太少或分类太粗,可能造成处于分级临界区域的巷道支护设计严重偏离实际,使得支护强度过高或过低。需要说明的是,当采用不同材质的支护材料时,支护强度对应的支护参数并不是唯一的。无论支护强度如何变化,每个矿区都希望能将支护强度换算为当地经常采用的材料。从理论上讲支护强度可以换算成不同材质条件下的各种参数,而实际上这种换算可能带来的是支护效率低下,甚至可能影响支护的效果,因此,针对单一矿区进行支护材料标准化是保证支护设计稳定性的重要方面。

选取影响煤巷锚杆支护设计的关键因素是一个十分重要的工作,选取的参数要求尽可能少而且比较全面,易于获取,反映煤巷锚杆支护设计的本质。目前,选取的参数主要包括如下几类:

(1)地应力参数　地应力是造成巷道失稳的主要因素之一,选择如下4个参数表示原岩应力:垂直主应力、最大水平主应力、最小水平主应力、最大水平主应力方向。

(2)巷道围岩强度和结构参数　这类参数反映了巷道自身抵抗外力和变形的能力。主要参数如下:倾角、厚度、单轴抗压强度和完整性。

(3)巷道使用特征参数　巷道的用途和几何特征及周围环境等是影响巷道设计重要条件。主要参数如下:巷道使用类型(回采巷道、辅助巷道、采区集中巷、煤层大巷),巷道断面尺寸和方位(巷道高度、巷道宽度、巷道方位角),护巷煤柱类型(沿空掘巷、煤柱护巷、实体煤巷道),巷道掘进方式(机掘、炮掘)。

当影响锚杆支护设计的主要因素确定后,以典型巷道作为样本点,通过数据拟合方法,建立稳定性系数或可支护性系数与锚杆支护影响因素之间的函数关系。根据这种函数关系,求出稳定性系数,则待设计巷道所需的支护强度也就确定下来。然后根据巷道的几何特征和锚网参数,可以确定出最终的支护参数。

3　监测软件建模方法

在巷道掘进过程中布置测站,进行定期监测,可以验证初始设计的可靠性。当监测数据象设计预期的一样控制在一定范围内,则表明设计是合理的;而一旦监测数据超出了预期的范围,则需要立即采取补救措施,修改设计参数。监测软件主要用来按一定模式进行数据存储、分析和处理,及时提供数据处理结果和反馈建议。

目前,监测数据主要有如下3类:全长锚固锚杆或端锚锚杆的受力,巷道表面位移,巷道顶底板离层。监测数据需要定期采集,及时处理。为了使采集到的数据不遗失,并得到及时处理,应将每天采集的数据输入计算机保存,并由监测软件进行数据分析处理。监测软件不仅可以提供每种数据的分析结果,而且能综合以上3类监测数据的分析结果,对初始设计的可靠性进行评判,并提出修改或维持设计的建议。

4　软件功能

作为面向煤矿技术人员的应用软件,要求软件操作尽可能简单方便、软件界面应友好,提示信息完备。对于选择性参数,尽量使用组合框或列表

36

贾金河:煤巷锚杆支护设计与监测软件的开发及应用2004年第1期

框,减少键盘输入数据。对于设计结果或数据处理结果,采用数据表单和图形2种方式提供。

411　煤巷锚杆支护设计软件

该软件包括3大功能模块:数据库系统;咨询系统;设计系统。

41111　煤巷数据库系统

煤巷数据库系统以巷道为单位,保存了巷道设计所需的各种参数,是巷道设计基础。提供了添加、查看、修改和删除数据4种功能。其中查看功能提供了用数据表单格式和图形格式2种方式查看数据库中的数据。

41112　咨询系统

咨询系统包括以下内容供用户参考:巷道围岩地质力学测试技术;锚杆支护理论;锚杆支护设计方法;锚杆支护材料;锚杆支护施工机具;锚杆支护监测技术。

41113　设计系统

设计系统通过访问数据库系统中存储的待设计巷道的各项输入参数,经过计算、推理、分析,确定出比较合理的锚杆支护初始设计。以表单方式提

供初始设计结果,包括如下内容:锚杆支护形式(单体锚杆、锚网、锚梁网、锚梁网索);锚杆支护参数(锚杆直径、长度、间排距、安装角度、锚固方式);锚杆支护材料消耗表(百米巷道所需各项支护材料列表)。

设计系统还能提供锚杆支护施工图,可保存为专业绘图软件格式的文件,进行修改或打印输出。锚杆支护施工图包括锚杆支护横断面图,锚杆支护仰视图、锚杆支护左视图、锚杆支护右视图、锚杆支护材料简要名单。

412　煤巷锚杆支护监测软件

该软件包括2个功能模块:数据库系统;验证和修改锚杆支护初始设计系统。

41211　数据库系统

数据库系统主要用来输入、输出、存储、处理各种井下监测得到的原始数据,将原始数据处理后转换为实测指标。实测指标包括如下几种:巷道顶底板移近量、时间、距工作面距离;顶板下沉量、时间、距工作面距离;底鼓量、时间、距工作面距离;两帮相对移近量、时间、距工作面距离;左帮位移量、时间、距工作面距离;顶板离层量、时间、距工作面距离;全长锚固锚杆受力分布、时间、距工作面距离

;端锚锚杆受力、时间、

距工作面距离;锚索受力、时间、距工作面距离。

数据库系统能以数据表单和图形两种方式提供实测指标值随时间或工作面距离的变化。以实测指标值变化绘制的曲线图有:巷道位移(包括顶底板移近量、两帮移近量、顶板下沉量、底鼓量、左帮位移量)与时间或距离的关系;顶板离层与时间或距离关系;全长锚固锚杆受力分布与时间或距工作面距离关系;端锚锚杆受力与时间或距工作面距离关系;锚索受力与时间或距离关系。

41212　验证或修改锚杆支护初始设计系统

验证或修改锚杆支护初始设计系统用来判断初始设计的合理与否。规定顶板锚固区内离层、顶板锚固区外离层、两帮相对移近量、全长锚固测力锚杆测点屈服比例、端锚锚杆的设计锚固力5个指标作为验证初始设计是否合理的依据。根据矿区地质和生产条件确定上述5个指标的安全限值,如果5个实测指标均低于安全限值,不需要修改设计,反之,有1项或多项指标超过安全限值,提出修改初始设计的建议。

413　软件应用示例

图1、图2、图3、图4给出了软件应用的一些示例。

图1　向支护设计软件数据库添加数据

图2　在AutoCad环境下输出的锚杆支护设计结果

(下转70页)

46

式中,M 为隔水层垂直厚度,30190m ;T s 为临界

突水系数,一般在0106～011之间,此处取0107进行计算。

由此得出十三层底板所能承受的临界安全水压为:

P =(3019-21155)×0107=0165(MPa )由-300m 水平十三层徐灰观测孔知,采区徐灰水压大于临界安全水压,因此采区范围内徐灰在十三层煤的开采过程中具有出水的可能性。2　底板破坏深度的控制方法

为了实现安全开采,根据工作面钻孔(Ⅳ、

Ⅴ

)实测水压利用式(2)可得底板破坏深度为:h 1=M -P/T s =3019-118/0107=512(m ) 则工作面斜长利用式(1)应控制在:

L =(h 1-010085H -011665α+413579)/011079=2815(m )

211　矸石堆支护措施

(1)矸石堆规格及尺寸:矸石堆下底斜长3m ,

走向长2m ,上顶斜长为210m ,走向长2m ,矸石堆距煤壁最小距离310m ,最大距离412m 。

(2)初采初放期间:工作面自切眼推进10m ,开始垒矸石堆,矸石堆沿倾斜在采空区侧布置,第1个建在下端头,往上每20m 建1组。工作面每推进10m 建1排。

(3)工作面正常推进期间,当采空区悬顶大于10m 及时在采空区侧垒矸石堆。(4)初采及正常推进期间,矸石堆交错均匀布

置,即矸石堆走向间距为10m ,倾向间距为20m ,

相邻2组矸石堆的倾向错距为10m 。

(5)矸石堆的质量要求:矸石堆要压茬压缝,严禁用煤充填或垒空,外部用大块矸石垒砌,中间充填小块矸石。212　取矸及保证措施

(1)建矸石堆前,攉煤人员必须随攉煤随捡矸,并将矸石收集到建矸石堆的位置。攉煤支柱后,即在第3排与第4排支柱空档内开始垒矸石堆,垒矸石堆前将丛柱挪到新切顶线位置,按自下而上的顺序进行,并随垒矸石堆及时将第4排支柱回出。

(2)工作面进行下一循环时,再按以上程序将矸石堆垒够至210m 宽。3　结论

影响采后底板破坏深度的因素很多,利用垒矸石堆控制底板破坏深度是本次承压水上成功开采主要措施之一,也是承压水上开采技术中比较经济实用的方法,基本上解决了本矿十三层煤安全开采问题,稳定了矿井产量,取得了较好的经济效益。

[参考文献]

[1]国家煤炭工业局1建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与

压煤开采规程[S]1北京:煤炭工业出版社,20001

[责任编辑:毛德兵]

(上接64页

)

图3　测力锚杆受力与时间关系

6　结语

目前,煤巷锚杆支护设计与监测软件已成功应用于潞安、晋城等矿区,

有效促进了煤巷锚杆支护图4　评估122巷道1#测站支护设计的可靠性

技术在当地的普及和推广工作。在软件应用过程中,还吸收了当地工程技术人员的建议,对软件的功能进行增强和改进,使软件更加适合不同客户的需求。

[责任编辑:邹正立]

7

煤矿巷道锚杆支护技术规范

煤矿巷道锚杆支护技术规范 1 范围 本标准规定了煤矿巷道锚杆支护技术的术语和定义、技术要求、锚杆支护施工质量检测及锚杆支护监测。 本标准适用于煤矿岩巷、煤巷及半煤岩巷的锚杆支护。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 175-2007 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 GB/T 228.1-2010 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 GB/T 23561.1-2009 煤和岩石物理力学性质测定方法第1部分：采样一般规定 GB 50086 岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范 GB/T 50266-2013 工程岩体试验方法标准 MT 146.1－2011 树脂锚杆第1部分：锚固剂 MT 146.2－2011 树脂锚杆第2部分：金属杆体及其附件 MT 285 缝管锚杆 MT/T 861 W型钢带 MT/T 1061-2008 树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体及其附件 3 术语和定义 GB/T 228.1-2010、MT 146.1-2011、MT 285界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 巷道 roadway 为煤矿提升、运输、通风、排水、行人、动力供应等而掘进的通道。 3.2 煤巷 coal roadway 断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。 3.3 岩巷 rock roadway 断面中岩石面积占4/5或4/5以上的巷道。 3.4

半煤岩巷 coal-rock roadway 断面中岩石面积（含夹石层）大于1/5到小于4/5的巷道。 3.5 锚杆 rock bolt 安装在围岩中，对围岩实施锚固的杆件系统。一般由杆体、托盘、螺母、垫圈、锚固剂或锚固构件组成。 3.6 预应力锚杆 pretensioned rock bolt 在安装过程中施加一定预拉力的锚杆。 3.7 无预应力锚杆 non-pretensioned rock bolt 在安装过程中不施加预拉力的锚杆。 3.8 树脂锚杆 resin anchored bolt 采用树脂锚固剂锚固的锚杆。 注：改写MT 146.1-2011，定义3.1。 3.9 注浆锚杆 grouting bolt 杆体为中空式，兼做注浆管，对围岩进行注浆加固的锚杆。 3.10 钻锚注锚杆 self-drilling bolt 杆体为中空式，自带钻头，集钻孔、锚固、注浆于一体的锚杆。 3.11 玻璃纤维增强塑料锚杆 glass fibre reinforced plastic bolt 杆体主体部分由玻璃纤维和树脂复合而成的锚杆。 3.12 缝管锚杆 s plit set bolt 经特殊加工成纵向开缝的钢管及其附件。 [MT 285—1992，术语 3.1] 3.13 锚索 cable bolt 安装在围岩中，对围岩实施锚固的索体系统。一般由钢绞线、托盘、锚具及锚固剂组成。 3.14 锚杆支护 rock bolting

煤巷锚杆支护技术要求规范

煤巷锚杆支护技术规范 1 范围 本标准规定了煤巷锚杆支护技术的术语和定义、技术要求、煤巷锚杆支护监测及煤巷锚杆支护施工质量检测。 本标准适用于煤矿煤巷锚杆支护，也适用于半煤岩巷锚杆支护。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T5224－2003 预应力混凝土用钢绞线 GB/T14370－2000 预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB50086－2001 锚杆喷射混凝土支护技术规范 MT146.1－2002 树脂锚杆锚固剂 MT146.2－2002 树脂锚杆金属杆体及其附件 MT/T942－2005 矿用锚索 MT5009－1994 煤矿井巷工程质量检验评定标准 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 煤巷coal roadway 断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。 3.2 半煤岩巷half-coal and half-rock roadway 断面中岩石面积（含夹石层）大于1/5到小于4/5的巷道。

锚杆支护bolt supporting 以锚杆为基本支护形式的支护方式。 3.4 锚杆杆体破断力breaking force of bolt bar 锚杆杆体能承受的极限拉力。 3.5 锚杆拉拔力pulling force of bolt 锚杆锚固后，拉拔试验时，锚杆破断或失效时的极限拉力。 3.6 锚固力anchor capacity 锚杆的锚固部分或杆体在拉拔试验时，所能承受的极限载荷。 〔MT146.1－2002，定义3.8〕 3.7 设计锚固力 design anchor capacity 设计时给定的锚杆应能承受的锚固力。 3.8 树脂锚杆resin anchor bolt 〔MT146.1－2002，定义3.1〕 3.9 树脂锚固剂capsule resin 起粘结锚固作用的材料称锚固剂，树脂锚固剂由树脂胶泥与固化剂两部份分隔包装成卷形。混合后能使杆体与被锚固体煤岩粘接在一起。 〔MT146.1－2002，定义3.2〕

煤巷冒顶事故的原因分析和防范对策通用版

安全管理编号：YTO-FS-PD879 煤巷冒顶事故的原因分析和防范对策 通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

煤巷冒顶事故的原因分析和防范对 策通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 概况 付村煤业公司井田位于滕南煤田南部，设计生产能力为120万t/a，主采3上和3下煤层，以综采为主。三层煤直接顶板和底板为砂质泥岩，F＝4~6；老顶为细砂岩，F＝8~10。三层煤平均埋藏深度500m左右，煤体硬度F ＝1.0~2.0。 自1998年矿井试生产以来，在回采巷道中广泛采用了煤巷锚网支护技术，巷道一般设计为矩形，轨顺和运顺一般宽为4.2m，高为3.2m；切眼宽为7.2m，高为2.6m。其主要支护参数为：顶支护为挂菱形金属网，铺钢梯，安装大螺纹树脂锚杆，钢梯排距800~1000mm；锚杆间距760mm，排距800~1000mm，顶锚杆规格Φ20× 2200mm。帮支护为挂菱形金属网，安装普通钢筋锚杆，锚杆间距800mm，排距800~1000mm，锚杆规格Φ14×1600mm。 自采用锚网支护技术以来，曾发生过两次较大型冒顶

煤巷树脂锚杆支护设计规范

峰峰集团 煤巷树脂锚杆支护技术规 第一章总则 第一条煤巷锚杆支护技术是煤炭部“九五”主要科技推广项目之一，是我国煤矿回采巷道支护改革的方向，是实现煤矿高产高效的有效途经。为推动我公司巷道支护改革，确保安全第一的生产方针和煤炭工业有关法规、政策在该技术推广工作中的落实，正确进行锚杆支护设计，保证巷道施工质量，促进煤巷锚杆支护技术健康发展，特制定本规。 第二条针对煤巷锚杆支护技术的发展水平，结合峰峰矿区的地质条件，我公司煤巷锚杆支护技术原则上在大煤顶层工～Ⅲ类围岩条件下推广应用。全煤(留顶煤)及IV、V类围岩条件下的锚杆支护技术，目前正处于研究、试验阶段，还没有系统的支护理论和方法，其设计可参照本“规”执行，但必须把锚索作为辅助支护手段，并要作专项设计报集团公司审批。第三条新区采用锚杆支护时，必须先进行基础数据的搜集，测试工作，并依此进行锚杆支护设计。设计结果报集团公司审批、备案。 第四条煤巷锚杆支护是一个技术含量较高的新型支护形式，因此，现场施工管理工作必须到位，各级管理人员都要加强对现场支护工作的监督检查，严格按设计要求进行施工，及时解决、处理现场存在的问题，以保证煤巷锚杆支护技术健康、稳定地发展。 第五条煤巷锚杆支护设计要贯彻地质力学评估→初步设计→施工检测→信息反馈→修改设计的原则，使结果更趋合理。 第二章设计前的准备工作 (一)组织机构 第六条煤巷锚杆支护技术使用单位都要成立领导小组，组长由开掘副矿长、副总担任，组员由技术、调度、工资、区队负责人组成，负责统一安排和协调工作。 第七条矿技术部门要有专职工程技术人员负责煤巷锚杆支护的技术工作。区队主管技术人员负责锚杆支护的技术工作，主管区长负责煤巷锚杆支护的施工管理工作。 第八条施工煤巷锚杆的区队要相应成立区队长挂帅，主管技术员、各班班长、验收员参加的以质量验收为主的检查小组，负责做好小班施工质量的验收工作。 (二)地质调查 第九条煤巷锚杆支护设计前，必须对施工地区的地质情况进行一次全面、详细的调查，锚杆支护设计人员必须亲自搜集第一手资料，做好原始记录，掌握区域围揭露的地质构造以及邻近采面地质构造分布情况、顶板岩层塌冒高度和离层情况，调查施工地区巷道顶板及围岩的节理、裂隙发育情况，为锚杆支护设计提供可靠的基础资料。 第十条地质调查必须坚持深入井下现场观察记录、整理分类数据要可靠，正确地反映现场地质情况，以便科学地做好地质评估工作。 第十一条煤巷锚杆支护地质调查工作不仅仅是初始设计前的一次调查。在巷道开挖后，也要立即进行地质调查，设点观测，校核数据，进一步验证、修改初始设计，使锚杆支护参数更趋合理。 (三)打钻取芯(松动圈测定) 第十二条打钻获取岩芯必须选取能够代表施工巷道特性的岩层，打钻深度要超过1．5倍巷宽。 第十三条打钻前需先掘好钻窝，钻窝的布置应由锚杆支护设计人员确定，钻窝的规格应满足施工要求。 酽第十四条打钻时要有专门技术人员负责，首先要保证打钻角度与岩石层面夹角不小

锚杆支护技术规范(正式版本)

锚杆支护技术规范(正式) 第一章总则 1 为贯彻安全第一的生产方针，严格执行《煤矿安全规程》和煤炭工业技术政策， 确保正确地进行锚杆支护设计和施工质量，促进煤巷锚杆支护技术的健康发 展，特制定本规范。 2 锚杆支护巷道施工必须进行设计。锚杆支护设计要注重现场调查研究，吸取国内 外锚杆支护设计、施工和监测方面的先进经验，积极采用新技术、新工艺、 新材料，做到技术先进、经济合理、安全可靠。 新采区采用锚杆支护时，要进行基础数据收集并进行锚杆支护试验工作，锚 杆支护设计要组织有关单位会审，并报集团公司备案。 3 对在煤巷应用锚杆支护的有关人员（管理人员、工程技术人员及操作人员），都必 须进行技术培训。 4 在应用锚杆支护的巷道中，必须有矿压及安全监测设计。在施工中必须按设计设置 矿压及安全监测装置，并有专人负责监测。 第二章巷道围岩的稳定性分类 5 采用煤巷锚杆支护技术，必须对巷道围岩稳定性进行分类，为指导锚杆支护设计、 施工与管理提供依据。 6 巷道分类按原煤炭部颁发的《缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案》执 行。 7 煤层围岩分类指标以缓倾斜、倾斜薄煤层及中厚煤层回采巷道分类指标为基本分

类指标。其它条件下的煤巷（如煤层上山）稳定性分类指标，可根据具体情况对分类指标进行相应替代，详见表1和表2。 缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层回采巷道分类指标 表1 煤层上、下山分类指标 表2

第三章锚杆支护设计 8 锚杆支护设计应贯彻地质力学评估—初始设计—监测与信息反馈—修改设计等四 个步骤。 锚杆支护设计参考以地应力为基础的煤巷锚杆支护设计方法，结合锚杆支 护实践，可根据直接顶稳定情况，按悬吊理论、自然平衡拱理论、组合梁理 论或锚杆楔固理论进行设计计算；亦可采用工程类比法进行设计。无论采用 哪种设计方法，都必须对支护状况进行监测，包括锚杆受力、巷道围岩表面 与深部位移及弱化范围、顶板离层等内容。根据监测信息反馈结果对设计进 行验证或修改。 第9条为进行科学的锚杆支护设计，必须具备表3所要求的原始资料。巷道施工后，根据实际揭露的围岩及地质构造等情况，对有关数据进行校核，为修改和完 善锚杆支护设计提供依据。

煤巷锚杆支护理论与成套技术-名称.

煤巷锚杆支护理论与成套技术.. 作：康红普 煤炭工业出版 2007年11月 16开精装 一册 光盘：0 定价：286元 优惠：180元 .. 详细：.............................................. 联系式：O1O.5I65O723 Q:92824359O 1千五百多个县市送货上门 货到付款.............................................. 《煤巷锚杆支护理论与成套技术》 目录： 序 前言 第一章概述 第二章煤巷锚杆支护理论 第一节锚杆支护构件的作用 第二节锚杆支护的加固作用

第三节现有锚杆支护理论评述 第四节锚杆支护作用机理分析 第三章巷道围岩地质力学测试技术 第一节地应力测量 第二节巷道围岩强度原位测试 第三节巷道围岩结构观察 第四节巷道围岩地质力学快速测试系统的现场应用 第四章煤巷锚杆支护设计方法 第一节锚杆支护工程类比设计法 第二节锚杆支护理论分析设计法 第三节锚杆支护动态信息设计法 第四节锚杆支护预紧力设计 第五节锚杆支护参数设计 第六节煤巷锚杆支护设计软件 第五章煤巷锚杆支护材料 第一节锚杆种类与支护形式 第二节常用金属锚杆型式 第三节高强度锚杆杆体及附件 第四节树脂锚固剂 第五节组合构件与网 第六节可切割锚杆 第七节锚索 第八节锚杆桁架 第九节锚杆与注浆联合加固 第六章煤巷锚杆支护施工机具与工艺 第一节国内外锚杆钻机发展概况 第二节单体顶板锚杆钻机 第三节单体帮锚杆钻机 第四节锚索施工机具 第五节钻头与钻杆 第六节锚杆施工预紧机具 第七节锚杆与锚索施工工艺 第七章煤巷锚杆支护工程质量检测与监测技术 第一节锚杆支护工程质量检测技术

煤巷锚杆支护技术规范

煤巷锚杆支护技术规范 ——现场施工、支护施工、质量监测 一、锚杆、锚索支护施工 一）、一般规定煤巷锚杆支护施工应按掘进工作面作业规程的有关规定进行。 掘进作业规程应规定锚杆支护的内容 1、锚杆的材质、规格、间排距、安装（包括药卷的种类、数量及使用要求）、锚固力等要求； 2、锚杆的孔位、孔深和孔径应与锚杆类型、长度、直径相匹配等要求； 3、锚网的铺设与其他锚固装置连接牢固等要求； 4、支护用的作业机具型号和有关技术要求（包括喷浆机具、锚杆钻眼机具、树脂药卷搅拌机具、张拉机具等）； 5、支护工艺（包括临时支护和永久支护工序安排说明）； 6、支护质量监测技术要求（锚杆扭矩、锚杆和锚索的抗拔力检查、顶板离层监测、保护层强度检测等试验器具及各类破坏性检查的控制要求）。 二）、临时支护锚杆支护巷道掘进工作面应采用临时支护，不应空顶作业，其临时支护形式、规格、要求等应在作业规程、措施中明确规定。煤巷掘进过程中的临时支护，是保证安全生产，提高掘进效率的一个重要因素。临时支护方法要求其操作简单方便，安全性能可靠，才能在生产过程中才能被有效地使用。目前在生产现场经常使用的临时支护通常有以下几种： 1、点柱式安全点柱点柱式安全点柱分为木点柱式和可伸缩式。木点柱取材简单，直接选用圆木作为点柱，成本较低。但是移动不方便，不能随着巷高变化而变化。影响锚杆支护作业，使得作业的空间减小，不方便锚网支护施工。所以木点柱是锚杆支护工艺淘汰的临时支护方式。可伸缩式的安全点柱有以下几种形式：金属摩擦支柱、内注式单体支柱、千斤顶式点柱。此类支护方式优于木点柱，能在一定程度上适应巷高变化。但是必须在将巷道工作面煤矸排出后才能使用，此类 临时支护也不能较好地满足快速施工的需要。 2、吊环前探梁支护吊环前探梁支护，是利用吊环安装在锚杆外露丝扣部位，前探梁贯穿在吊环中移动，从而使锚网施工操作人员在前探梁掩护下作业，操作空间宽阔。吊环前探梁支护克服了支柱笨重移动不方便的缺点，能适应巷道高度变化，同时也使锚网施工操作空间达到最大化。但存在以下不足：前探梁不能接顶，不能对顶板起直接支撑作用，仅能对跨落矸石起缓冲作用，对前探梁下工作人员不能起到本质的保护作用；上下山施工中，前探梁下蹿易造成伤人事故，故在上下山施工中也不能很好的应用。 3、掘进机机载式临时支护利用综掘机的泵站供高压液压油，经溢流阀到操作阀，再经分流集流阀分流，控制截割臂上架体的折叠、伸缩等油缸，托住暴露的顶板，起到临时支护的作用。该临时支护存在以下问题：局部影响综掘机司机的视线；支护面积较小，不能覆盖一个循环进尺范围内顶板；使用临时支护时，截割头离迎头距离太近，造成了迎头操作空间狭窄。 三）、顶板支护锚杆支护巷道落煤（岩）后，应及时进行顶板支护。若两帮煤体稳定，帮锚杆施工可适当滞后，滞后距离和最大空帮时间应在作业规程、措施中明确规定。爆破或综掘机落煤后，快速将掘进工作面煤矸耙运到后方，使其达到方便锚杆安装的适当高度，创造出煤与锚索施工安装平行作业的条件，提高劳动效率。规范对煤巷锚杆支护要求及时支护，说明了煤巷锚杆及时支护的重要性。及时支护是锚杆支护工艺技术的关键环节，通常讲的是露头就锚。及时支护体现以下要求： 1、安全性。在循环进度范围内暴露的顶板都必须先支护好，方可再进行下一道工序的施工，以保护作业区内的人身安全； 2、保障质量。

煤矿锚杆支护技术规范标准设计

煤矿锚杆支护技术规范（新） ICS 73.100.10 D 97 备案号：26921—2010 MT 2009-12-11发布 2010-07-01实施 中华人民共和国煤炭行业标准 MT/T 1104—2009 煤巷锚杆支护技术规范 Technical specifications for bolt supporting in coal roadway 国家安全生产监督管理总局发布 前言 本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国煤炭工业协会科技发展部提出。 本标准由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。 本标准由中国煤炭工业协会煤矿支护专业委员会负责起草。煤炭科学研究总院南京研究所、煤炭科学研究总院开采设计研究分院、煤炭科学研究总院建井研究分院、中国矿业大学、兖州矿业集团公司、徐州矿务集团公司、鹤岗矿业集团公司、新汶矿业集团公司、山西焦煤西山煤电集团公司、江阴市矿山器材厂、石家庄中煤装备制造有限公司、深圳海川工程科技有限公司参加起草。 本标准主要起草人：袁和生、康红普、陈桂娥、权景伟、张农、王方荣、王富奇、何清江、周明、秦斌青、晨春翔、黄汉财、赵盘胜、何唯平。 煤巷锚杆支护技术规范 1 范围 本标准规定了煤巷锚杆支护技术的术语和定义、技术要求、煤巷锚杆支护监测及煤巷锚杆支护施工质量检测。 本标准适用于煤矿煤巷锚杆支护，也适用于半煤岩巷锚杆支护。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 5224－2003 预应力混凝土用钢绞线 GB/T 14370－2000 预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB 50086－2001 锚杆喷射混凝土支护技术规范 MT 146.1－2002 树脂锚杆锚固剂 MT 146.2－2002 树脂锚杆金属杆体及其附件 MT/T 942－2005 矿用锚索 MT 5009－1994 煤矿井巷工程质量检验评定标准

煤巷锚杆支护的探讨

煤巷锚杆支护的探讨 发表时间：2009-11-23T15:32:56.107Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年6月上旬刊供稿作者：杨永金[导读] 巷道几乎在开挖的同时及出现围岩的开裂、离层、或松动，普通锚杆未施加预应力，不能阻止这些初起的破坏杨永金 (徐州矿务集团有限公司庞庄煤矿) 摘要：该文从支护与围岩结构的钢度匹配问题；施工机械化水平较低锚杆机具功率小单进低；锚杆支护设计都采用类比选择的方法,多凭经验，缺乏科学；思想制约生搬硬套对锚杆支护的认识受局限四个方面阐释了煤巷锚杆支护，具有一定借鉴意义。关键词：煤巷锚杆支护认识局限探讨 0 引言 庞庄煤矿张小楼井年产煤12Mt，自80年代初开始使用锚杆支护技术以来，7、9煤层为主采煤层，煤层赋存稳定，结构简单，煤厚平均为2.5m，倾角00～280，平均150，煤层普氏系数f=3左右。已先后在岩巷、煤巷中使用，支护材料从快硬水泥锚杆逐步过渡到树脂锚杆，使用范围从浅部的-50m到深部的-1025m水平；煤巷锚杆支护的巷道占100%，支护技术得到全面的发展和推广应用，从实体、沿空、大断面巷道，孤岛工作面条件的巷道及特殊地段的岩巷。从推广锚杆支护的条件来看，我们坚持先易后难、由点到面的原则。先在实体煤巷进行试验，然后在大断面切眼、皮带机道、回风道孤岛条件进行锚杆支护，最后发展到把锚杆、锚索联合支护技术应用在煤仓下口悬吊梁锁口上，副暗斜井绞车房大断面岩巷铜室支护上，我们进行高强锚杆、锚索支护，来提高岩巷的支护等级，总回风巷、岩巷交叉点支护上，也进行高强锚杆、锚索支护，增加护顶强度，并取得成功。并在综采大断面切眼、综采面拆除及在无煤柱开采的沿空掘巷中使用该项技术。为了适应深井地质条件变化下安全开采，对深部复合顶板煤巷锚杆支护参数进行了理论计算，并在实践中进行应用，取得了一些成功经验。在设计、施工工艺、巷道监测管理等方面也都有长足的进步和发展。但如何进一步提高锚杆支护质量，确保支护的安全性和可靠性，提高锚杆支护设计的科学性和实用性，进一步降低支护成本，是当前煤巷锚杆支护工作的重要内容，也是每一位工程技术人员的重要职责。 1 支护与围岩结构的钢度匹配问题 巷道几乎在开挖的同时及出现围岩的开裂、离层、或松动，普通锚杆未施加预应力，不能阻止这些初起的破坏。只有当围岩的开裂位移达到相当的程度以后，锚杆才起作用，这是围岩以几乎丧失抗拉和抗剪的能力，加固体的抗拉和抗剪主要依靠锚杆来实现。也就是说，锚杆和围岩不同步承载，先使围岩受力破坏，达到一定程度后锚杆开始承载。这就产生，支护结构与围岩的钢度匹配问题。而组合支护中，容易造成锚索初张力较大，围岩初期变形主要集中在锚索上，锚杆、锚索不能有机组合，二者起不到相互加强的作用。通常条件不明显，支护的成功容易掩盖问题的实质，但在高地压、高地应力区域，问题较突出，锚索往往在支护初期发生断裂，导致二者“各个击破”锚索钢绞线延伸率仅为3.5％，抗变形能力差，与锚杆承载不同步。按目前的技术水平，高性能预应力锚杆预应力不超过60～80kN，锚索预应力不超过100～120kN，才能达到同步承载。另外、高强锚杆材质至关重要，严把质量关，不合格锚杆坚决不能使用。 2 施工机械化水平较低锚杆机具功率小单进低 目前，我矿煤巷掘进全部采用炮掘，爆破参数选择和炮眼布置不合理，经常造成巷道超挖，顶板破坏严重，直接影响锚杆施工质量，尤其帮锚杆质量难以保证。另一方面，锚杆施工机具扭矩较小，不能预加锚杆足够的初锚力。因此，煤巷锚杆掘进应大力推广机掘、光面爆破和大功率机具，减少煤、岩破坏，保证巷道成型，提高锚杆质量，加快掘进速度。 3 锚杆支护设计都采用类比选择的方法，多凭经验，缺乏科学 锚杆支护设计多凭经验，缺乏科学依据。一方面支护参数过于保守，支护成本偏高，另一方面支护强度不够，容易造成安全隐患，甚至个别矿出现冒顶事故。因此，巫待进一步完善锚杆支护设计理论，提高锚杆支护设计的科学性和实用性。 4 思想制约生搬硬套对锚杆支护的认识受局限 在贯彻集团公司下发的《煤巷锚杆支护技术规范》上，个别单位思想不解放，生搬硬套，对锚杆支护理论认识受局限，不能进行科学合理的选择支护材料和支护强度。如在集团公司下发的《煤巷锚杆支护设计规范》中规定，中等稳定巷道帮、顶锚杆的锚固力不小于100kN，250N·m≤扭矩≤300N·m，在施工中，他们监测检查就仅仅以锚固力、，扭矩、来选材衡量锚杆的支护强度，其实我个人认为，这种规定仅仅是一个最基本的要求，不能作为选材和衡量锚杆的支护强度的标准。尽管煤锚支护目前存在以上问题，但是我们在施工中采取了一定的对策，仍取得了成功的经验。 4.1 认真贯彻集团公司下发的《煤巷锚杆支护技术规范》，设计过程应严格遵循巷道围岩分类一初步设计一施工监测一信息反馈一优化设计的程序，充分考虑巷道围岩的可锚性，加强对围岩的分析，强调锚固力和初锚力的重要意义。 4.2 煤巷锚杆支护设计要贯彻“动态设计”的思想，不能生搬硬套已有设计。同一矿井、同一煤层、同一巷道的不同区域、不同地段，要根据具体地质条件的不同，选择不同的支形式和参数。 4.3 加强对围岩的分析，强调锚固力和初锚力的重要意义。每个巷道设计前，地质部们必须提供工作面详细的地质资料，包括伪顶、直接顶、老顶、直接底板的岩性。施工中，加强对围岩柱状、锚固力和初锚力以及围岩变形量的监测检查，建立健全监测检查制度，技术员负责收集整理巷道监测资料，每天一次，单位负责填写小班班检、区队日检、矿抽检制度表并当天报送技术科矿压组，矿压组对当天围岩柱状、锚固力和初锚力的报表数据进行及时分析、处理和反馈，存在的问题责令施工单位限期整改，重大问题必须停头整改，并追究责任人责任。区队技术员每天负责收集整理巷道监测资料，对支护条件改变的同时进行科学合理的完善变更设计。 4.4 煤巷锚杆支护施工应严格执行“三径匹配”的原则，坚持使用高强预应力锚杆。顶板预应力结构能否形成是判断支护形式合理性的标准，预应力结构的厚度和承载力是控制巷道变形的关键，没有预应力的锚杆形不成对围岩的主动支护结构。 4.5 尽可能保证围岩、锚杆、钢带、锚索同步承载，共同形成承载体，减少单个受力，以防各个击破。

锚杆支护规范

矿区锚杆支护技术规范 .1 本规范是专门针对潞安矿区现有生产矿井所开采的3#煤层的地质与生产条件而编制的，旨在促进潞安矿区煤巷锚杆支护技术健康发展，为矿井实现安全高效创造良好条件。 1.2 根据《潞安矿区巷道围岩地质力学测试与分类研究报告》和《潞安矿区煤巷锚杆支护成套技术研究》的结论，在潞安矿区的煤巷中可以并应积极推广应用锚杆支护技术。 指导思想是：解放思想，实事求是，因地制宜，积极推广应用。 工作原则是：以科学的理论依据为指导，以严谨的态度抓好设计、施工和管理。 1.3 本规范适用于潞安矿区以锚杆支护作为主要手段的煤巷，包括： (1) 回采巷道（运输巷，回风巷，开切眼，瓦排巷等）； (2) 采区集中巷； (3) 煤层大巷； (4) 各类煤巷交岔点和峒室。 1.4 在进行煤巷锚杆支护设计前，必须有全面、准确、可靠的巷道围岩地质力学参数，包括地应力的大小和方向、围岩强度、围岩结构等。否则，不能进行锚杆支护设计。 1.5 煤巷锚杆支护设计采用动态信息设计法。设计是一个动态过程，充分利用每个过程提供的信息。设计应严格按五个步骤进行，即巷道调查和地质力学评估、初始设计、井下施工与监测、信息反馈分析和修正设计、日常监测。 1.6 煤巷锚杆支护材料的尺寸规格、力学性能与产品质量必须满足锚杆支护设计的要求，并符合煤矿安全有关规定。否则，不能下井使用。 1.7 煤巷锚杆支护施工应严格按照设计和作业规程要求进行，确保施工质量。 1.8 与煤巷锚杆支护技术有关的各级管理和技术人员，以及操作工人，都应进行锚杆支护技术培训。 1.9 本规范未涉及的煤巷锚杆支护技术问题，应按煤炭行业有关规定执行。 第二章巷道围岩地质力学评估与现场调查 2.1 巷道围岩地质力学评估与现场调查是煤巷锚杆支护设计的基础依据和先决条件，必须在进行支护设计之前完成。 2.2 地质力学评估与现场调查首先应确定评估与调查的区域，考虑巷道服务期间影响支护系统的所有因素，随后的锚杆支护设计应该限定在这个区域内。 2.3 地质力学评估与现场调查主要包括以下内容 (1) 巷道围岩岩性与强度 煤层厚度、倾角和强度；顶、底板各岩层的岩性、厚度、倾角和强度。 (2) 围岩结构与地质构造 巷道围岩内节理、裂隙等不连续面的分布，对围岩完整性的影响；巷道附近较大断层、褶曲等地质构造与巷道的位置关系，以及对巷道围岩稳定性的影响程度。 (3) 地应力

2021煤巷锚杆支护技术规范

煤巷锚杆支护技术规范 1总则 1.1煤巷锚杆支护技术是一种先进的巷道支护技术。潞安集团公司所属各矿应积极推广应用煤巷锚杆支护技术。 1.2煤巷锚杆支护的合理性和可靠性是由先进的技术、合格的施工和严格的管理来保证的。推广应用煤巷锚杆支护技术时，要高度重视技术问题，同时强化管理。 1.3煤巷锚杆支护技术是不断发展的。各矿应根据自己的条件积极引进和推广应用新技术、新材料、新机具、新工艺。 1.4制定本规范的宗旨是促进潞安矿区煤巷锚杆支护技术的推广应用和健康发展，保证支护技术安全、可靠、经济，为采煤工作面的快速推进，矿井实现高产高效创造良好条件。 1.5本规范在潞安集团公司所属各矿研究、试验和应用煤巷锚杆支护技术的基础上，进行总结和分析，并结合国内外先进技术制定而成。 1.6本规范包括煤巷锚杆支护技术的7 个关键内容：测试、设计、材料、施工、检测、监测及管理。 1.7本规范适用于潞安集团公司所属各矿以锚杆支护为主要手段的煤巷和半煤岩巷。这些巷道包括： (l）回采巷道（运输巷、回风巷、开切眼等）; (2）采区集中巷； (3）煤层大巷； (4）各类煤巷交岔点和硐室。

1.8本规范未涉及的煤巷锚杆支护技术问题，应按国家、煤炭行业和潞安集团公司有关标准、规范和规定执行。 1.9 名词解释 (l）煤巷：煤层巷道，在煤层中掘进的巷道。 (2）煤层顶板煤巷：沿煤层底板掘进，顶板为煤层的煤巷。 (3）全煤巷道：在煤层中掘进，顶板、底板和两帮全部为煤层的煤巷。(4）大断面巷道：巷道宽度不小于5m 的煤巷。 (5）树脂锚杆：对巷道围岩起锚固作用的一套构件，包括杆体、树脂锚固剂、托板、螺母与减摩垫圈等。 (6）锚杆支护：以锚杆为基本支护形式的支护方式。 (7）杆体屈服载荷：锚杆杆体屈服时承受的拉力（kN）。 (8）杆体拉断载荷：锚杆杆体所能承受的极限拉力（kN）。 (9）锚固剂：将锚杆杆体锚固于钻孔中的无机或有机化学豁结材料。(10）锚固长度：锚杆杆体、锚固剂和钻孔孔壁的有效结合长度。（11）端部锚固：锚杆锚固长度不超过500 mm 或不超过钻孔长度的1/3 。 (12）全长锚固：锚杆锚固长度不小于钻孔长度的90 ％。 (13）加长锚固：锚杆锚固长度介于端部锚固和全长锚固之间。(14）锚杆拉拔力：锚杆拉拔试验时，锚杆破断或失效时的极限拉力（kN）。 (15) 锚杆锚固力：锚杆的锚固部分或杆体在拉拔试验时，所能承受的极限载荷（kN）。

煤矿锚杆支护技术规范(新)

煤矿锚杆支护技术规范 锚杆支护中锚固力与锚杆拉拔力区别 ①锚固力是锚杆对围岩产生的约束力，是限制围岩变形，起支护作用的力。锚杆拉拔力是锚杆锚固后拉拔实验时，所能承受的极限载荷，反映的是杆体、锚固剂、岩石粘结到一起后，锚杆破断或失效的最大拉力。 ②锚固力随着被支护围岩变形、围岩的膨胀而增大，因此锚固力是一个动态发展并不断变化的力。锚杆拉拔力是一个固定值，不随围岩变形和锚杆受力而改变。如果围岩不发生变形且不考虑杆体的松驰效应，锚固力等于初锚力。 ③锚固力检测使用安装于锚杆螺母和托盘之间的锚杆测力计，一般在锚杆安装时把锚杆测力计安好。检测锚固力是为了监测锚杆受力状况，需要进行长期观测。锚杆拉拔力检测使用锚杆拉力计，检测可以在锚杆安装完成后任何时候进行，检测锚杆拉拔力是为了查验锚杆杆体、锚固剂、岩石粘结效果。在施工中，检测锚杆拉拔力时，一般只要达到设计锚固力即可；在做破坏性检测时，则要求锚杆被拉断或锚杆被拉出才终止。 ④检查锚杆施工质量时，一般检查锚杆拉拔力。监测分析锚杆工作情况时，测锚固力。测量锚固力是为了验证支护的可靠性，为以后修改支护设计提供依据。设计和施工时，必须保证锚杆拉拔力大于杆体破断力这一基本原则，即锚杆杆体受力超过其破断力后，锚杆可能被拉断，但锚杆不能被拉出。常见错误是设计的锚杆拉拔力小

于杆体破断力。 ⑤施工、设计中锚固力与锚杆拉拔力经常混淆、混用。二者混淆原因一方面是由于一些标准、教课书说法不一，造成混乱；另一方面对二者内涵认识理解有误，辨识不清。 一、术语和定义 1、煤巷：断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。 2、半煤岩巷：断面中岩石面积（含夹石层）大于1/5到小于4/5的巷道。 3、锚杆支护：以锚杆为基本支护形式的支护方式。 4、锚杆杆体破断力：锚杆杆体能承受的极限拉力。 5、锚杆拉拔力:锚杆锚固后，拉拔试验时，锚杆破断或失效时的极限拉力（锚杆拉拔力是锚杆锚固后拉拔实验时，所能承受的极限载荷，反映的是杆体、锚固剂、岩石粘结到一起后，锚杆破断或失效的最大拉力）。 6、锚固力：锚杆的锚固部分或杆体在拉拔试验时，所能承受的极限载荷（锚固力是锚杆对围岩产生的约束力，是限制围岩变形，起支护作用的力。）。 7、设计锚固力：设计时给定的锚杆应能承受的锚固力。 8、树脂锚杆：以树脂锚固剂配以各种材质杆体及托盘（托板）、螺母与减磨垫圈等构件组成的锚杆。

煤巷锚杆支护质量监测(1)

煤巷锚杆支护监测 1 煤巷锚杆支护监测 1.1 煤巷锚杆支护监测方法 煤巷锚杆支护监测分为综合监测和日常监测两种。综合监测的目的是验证或修正锚杆支护初始设计，评价和调整支护设计；日常监测的目的是及时发现异常情况，采取必要措施，保证巷道安全。 1.2 监测内容 综合监测的主要内容为巷道表面和深部位移、顶板离层、锚杆（锚索）受力状况；日常监测主要内容为顶板离层观测。 1.3 测站安设 每条锚杆支护煤巷应安设综合监测测站；每间隔一定距离安设一个顶板离层指示仪进行日常监测。当围岩地质和生产条件发生显著变化时，应增减测站和顶板离层指示仪的数目；复杂地段必须安设顶板离层指示仪。顶板离层指示仪安设时应紧跟掘进工作面。 1.4 绘制测站位置和仪器分布图 应绘制每个测站的位置和仪器分布图，测站的监测仪器应专门编号，以便测读时识别。 1.5 观测频度

距掘进工作面50m内和回采工作面100m内观测频度每天应不少于一次。在此范围以外，除非离层有明显增长，顶板离层仪的观测频度为每周一次。 1.6 综合监测 1.6.1 巷道表面位移监测 1.6.1.1 巷道表面位移监测内容包括顶底板相对移近量、顶板下沉量、底鼓量、两帮相对移近量和巷帮位移量。 1.6.1.2 一般采用十字布点法安设测站，每个测站应安设两个监测断面，基点应安设牢固。 1.6.1.3 巷道深部位移观测范围不小于巷道跨度的1.5倍，孔内测点数不少于4个。 1.6.2 巷道顶板离层监测 1.6. 2.1 顶板离层指示仪的浅基点应固定在锚杆端部位置，深基点一般应固定在锚杆上方稳定岩层内300mm～500mm，若无稳定岩层，深基点在顶板中的深度应不小于巷道跨度的1.5倍。 1.6. 2.2 顶板离层值超过设计顶板离层临界值时，应及时采取补强加固措施。 1.6. 2.3 不能进行有效测读的顶板离层指示仪应立即更换，如果不能安装在同一钻孔中，应靠近原位置钻一新孔进行安设，原指示仪更换后，要记录其读值，并标明已被更换。新指示仪的基点安设层位与高度应与原测点一致。 1.6.3 锚杆、锚索受力监测

锚杆支护管理制度

锚杆支护管理制度 1、锚杆支护作业必须严格按掘进工作面作业规程的有关规定进行施工。作业规程中必须明确规定锚杆（锚索）的安装质量、锚固力、预紧扭矩、间排距、外露长度、孔深及材料的规格等。支护材料的选择必须有明确的计算依据并符合产品的检验及使用要求。 2、施工断面超宽、超高大于500mm时，须变更支护设计，采用补打锚杆（锚索）或支撑式支护进行加固，对因为巷道片帮造成巷道任一帮超宽0.3米以上时，必须采取增补支护措施。并由分管安全的副矿长组织实施。 3、由于施工不当而造成巷道断面及支护变更时，应对施工单位给予处罚。 4、特殊地点采用特殊支护及加强支护措施时，其支护范围延伸至巷道正常段起点5米以上。 5、锚杆安装前，应检查树脂锚固剂性状。严禁使用过期、硬结、破裂等变质失效的锚固剂。 6、顶部锚杆推广使用扭矩螺帽快速安装工艺，安装时必须边搅拌边将锚杆推进至孔底，严禁先推进后搅拌，帮锚杆也应优先采用快速安装工艺，保证锚杆安装质量。 7、为了保证锚杆角度，掘进工作面推广使用液压、风动锚杆锚索钻机。 8、采用锚杆、锚索支护巷道，施工严格按作业规程和质量标准操作，端锚锚杆预紧力必须达到5吨及以上，加长锚固锚杆预紧力必须达行7

吨及以上，锚索预紧力必须大于7吨以上。锚杆、锚索的安装优先选用风动或电动涨拉机具。锚杆必须使用力矩手紧固；安装后1-2小时，必须对锚杆进行二次紧固。 9、采用锚杆（锚索）支护巷道，必须每50米预留一根锚杆、锚索进行一次锚杆（锚索）破坏式可锚性试验，具体试验办法由田占年、刘先裕安排制定。 10、安装树脂时，必须严格按设计要求的顺序和数量在锚杆孔中放置锚固剂。当少放或错放树脂锚固剂，以致不能过到设计的锚固长度时，按事故追查处理。 11、搅拌树脂锚固剂时，必须严格按标准掌握搅拌时间和胶凝等待时间。 12、井下运输、存放树脂锚固剂应注意避免受压、受折、受热，已破损或废弃的树脂锚固剂要带出地面挖坑掩埋或采用其他方式妥善处理，严禁混入煤流系统中。 13、对于断层破碎带、煤层松软区、地质构造变化带、地应力异常区、动压影响区等围岩支护条件复杂区域，必须及时调整支护措施，选择加密锚杆、全长锚固、锚索锚固等强化支护措施。 14、在锚杆支护作业时，如遇顶底板及两帮移近量显著增加，底板出现较大底鼓，顶板出现淋水或淋水加大，围岩层（节）理发育，突发性片帮掉渣，巷道不易成型，钻眼速度异常等情况，应立即停止作业，采取加强支护措施后方可继续作业。作业场所有任何人员，在认为情

巷道锚杆支护参数设计

巷道锚杆支护参数设计 一、锚杆支护理论研究 （一）锚杆支护综述 1、锚杆支护技术的发展 锚杆支护作为一种有效的、技术经济优越的采准巷道支护方式，自美国1912年在aberschlesin（阿伯施莱辛）的Friedens（弗里登斯）煤矿首次使用锚杆支护顶板至今已有90多年的历史。 1945~1950年，机械式锚杆研究与应用； 1950~1960年，采矿业广泛采用机械式锚杆，并开始对锚杆支护进行系统研究； 1960~1970年，树脂锚杆推出并在矿山得到了应用； 1970~1980年，发明管缝式锚杆、胀管式锚杆并得到了应用，同时研究新的设计方法，长锚索产生； 1980~1990年，混合锚头锚杆、组合锚杆、特种锚杆等得到了应用，树脂锚固材料得到改进。 美国、澳大利亚、加拿大等国由于煤层埋藏条件好，加之锚杆支护技术不断发展和日益成熟，因而锚杆支护使用很普遍，在煤矿巷道的支护中的比重几乎达到了100%。 澳大利亚锚杆支护技术已经形成比较完整的体系，处于国际领先水平。澳大利亚的煤矿巷道几乎全部采用W型钢带树脂全长锚固组合锚杆支护技术，尽管其巷道断面比较大，但支护效果非常好。对于复合顶板、破碎顶板及其巷道交叉点、大跨度硐室等难维护的地方，采用锚索注浆进行补强加固，控制了围岩的强烈变形。美国一直采用锚杆支护巷道，锚杆消耗量很大。锚杆种类也较多，有胀壳式、

树脂式、复合锚杆等。组合件有钢带。具体应用时，根据岩层条件选择不同的支护方式和参数。 锚杆支护发展最快的是英国。在1987年以前，英国煤矿巷道支护90%以上采用金属支架，而且主要是矿用工字钢拱型刚性支架。由于回采工作面单产低、效率低、巷道支护成本高，因而亏损严重。为了摆脱煤炭行业的这种困境，在巷道支护方面积极发展锚杆支护，到1987年，英国从澳大利亚引进了成套的锚杆支护技术，从而扭转了过去的被动局面，煤巷锚杆支护得到迅速发展，经过近10年实验的基础上，又进行了改进和提高，到1994年在巷道支护中所占的比重己达到80%以上。锚杆支护技术的广泛采用给英国煤矿带来巨大的活力和经济效益。 德国是U型钢支架使用最早、技术上最为成熟的国家，自1932年发明U型钢支架以来，U型钢支架发展迅速，支护比重很快达到了90%以上，从井底车场一直到采煤工作面两巷均采用U型钢可缩性支架。但是自20世纪80年代以来，随着矿井开采深度日益增加，维护日益困难。面临这种困境，德国采用不断增加金属支架的型钢质量，逐步减小棚距的做法，这不仅使巷道支护费用增高，而且施工、运输更加困难和复杂。即便如此，巷道维护困难的状况仍然难以改观，于是寻求成本低，运输和施工简单方便、控制围岩变形效果好的锚杆支护变得尤为重要。到20世纪80年代初期，锚杆支护在鲁尔矿区实验成功后获得推广，现己应用到千米的深井巷道中，取得了许多成功的经验。 法国煤巷锚杆支护的发展也很迅速，到1986年其比重己达50%。在采区巷道支护中同时发展金属支架、锚杆支护、混凝土支架。 俄罗斯锚杆支护的发展也引人瞩目。他们研制了多种类型的锚杆，在俄罗斯第一大矿区——库兹巴斯矿区锚杆支护巷道所占比重己达50%。 我国在煤矿岩巷中使用锚杆支护也已有近50余年的历史。从1956年起在煤矿岩巷中使用锚杆支护，20世纪60年代锚杆支护开始进入采区，但由于煤层巷道围岩松软，受采动影响后围岩变形量很大，对支护技术要求很高，加之锚杆支护理论、设计方法，锚杆材料、施工机具、检测手段等还不够完善，因而发展缓慢。“八五”期间，原煤炭工业部把煤巷锚杆支护技术作为重点项目进行攻关，在“九五”期间，原煤炭工业部将“锚杆支护”列为煤炭工业科技发展的五个项目之一，

锚杆支护煤巷冒顶事故类型及对策武星春

锚杆支护煤巷冒顶事故类型及对策 武星春，王恩众，宁小宁 （徐州矿务集团旗山煤矿，江苏徐州221132） 摘要我国煤巷锚杆支护技术近年来得到飞速发展，煤巷锚杆支护作为巷道支护的先进技术，以其显著的技术、经济优越性已逐渐成为煤矿巷道的重要支护形式。本文对锚杆支护煤巷冒顶事故类型进行了分析，并提出了应对措施。 关键词锚杆支护煤巷冒顶类型对策 中图分类号TD327．2文献标识码A 近年来，我国大部分矿区基本实现了煤巷锚杆支护，但是煤巷锚杆支护的安全可靠性仍较低，尤其值得高度关注的是煤巷锚杆支护冒顶比架棚支护冒顶显现出不同的特征，多表现为突发性和结构性失稳，从而导致大范围冒顶。 1冒顶事故类型及分析 1．1岩层组合结构恶化 （1）非稳定岩层变厚超过锚杆（索）长度。非稳定岩层是指对顶板岩层变形破坏起控制作用的软岩（煤）及中硬岩层。由此原因导致的事故占总事故数的29．63%，其中直接顶板泥岩层厚变大，超过锚杆（索）长度的发生冒顶事故占总事故数的20．04%；常见的非稳定岩层有泥岩、砂质泥岩、泥质胶结的粉砂岩和煤层。当支护不当时，极易导致顶板垮落。例如：某矿20308运输巷于2008年3月6日发生一起长7．8m、宽3．6m、高4．5 5．0m的大规模冒顶事故，垮落带直接顶板泥岩厚度由设计时的4．4m变为6．3m，锚杆、锚索均未锚入稳定岩层中。 （2）稳定岩层变薄。稳定岩层是指对顶板岩层稳定起控制作用的硬岩层。例如：某矿93240切眼于2009年11月20日发生一起长60m、宽6m、高6．5m的大规模冒顶事故，从垮落现场来看，9、10号煤层间粉砂岩厚度由设计时的7 9m变为垮落时的4．06m，稳定岩层变薄，使锚索锚固段位于10号煤层中，大大降低了锚索的锚固承载作用。事故巷道原支护参数、顶板岩层结构及冒顶特征如图1所示。 （3）顶板一定范围内出现软弱夹层。软弱夹层层厚一般在几mm至几十mm，而普通锚杆无法将其纳入锚固范围之内，此类顶板条件极易诱发顶板垮落。因顶板一定范围内出现软弱夹层而导致的事故占总事故数的19．75%。如2002年04月23日，某矿34206回风巷在掘进过程中，掘进工作面直接顶板泥岩与基本顶砂岩间存在厚50mm的一层煤线，掘后7天（距掘进 *收稿日期：2011－07－06 作者简介：武星春（1983－），男，江苏徐州人，助理工程师，2006年毕业于阳泉职业技术学院采矿工程专业，现任旗山煤矿安监科助理工程师 。 图1稳定岩层变薄导致巷道冒顶 工作面29m），发生长9．4m、宽4．2m、高2．35m的大规模冒顶。 （4）地下水的影响。水可使岩石或裂隙间的摩擦因数和变形模量下降。地下水压力还有水楔作用，使裂隙内产生张力作用，对岩体稳定性极为不利，此类事故占总事故数的3．7%。 （5）空气中的水分对顶板的软化。煤矿空气中水分对顶板的影响主要使泥质岩类顶板岩石逐步软化或潮解，逐渐崩解，最后形成软泥状非固结的状态。此类事故多发生在夏季，具有“季节效应”，调查收集到此类大规模冒顶事故占总事故数的1．2%。 1．2顶板岩层出现构造 （1）因对已揭露出的小断层支护不当导致的冒顶事故占总事故数的9．26%。 （2）因巷道附近一定范围内的隐含小断层直接导致的冒顶事故占总事故数的6．17%。 （3）由于地质构造运动的作用，岩层节理发育，多组节理互相切割，破坏了岩体的完整性。在支护不当时，极易导致大规模的楔形垮落。因节理导致的冒顶事故占总事故数的4．32%。 （4）围岩出现镶嵌型结构。镶嵌型围岩结构多为锅底型、人字型、鱼背型、升斗型、长条型及草帽型等不规则形状．因此原因引起的冒顶事故占调查事故总数的2．5%。 1．3高应力环境 （1）高应力导致的冒顶事故占总事故数的2．5%。 （2）次生应力引起的冒顶几乎总会与上部或下部 28 12012年第1期