煤巷锚杆支护.ppt

中国矿业大学 ????? 主 要 内 容 0 锚杆支护发展 1 锚杆支护理论 2 锚杆支护体系 3 设计方法 4???施工 5 监测 6 困难条件锚杆支护应用实例 0 锚杆支护发展 2个阶段：以1995年引进澳大利亚锚杆支护技术为分界点。 锚杆支护理论、锚杆支护设计方法、施工机具、小孔径预应力锚索加强支护、锚杆孔径、锚固剂及锚固方式、监测技术等均发生了变化。 美国、澳大利亚接近100%，英国80%，美国锚杆支护为巷道顶板的唯一支护方式。 我国1995年时约15.15%，目前约30%。 沿空掘巷三角块结构稳定性理论 综放沿空掘巷三角块结构稳定性理论 合理的锚杆支护参数 根据强度强化理论、三角块结构稳定理论，确定王庄矿合理的锚杆支护强度为0.2~0.3MPa。 合理的窄煤柱宽度5m。 高强度杆体可延伸锚杆 （1）监测的必要性 保证安全 掌握巷道围岩活动规律和锚杆载荷变化规律 为优化锚杆支护参数提供依据 5 锚杆支护巷道监测 （2）监测内容 测力锚杆、液压枕 锚杆载荷 5 多点位移计 深部位移 4 测杆、测枪 巷道表面位移 3 顶板离层指示仪 顶板离层状况 2 拉拔计 锚杆锚固力 1 监测仪器 监测内容 序号 （之一） 综采（综放）沿空掘巷 （之二） 大断面开切眼 （之三） 再生胶结顶板巷道 （之四） 埋深950m的深井巷道 （之五） 近距离煤层群、复合顶板巷道 （之六） 高应力多次返修巷道 6 困难条件锚杆支护应用实例 6应用之一－综放沿空掘巷 沿空掘巷三角块结构稳定性理论 三角块结构力学分析图 稳定性与煤层强度的关系 稳定性与采高的关系 稳定性与采深的关系 稳定性与小结构强度的关系 巷道变形与煤柱宽度关系 掘进期间 回采期间 沿空掘巷维护状况 回采期间工作面前方50m 综放工作面机巷 顶板： Φ20L2400mm螺纹钢锚杆 两帮： Φ20L2000mm A3圆钢锚杆 锚杆间、排距1200mm 6应用之二－开切眼 徐州张双楼煤矿开切眼宽度7.2m，顶板是膨胀性泥岩、厚度4.2m，采用锚杆、锚索支护，有效地控制了顶板离层，巷道维护效果良好。 * * 锚杆支护使用范围 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类全面推广，Ⅳ、Ⅴ类试验成功 综放沿空掘巷锚杆支护试验成功 软弱、破碎煤巷锚杆支护试验成功 三软煤巷锚杆支护试验成功 深井煤巷锚杆支护试验成功 1 锚杆支护理论 （1）悬吊理论 （1）悬吊理论 （2）组合梁理论 （3）组合拱理论 （4）最大水平应力理论 围岩与支护强度的关系 随支护强度增加，围岩的极限强度和残余强度提高，围岩残余强度提高到一定程度就能保持巷道稳定。 （5）锚杆支护围岩强度强化理论 （1）锚杆 高强度、大直径。破断载荷一般在200~ 300kN以上，近年研究破断载荷400kN以上的锚杆。 延伸率均大于15% 锚杆直径20~22mm 稳定性较高、维护要求低、服务时间短的巷道可以采用Q235圆钢制造 2 锚杆支护体系 采用左旋、无纵筋高强度螺纹钢锚杆，等强（锚杆尾部螺纹部分采用墩粗或热处理、滚丝） 锚杆成套：杆体、托盘（钢板轧制，厚度根据矿压确定）、球形垫圈（铸钢）、减摩垫圈（1个聚氨酯、1个铝合金）、螺母（高强度、快速安装螺帽） （2）锚固剂及锚固方式 锚固剂：树脂药卷，一般采用凝结速度为超快与中速的树脂药卷配合，使用药卷长度一般350、600mm 全长锚固：锚杆中部受力最大；增阻速度快。具有较大的抗剪切能力。增加岩层间的法向力，阻止层间错动，防止离层。在锚固范围内锚杆伸长1mm，可产生10～20kN的锚固力，支护刚度大。 端头锚固：Ⅰ～Ⅱ类。全长或加长锚固：Ⅲ～Ⅴ类 锚固方式：加长锚固全长锚固端锚 （3）三径匹配 钻孔直径比锚杆直径大6～10mm 钻孔直径比树脂药卷大6mm左右 一般钻孔直径29mm，锚杆直径20、22mm，树脂药卷直径23mm。 锚固力与钻孔直径、锚杆直径的关系 （4）网及钢带 网：采用金属网、塑料网。严禁将最前排锚杆螺帽松开或等待后压网。 钢带：钢筋梯子梁、M型钢带、W型钢带等。要求钢筋梯子梁采用高强度焊条焊接，防止开焊。钢带的厚度或钢筋直径根据矿压确定。 （5）施工机具 顶板钻机：风动锚杆钻机、液压钻机、凿岩机 两帮钻机：强力煤电钻、帮锚杆钻机 当f8，优先选用锚杆机；当f ≥8时，宜选用凿岩机。 锚杆安装：应采用锚杆机，严禁采用凿岩机。 钻头：合金钢钻头、金刚石钻头 在f6时，使用两种钻头钻速基本一致，而普通型钻头消耗费用低，因此应优先选用普通型钻头；在6≤f ≤8时，使用金刚石钻头的钻速提高4倍以上，而且