煤巷锚杆支护理论及技术简介.ppt

1956年开始在岩巷使用锚杆支护，机械锚固锚杆和钢丝绳砂浆锚杆 1974年，管缝式锚杆、涨壳式锚杆等 早期锚杆支护强度、刚度低，支护原理上仍属于被动支护，锚杆支护理论、设计方法、支护材料、施工机具不成熟，锚杆支护技术发展缓慢 1996年，从澳大利亚引进树脂锚固锚杆 1999年以来，针对我国煤矿条件进行了大量二次开发和完善提高 锚杆支护：保障高产高效 主动加固，充分利用围岩自身的稳定性和强度； 根本消除棚式支护空顶产生的瓦斯积聚、煤层自燃等隐患； 端头处理简单，不用替换U型棚，能保障大功率设备正常工作，工作面快速推进，单产显著提高； 巷道变形量仅为同类条件棚式支护的1/2左右； 与综机配套组成掘、支、运机械化作业线，单进大幅提高； 辅助运输量小，施工搬运携带方便、安全。 事故案例 采用模拟软件进行锚杆参数设计： 模型确定巷道的应力状态主要输入的参数：最大水平应力、最小水平应力、角度、模型的几何尺寸（工作面、采空区、煤柱、巷道等）、采深、锚杆预拉力、锚杆直径、锚杆长度、岩石及层理面的力学性质等。 以顶板是否离层为依据，对间、排距、锚杆（索）长度、预拉力等可变参数进行调节，直到满意为止。具体过程略。 在采用工程类比法进行锚杆支护设计时，对需要增加巷道围岩承载能力的，根据上述理论分析，可以选择加大锚杆长度。加也可以通过减小锚杆间排距和增加锚杆本身的强度。在通常条件下减小锚杆间排距取得的效果要比增加锚杆长度更好。 锚杆支护不仅可给巷道提供一定的支护阻力，而且可提高巷道围岩的额承载能力， 锚杆长度越长，巷道围岩承载能力增量越高，大直径锚杆随其长度加大，巷道围岩承载能力增量幅度增大； 锚杆间排距越小，巷道围岩承载能力增量越大，间排距800mm的承载能力增量约为600mm的一半； 锚杆承载能力越大，巷道围岩承载能力的增量越大 锚杆支护参数合理选择 锚杆支护监测 四 掌握巷道围岩动态及其规律性，为巷道支护进行日常动态化管理提供科学依据； 为检验支护结构、设计参数及施工工艺的合理性，修改、优化支护参数和合理确定二次支护时间提供科学依据； 监控巷道支护的施工质量，对支护状况进行跟踪反馈和预测，及时发现工程隐患，以保证施工安全和巷道稳定； 为其它类似工程的设计与施工提供全面的参考依据； 通过监测资料，可作为判断巷道工程的质量检查和验收的标准. 监测的目的 检测的内容 与巷道围岩稳定有关的监控指标主要如下： 巷道表面收敛。反映巷道表面位移的大小及巷道断面缩小程度，可以判断围岩的运动是否超过其安全最大允许值，是否影响巷道的正常使用。顶板下沉量、两帮移近量 顶板锚固区内、外的离层值。用于判断顶板锚固区内、外围岩的稳定性以及锚杆支护参数的合理性。 围岩深部位移。反映距巷道表面不同深度的围岩移近量，可以判定围岩的塑性区范围以及围岩的稳定状况，分析锚杆和围岩之间是否发生错动，可以判断锚杆的应变是否超过极限应变 锚杆的受力。其大小可以判断帮锚杆的工作状态及其参数是否合理，如锚杆选择、锚杆布置密度是否合适等。 巷道围岩变形监测 量测断面布置图 量测参数 测站组成 计算公式 AC BD AB AD 在相同岩性中，由一个相距量测断面组成 AC BD AB BC 巷道表面位移的测站布置方式及数据记录 测量仪器 测杆 测杆为巷道表面位移测量中最为常用仪器，它由活柱、套管、标尺、卡环、夹紧螺钉、弹簧和固定螺钉等组成，ADL-2.5型测杆为其中的一种。 ADL-2.5型测杆结构示意图 BHS-10型测枪 测量仪器 测枪是测量巷道周边两点间距离变化的一种常用仪器，BHS-10型测枪，主要由枪体和接杆两部分构成。 BHS-10型测枪结构图 JSS30/10型伸缩式数显收敛计 当巷道断面高大，围岩表面位移速度小于0.5mm/d，且测量精度要求较高时，可用收敛计(图4)进行测量，其精确度可达0.01mm。 收敛计结构图 收敛计使用示意图 测量仪器 监测数据处理及应用 日期 距迎头距离/m AO AB CO CD 备注 记录人 距离 差值 距离 差值 距离 差值 距离 差值 工程名称： 断面编号： 断面位置： 单位：mm 量测结果要及时填入记录表中 巷道表面位移观测原始数据记录表 现场量测的数据应及时整理绘制出位移--时间曲线(U-t曲线)或位移--距离曲线(U-D曲线)。 当位移(U)-时间(t)曲线趋于平缓时[图(a)]，应进行数据处理或回归分析，推算出最终位移值和掌握位移变化规律。 时间--位移曲线 数据处理 数据应用 监测数据处理及应用 巷道顶板离层监测 监测目的 对顶板离层情况提供连续的直观显示，及早发现顶板失稳的征兆，以避免冒顶事故发生； 监测数据