煤巷锚杆支护技术与机械化掘进.ppt

绪 论 一、巷道支护在井工矿开采中的重要地位 1、井下巷道是构成矿井生产系统的前提条件； 2、巷道的稳定控制是保证矿井安全高效开采的保证； 3、正确的支护理念和合理的支护形式及支护参数是实现巷 道围岩稳定控制的决定性策略； 二、支护理念和支护形式的转变 巷道支护理念和支护形式的转变过程： 由传统支护理念（被动支护）到现代支护理念（主动支 护）的转变； 对应之支护形式亦发生转变：棚式支护向锚杆支护的转 变； 1 支护理念  1）传统支护理念—— 被动支护：认为支护体被动承 载，采用抵抗地压的方法控制围岩稳定；  2）现代支护理念—— 主动支护：支护体与围岩共同承 载，支护体的主要作用是加固围岩，调动围岩的强 度，相互协调作用抵抗地压；（亦即认为围岩是天然 支架，目的是充分利用和发挥围岩的自承能力）  2 支护形式 1）棚式支护：工字钢棚、木棚、U型钢棚、料石碹等； 2）锚杆支护：以锚杆为基本支护构件的复合支护形式很 多，如：锚杆-锚索支护、锚杆-锚索-网-喷支护、锚杆- 锚索-金属网-W钢带（钢筋梯）支护等； 3）复杂条件下的联合支护形式：锚网索+棚支护等； 三、锚杆支护的优点 目前，锚杆支护是各国煤矿巷道主要的支护形式之一。 锚杆支护与传统支护相比较其优点： 1）明显改善围岩应力状态； 2）劳动强度低； 3）支护成本低、维护费用低； 4）工序简单，掘进速度快； 四、煤巷锚杆支护的发展历程及趋势 发展历程： 1 国外： 1）最早使用锚杆支护技术的国家是英国和德国。（1872年英国露天页岩矿用于边坡加固；1912年德国在井下使用锚杆支护技术；50年代以后，锚杆土木工程和地下工程得到广泛应用） 2）美国是的锚杆支护技术一直处于世界领先水平； 3）澳大利亚是使用锚杆支护技术比较先进和成熟的国家，推广全长树脂锚固锚杆，形成比较完善的锚杆支护体系和设计方法； 4）国外锚杆支护技术的发展特点如下： a 发展适合本国地质条件的锚杆支护类型； b 锚杆向高强度发展； c 建立了一整套合理的锚杆支护设计方法； d 完善锚杆施工工艺； e 完善锚杆支护监测系统； 2 国内： 我国1956年起，在岩巷中使用锚杆支护； 60年代，在煤巷中开始使用锚杆支护； 我国煤巷锚杆支护技术发展三个阶段： 1）、起步阶段（60-80年代初期）：钢丝绳水泥砂浆锚杆、低强度楔缝式、水泥锚固剂端头锚固为代表。锚杆间没有托梁，相互间没有联系； 2）、普通锚杆支护阶段（80年代中期-90年代中期） 锚杆支护用于软岩巷道支护，进行公关和现场试验。 以锚网和锚网梁组合锚杆支护技术为代表。 锚固剂使用树脂锚固剂，锚固性能大大提高； 锚杆直径小（14-16mm），支护强度低； 在I-III类顶板条件下，形成适合我国的锚杆支护技术； 3）、高强锚杆支护阶段（95年至现在） 对困难条件下锚杆支护技术进行公关。 锚杆直径增大至20-22mm，使用螺纹钢锚杆。 工程检测得到重视（离层监测、锚固力动态监测等）。 发展趋势 锚杆支护的安全性取决于： 1）、围岩性质； 2）、应力环境； 3）、支护强度； 为实现煤巷锚杆支护巷道的稳定，需进行以下几方面工作： a、设计前围岩状况调查； b、锚杆-锚索协调支护设计研究； c、经济安全型锚杆研制； d、冒顶危险性监测； 第一章 锚杆支护理论与设计方法 第一节 锚杆支护理论 1、锚杆支护理论 锚杆的支护理论主要有：悬吊理论、组合梁理论、加固拱理论和最大水平应力理论。 1）、悬吊理论 认为：锚杆支护的作用是将巷道顶板较弱岩层悬吊在上部稳固的岩层上，增强较软弱岩层的稳定性。 适用于锚杆锚固范围内具有稳定岩层的巷道顶板。 2）、组合梁理论 认为：煤层顶板为层状顶板岩层时，锚杆将锚固范围内的岩层挤紧，增加层间摩擦力，防止层间滑动，避免离层现象，增强自承能力。 3）、加固拱（压缩拱）理论 认为：在拱形巷道围岩破裂区 * 煤巷锚杆支护技术与机械化掘进 — 653工程培训讲义 *