井巷工程课件-巷道支护2

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1、煤巷锚杆支护新技术及应用煤巷锚杆支护现状与发展锚杆支护理论锚杆支护技术体系设计与监测锚杆支护配套机具及材料1995年时国内外状况澳、美、英锚杆支护比重已达90%以上，德、俄、波正在大力发展，比重在50%以上；我国为15.15%（低水平）。世界上最早使用锚杆并以锚杆作为唯一的煤矿顶板支护方式的国家。美国最早开创性地使用锚杆可以追溯到本世纪30年代初，1943年开始有计划有系统地使用锚杆。1947年在原美国矿务局研究中心旨在减少顶板事故的努力下锚杆受到普遍欢迎。在不到2年的时间内，锚杆在采矿工业中得到普及。1

2、：国外锚杆支护的发展现状美国到了50年代初，美国发明了世界上第一个涨壳式锚头，由此而来带来了美国采矿工业的一场革命。60年代末发明树脂锚固剂，锚杆使用的相当一部分比例都是以树脂锚固剂全长胶结的形式。在70年代末，美国首次将涨壳式锚头与树脂锚固剂联合使用，使得锚杆具有很高的预拉力，锚杆的高预拉力可以达到杆体本身强度的50%～75%。美国锚杆技术精髓－“两高一大”高强度高预拉力大排间距支护领域的专业化、产业化。锚杆设计、制造、服务一体化。锚杆等支护产品精细加工，而非材料消耗、废品利用支护手段多样化、多系列，以

3、适应各种不同的条件。高新技术用于锚杆设计。美国的成功经验1952年大规模使用机械式锚杆，但最终证明英国较软弱的煤系地层不适宜用机械式锚杆。到60年代中期，英国逐渐开始不使用锚杆支护技术。1987年，由于煤矿亏损，煤矿私有化。英国煤炭公司参观澳大利亚煤矿，引进澳大利亚锚杆技术，在全行业重新推广锚杆支护，煤矿开始盈利。英国主要推广全长树脂锚固锚杆，强调锚杆强度要高。其锚杆设计方法是将地质调研、设计、施工、监测、信息反馈等相互关联、相互制约的各个部分作为一个系统工程进行考察，使它们形成一个有机的整体，形成了锚杆

4、支护系统的设计方法。澳大利亚自1932年发明Ｕ型钢支架以来，主要采用Ｕ型钢支架支护巷道，支护比重达到90%以上。自80年代以来，由于采深加大，Ｕ型钢支架支护费用高，巷道维护日益困难，开始使用锚杆支护。80年代初期，锚杆支护在鲁尔矿区试验成功。德国采用高强度、超高强度材料制造锚杆，加工精细，将锚杆作为产品、实现了产业化、商品化，而不是简单的支护材料，并形成适用于不同条件的系列化产品。形成一整套比较科学的设计方法，以巷道围岩地质力学评估及井下实测数据为基础，强调最大水平应力在巷道布置与支护参数设计上的应用。国

5、外锚杆支护的发展现状—成功经验采用可靠的监测手段，大力推广应用顶板光纤窥视仪、顶板离层指示仪、围岩深部多点位移计、测力锚杆等监测仪器。坚持科学管理，严格质量监测，形成了从理论到实践的完善的锚杆支护技术体系。有比较可靠的配套机具，采用掘锚一体化联合掘进机或性能良好的单体锚杆钻机，满足施工要求，并能实现快速掘进。研制开发了价廉物美的快硬水泥锚杆。引进管缝式锚杆技术并推广应用。研究“三小”锚杆技术。试验成功了几种可拉伸锚杆、组合锚杆和桁架式锚杆等80年代末期，引进澳大利亚锚杆支护技术。90年代中期，中等稳定以上

6、条件树脂锚杆研制成功并大范围推广应用。2：我国煤巷锚杆支护技术状况1995年立项时锚杆支护比重。我国15.15%。锚杆支护。由Q235圆钢制造，承载能力40~70kN/根，水泥药卷端锚；用于Ⅰ、Ⅱ类及部分Ⅲ类煤巷。类别ⅠⅡⅢⅣⅤ非常稳定稳定中等稳定不稳定极不稳定锚杆支护比重约25%。巷道面貌根本改观。扩大使用范围。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类推广，Ⅳ、Ⅴ类试验成功。原因：理论、设计方法、工艺取得了突破。2001年时形成以实测地应力为基础的的动态设计方法。包括锚杆材料、附件、锚固剂、W钢带和网、“三径合理匹配”、可切割帮锚

7、杆的锚杆支护系统。技术性能良好的单体风动锚杆钻机。小孔径预应力锚索加强支护的技术。重视锚杆支护巷道安全监测。重视复杂、困难条件下锚杆支护技术研究。国内取得成功的原因3：国内外锚杆使用条件的差别国外均使用在煤质中硬以上。我国煤巷锚杆支护主要使用在煤质中硬、围岩稳定程度较高的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类回采巷道。软岩回采巷道、深井巷道、沿空掘巷等复杂困难条件下的锚杆支护正在进行试验性研究，近几年取得较大突破。1945～1950：机械式锚杆的研究与应用。1950～1960：采矿业广泛采用机械式锚杆。1960～1970：发明了树

8、脂药卷，引发锚杆技术的一次革命，树脂锚杆在矿山得到应用。1970～1980：发明管缝式锚杆、水力胀管式锚杆并应用，研究锚杆新的设计方法，长锚索产生。1980～1990：混合锚头锚杆、组合锚杆、桁架锚杆及各种特种锚杆得到应用，树脂锚固材料得到改进。4：锚杆支护的发展方向现存体系存在的一些问题设计思想偏于保守，设计方法落后。技术体系不配套。复杂条件支护效果不甚理想。忽视监测手段，恶性事故时有发生，安全性没根本解决技术经济效益不显著