煤巷锚杆支护.ppt

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1、中国矿业大学煤巷锚杆支护1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20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%。3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

2、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41锚杆支护理论（1）悬吊理论5（1）悬吊理论6（2）组合梁理论7（3）组合拱理论8（4）最大水平应力理论9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10（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

3、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11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）12（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、600mm13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

4、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14（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15（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

5、钢筋直径根据矿压确定。16（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f<8，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。17钻头：合金钢钻头、金刚石钻头在f<6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，而且费用接近，因此应优先选用金刚石钻头。18钻杆：B19、B22六方中空合金钢钻杆安装器：快速安装器销钉式安装器快速安装螺母19（6

6、）小孔径预应力锚索加强支护是一种主动加强支护以锚杆支护为主，以锚索为辅树脂锚固端加粗，钻孔与锚索直径不匹配锚固在稳定煤岩层中均可以高应力巷道可以采用直径18mm的锚索20（7）桁架支护①桁架改变顶板的应力状态，拉应力将减小，甚至出现压应力；②预紧力增加裂隙体间的摩擦作用，提高顶板稳定性；③提高顶板两肩窝的抗剪切能力，防止剪切冒落。213锚杆支护设计方法可归纳为三大类，分别是工程类比法、理论计算法、以计算机数值模拟为基础的动态系统设计方法。22（1）工程类比法是一种实用的方法，在我国锚杆支护设计中占主导

7、地位。在已有的大量、成功实践的基础上，根据巷道的生产地质条件确定支护参数。主要有以回采巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比法；巷道围岩松动圈分类为基础的工程类比法。以回采巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比法23（2）理论计算法根据悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论计算锚杆长度、间排距、破断载荷等。（3）动态系统设计方法首先进行地质力学评估（含地应力测试），将地质力学参数、锚杆参数等输入计算机数值模拟软件，以围岩强度强化理论为依据，按控制围岩变形效果和经济合理的原则选择最优方案，组织施工，并对巷道围岩稳定状

8、况和锚杆载荷监测，根据监测反馈信息确定是否调整锚杆支护参数，经反复实践，在动态中修改完善设计。244锚杆支护施工（1）保证锚杆高预紧力锚杆预紧力的作用主动支护，拉应力转化为压应力或减小拉应力，有效抑制巷道围岩破裂区向深部发展，发挥围岩的自身承载能力，提高稳定性。25预紧力的确定：采用现场实测与数值计算相耦合的方法确定锚杆预紧力的合理值巷道变形量与预紧力的关系26实现高预紧力大扭矩：大扭矩的锚杆钻机或人工保证大扭矩，不小于150Nm。采用成套锚杆，主要指使