煤巷锚网支护培训课件.ppt

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1、煤巷锚网支护培训孟凡刚目录1、煤巷锚杆支护发展与现状分析2、锚杆支护机理3、锚杆支护设计4、深部煤巷巷锚杆支护与监测问题1煤巷锚杆支护发展与现状1.11995年起步（1）锚杆支护比重我国15.15%美国、澳大利亚接近100%，英国80%（2）棚式支架承载能力低，被动支护很多煤巷不适用，巷道严重变形、支架损坏严重拱型可缩性支架破坏木支架严重损坏支架破坏实况巷道变形和支架损坏情况（3）普通锚杆支护由Q235圆钢制造，承载能力40~70kN/根，水泥药卷端锚理论、设计、监测不完善用于Ⅰ、Ⅱ类及部分Ⅲ类煤

2、巷（4）棚式支架支护严重后果事故多：冒顶、瓦斯超限、漏风吨煤成本高煤巷难维护难以实现矿井高产高效巷道变形、损坏、不通畅，回采工作面推进慢1.22007年达到的成效（1）锚杆支护比重约10%（2）巷道面貌根本改观新型锚杆支护巷道（3）扩大使用范围Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类全面推广，Ⅳ、Ⅴ类试验成功表1国内外使用情况对比（4）原因：理论、设计方法、工艺技术取得了突破序名称国内国外123沿空掘巷（煤柱尺寸）全煤巷道（顶煤）软弱、破碎煤巷（煤体强度）3~4m打锚杆1.5~2.0MPa采深的1/10以上无煤体强度较高1.

3、3发展方向加快巷道掘进速度减少巷道支护成本提高锚杆支护的可靠性方向：高性能的锚杆支护技术2.1悬吊理论锚杆长度和受力可确定跨度较大和软弱破碎岩层无法悬吊2锚杆支护机理2.2组合梁理论实质：通过锚杆将几个薄岩层锁在一起据材料力学计算，解释了层状岩体锚杆支护组合梁的承载能力很难确定，岩层破碎形不成梁2.3压缩拱理论理论认为：安装锚杆后可形成一个承压拱承压拱厚度和强度？2.4最大水平应力理论巷道受地应力影响锚杆的作用是约束围岩的径向膨胀和横向剪切2.5围岩强度强化理论实质是锚杆与围岩相互作用，组成锚固体

4、锚杆可改善锚固体力学参数，提高锚固体的强度，使岩体强度，特别是峰后强度和残余强度得到强化形成共同承载结构，充分发挥围岩自承能力锚固体C、、C*、*随锚杆支护强度t的增加而提高表6不同锚杆支护强度下锚固体破坏前的C、值锚杆支护强度t/MPa00.060.080.110.140.170.22等效内聚力C/MPa0.34660.35680.36260.36770.38280.37730.3869等效内摩擦角/°31.5131.5333.5135.5737.1438.840.4表7不同锚杆支护

5、强度下锚固体破坏后的C*、*值锚杆支护强度σt/MPa00.060.080.110.140.170.22等效内聚力C*/MPa0.01680.01820.01830.01840.01860.01940.021等效内摩擦角*/°31.5131.5333.5135.5737.1438.840.4图4锚固体应力应变曲线图注：曲线上数字为锚杆支护强度σt（MPa）锚固体强度的强化锚固体强度随锚杆支护强度σt的提高而得到强化，达到一定程度就可保持围岩稳定。3煤巷锚杆支护设计3.1锚杆、锚索综合支护系统(

6、1)锚杆的种类(2)锚杆支护的关键技术锚杆合理的初锚力：由钻机性能、风压、施工质量决定。锚杆足够的支护强度：由锚杆材质、性能、直径、加工质量及支护密度决定。及时锚固锚杆初锚力与支护强度提高初锚力与支护强度，控制锚固区内围岩变形，防止冒顶。综放沿空掘巷锚杆初锚力与支护强度矿名初锚力（kN）支护强度（MPa）兴隆庄煤矿20～300.2～0.3王庄煤矿15～250.15～0.25高预拉力锚杆支护成套使用部件强度相匹配螺纹段采用低强度损失、无强度损失或增强加工容易实现高初锚力满足钻机连续一体化安装金属网、

7、钢带及钢筋梯配套——锚杆支护的快速推广，为煤矿带来巨大经济效益；同时，锚杆支护巷道安全不容乐观。——重新思考锚杆支护机理这一古老命题的必要性。(传统的悬吊、组合、能量、加固拱、经验公式等。）——如何进行科学的锚杆支护设计。●有关规范的不足、锚杆支护设计的三要素、设计方法.3.2锚杆支护设计方法＃应力环境——诊断技术（1）锚杆支护设计的基本要素表1采动应力影响集中系数——对围岩稳定性影响分析★构造应力与自重应力的差异(a)破坏区(b)位移图1未受采动自重应力作用围岩变形与破坏(a)破坏区(b)位移图

8、2构造应力作用围岩变形与破坏★采动应力的影响(a)破坏区(b)位移图3受采动作用围岩变形与破坏＃围岩结构——层状围岩结构对巷道稳定性的影响图4受采动作用围岩变形与破坏图5不同围岩结构变形特点图6不同围岩结构巷道收缩率图7不同围岩结构巷道收缩率——节理发育对巷道稳定性的影响图9不加锚巷道塌落过程图10不同加锚时刻节理巷道围岩稳定性开挖后立即打锚杆开挖后下部开始离层时打锚杆开挖后下部开始离层时打锚杆开挖后下部开始冒落时打锚杆＃工程要求★允许变形及破坏的程度（不同巷道类别将要求不一样）★