锚杆的支护技术要求规范正式版本

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靠巷道两帮的顶板锚杆,一般应向外倾斜一定角度,保持锚杆的锚固端伸 入煤壁的水平投影长度≥ 200mm 。 在Ⅲ、Ⅳ类顶板条件下,若需加强支护时,应加打小锚索联合支护。
煤帮可采用端锚树脂锚杆或水泥锚杆支护,亦可采用管缝锚杆支护,一般 情况下应辅以金属网支护。 在煤层松软、煤壁片帮或沿空送巷时,应加设钢 筋梁或加打托板支护。 顶、帮锚杆支护有关参数应从以下系列中参照选取。
第 9 条 为进行科学的锚杆支护设计, 必须具备表 3 所要求的原始资料。 巷道施工后, 根据实际揭露的围岩及地质构造等情况, 对有关数据进行校核, 为修改和完 善锚杆支护设计提供依据。
序号
锚杆支护设计必备的原始资料 (表 3)
原始资料
说明与测取
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实用标准方案
1 一般取 1.5 倍巷道宽度范围内顶板 由邻近钻孔柱状图和已采工作面资料确定 不同岩性层数与厚度( m)
6 巷道分类按原煤炭部颁发的《缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案》执 行。
7 煤层围岩分类指标以缓倾斜、倾斜薄煤层及中厚煤层回采巷道分类指标为基本分 类指标。其它条件下的煤巷(如煤层上山)稳定性分类指标,可根据具体情 况对分类指标进行相应替代,详见表 1 和表 2。
缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层回采巷道分类指标
实用标准方案
锚杆支护技术规范 (正式 )
第一章 总 则
1 为贯彻安全第一的生产方针,严格执行《煤矿安全规程》和煤炭工业技术政策, 确保正确地进行锚杆支护设计和施工质量, 促进煤巷锚杆支护技术的健康发 展,特制定本规范。
2 锚杆支护巷道施工必须进行设计。锚杆支护设计要注重现场调查研究,吸取国内 外锚杆支护设计、施工和监测方面的先进经验,积极采用新技术、新工艺、 新材料,做到技术先进、经济合理、安全可靠。 新采区采用锚杆支护时,要进行基础数据收集并进行锚杆支护试验工作,锚 杆支护设计要组织有关单位会审,并报集团公司备案。
第四章 锚杆支护材料
第 18 条
顶锚杆一般选用螺纹钢杆体,材质为 20MnSi 或 20MnK ;两煤帮一般选用 麻花杆体或管缝锚杆,材质 Q235;锚杆尾部采用滚丝工艺或采取热处理措 施,杆体尾部螺纹极限强度应不小于杆体屈服强度; 杆体直线度≤ 2mm/m。 杆体技术性能指标见表 7
杆体名称
普通杆体 高强左旋 螺纹钢杆体
7 煤层的单项抗压强度 σcc (MPa)在井下直接测取或利用煤样测定
8 巷道埋深 H( m)
地表到巷道的垂直距离
9 主应力大小与方向
一般应在井下实测,条件不具备时,根据地质 构造判断主应力方向
10 地质构造描述
11 水文情况描述
12 煤柱宽度 X ( m)
煤柱的实际宽度
13 锚杆在顶板岩层中锚固力 Pr(KN )井下顶板岩层锚杆拉拔力
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实用标准方案
第 20 条 型
属托盘里面应加木托盘或水泥托盘。金属托盘尺寸不小于 120mm,或 φ 120mm。托盘厚度不小于 6mm。 树脂锚固剂。
树脂锚固剂分类

特性
凝胶时间 s
120mmⅹ
表9 等待时间
CK
超快速
10-45
0.5-1.5s
K
快速
46-90
1.5-3min
Z
中速
91-180
+
+
+
22
+
+
+
22.5
+
+
+
注: +号表示优先选用
第 19 条
螺母 螺母选用标准螺母或尼龙衬垫式螺母,其强度应与设计锚固力相匹配。
应优先选用可实现快速安装工艺的扭矩螺母;采用普通螺母时,其技术条 件应符合 GB6170、GB3098.2 的规定。 托盘: 托盘的强度应与锚杆强度相匹配,其承载力应不小于杆体屈服强度;在金
2 层理间距 D1(m)
指沿结构面法线方向上的间距,在巷道内或类 似条件巷道测取或由表 2 查得
3 岩层的分层厚度 D2(m)
指分层厚度的平均值或由表 2 查得
4 岩层的单项抗压强度 σcf(MPa) 井下直接测取或利用岩样测定
5 巷道厚度 hc(m)
指被巷道切割的煤层厚度
6 煤层倾角 α (。)
由工作面说明书给出或在井下直接测取
项目
顶、帮锚杆支护系列标准 顶锚杆
表5 帮锚杆
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锚杆长度( m) 锚杆杆体直径 (mm)
实用标准方案
1.8 2.0 2.2 2.4 18 20 22 22.5
1.6 1.8 16 18
巷道顶板锚杆支护形式与主要支护参数的选择 表6
巷道 巷道围岩
基本支护形式
主要支护参数
类别 稳定分类
Ⅰ 非常稳定 整体厚层砂岩:单体锚杆
14 锚杆在煤层中锚固力 Pr(KN ) 井下煤层锚杆拉拔力
15 巷道几何形状与尺寸
宜选用的几何形状是矩形、斜矩形和拱型
节理、层理分级
节理、层理发育情况的判断
Biblioteka Baidu
很不发育 不发育
中等发育
发育
表4 很发育
节理间距 D1( m)
>3
1-3
0.4-1
0.1-0.4
<0.1
层理间距 D2( m)
>2
1-2
0.3-1
表1
分类指 标


顶板强度(指单项抗压强度 Mpa,取巷道宽度 1.5 倍范围内顶板强度的加权平均值 下同)
煤层强度 σ cc
取巷帮煤层强度加权平均值
底板强度 σ cf
取巷道宽度内底板强度的加权平均值
巷道埋深 H(m) 护巷煤柱宽度 X ( m)
巷道所在位置至地表的垂直距离
一侧煤柱的实际宽度,其中: 沿空掘巷(无煤柱)时 X=0 ; 巷道两侧均为实体煤时 X=100
增加锚索桁架
锚杆长度: 2.0-2.4m
间排距: 0.6-1.0m 设计锚固力:≥ 200KN
1. 顶板较完整 锚杆 +增加锚索 +金属可缩支架
全长锚固或加长锚固: 杆体直径: 20-22.5mm
Ⅴ 极不稳定
2、顶板较破碎
锚杆长度: 2.0-2.4m
锚杆 +网+W 钢带 (或钢筋梁 )+锚索 + 间排距: 0.6-1.0m
Ⅲ 中等稳定 顶板较破碎:
加长锚固或全长锚固:
局部增加锚索
杆体直径: 20-22mm 锚杆长度: 2.0-2.4m 间排距: 0.6-1.0m
设计锚固力: 64-130KN
顶板较破碎:沿空巷道粉砂岩顶板: 全长锚固或加长锚固: 锚杆 +W 钢带(或钢筋梁) +网;或 杆体直径: 20-22.5mm
Ⅳ 不稳定
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实用标准方案
第五章 锚杆支护施工工艺
第 28 条 第 29 条
第 30 条 第 31 条 第 32 条
第 33 条 第 34 条 第 35 条
锚杆支护巷道施工作业采用及时支护方式。掘进机割煤或爆破落煤后及时 将锚杆支护至迎头。 锚杆施工由外向里,逐排进行。末排锚杆距工作面迎头 的距离在作业规程和设计中具体规定, 经公司总工程师批准, 采用机掘工作 面正常情况下,顶锚杆最大不超过 3m,帮锚杆最大不超过 5m。 锚杆钻孔施工应遵守下列规定:
端锚: 杆体直径: 18mm 锚杆长度: 1.8-2.0m
间排距: 0.8-1.2m 设计锚固力: 64KN
Ⅱ 稳定
顶板完整:单体锚杆 顶板较完整:锚杆 +网
端锚: 杆体直径: 18mm
顶板较完整:(实体煤巷) 锚杆 +钢筋梁或珩架
锚杆长度: 1.8-2.0m 间排距: 0.8-1.2m 设计锚固力: 64-80KN
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采动影响系数 N 围岩稳定性指数 D
实用标准方案
只因工作面回采引起的超前支撑压力的影响 N=直接顶厚度 /采高(当 N>4 时,取 N=4) 指围岩节理裂隙、层理的影响程度,以非锚杆支护 工作面直接顶初次跨落步距代替
分类指标
煤层上、下山分类指标 表2
说 明与 代替方 法
顶板强度
说明同表1
煤层强度
金属可缩支架
设计锚固力: 200KN
3、底鼓严重 锚杆 +环形可缩支架
注:
1.巷帮锚杆支护方式与主要参数视地应力大小、巷帮煤(岩)强度、节理情况、护
巷煤柱尺寸、巷道断面与是否切割等确定。
2.对于复合顶板、破碎围岩、易风化、潮解、遇水膨胀围岩,考虑在基本支护形式 基础上增加锚索加固、架棚支护或注浆加固、封闭围岩等措施。
8min
M
慢速
>180
10min
锚固剂直径 mm
树脂锚固剂规格
35
28
表 10 23
适用锚杆孔直径 mm
42
32
28
注:锚固剂长度由供需双方商定。
第 21 条 第 22 条 第 23 条 第 24 条 第 25 条
第 26 条 第 27 条
树脂锚固剂应装填饱满,质地柔软,颜色均匀,无渗漏。
锚固剂偏差为± 0.5mm;长度偏差为± 10mm。应优先采用双速树脂锚固卷。 严禁使用变质的树脂锚固剂。 树脂卷应储存在 4-25°C 的避光防火仓库中。 堆放高度不许超过三个标准箱平放的高度。 在大跨度、顶板破碎或巷道压力较大时,应采用 W 钢带或钢筋梯子梁。 W 钢带极限抗拉强度≥ 350MPa。 设计铺网的巷道,顶部必须采用金属网,两煤帮结合现场实际情况可使用塑 料网,沿空巷道两煤帮宜选用金属网,优先选用菱形金属网。 采购锚杆及配件(杆体、托盘、螺母和锚索锚具)时,必须从有生产加工许 可证的厂点采购, 每一批配件都必须有验收质量检验报告, 达不到质量要求 或无生产许可证的产品,严禁下井使用。 对于新技术试验所用材料、配件在投入井下使用前,必须经煤炭生产部、技 术中心等有关部门确认。 对锚杆等支护材料应定期进行抽检,型号、规格、质量及技术性能应符合设 计要求。
3.锚杆各构件强度应与设计锚固力相匹配。 4.在切眼掘进时,为了有利于回采,根据工程需要,保证安全的前提下,在回采侧 煤壁可 采用木锚杆或竹锚杆支护。
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实用标准方案
第 17 条
在煤层中所做的开拓或准备巷道,若采用锚杆支护(由于服务年限较长) , 必须使用高强度锚杆, 根据条件必要时加打小孔径锚索支护, 并要采取喷浆 防风化措施。
说明同表1
底板强度 H
说明同表1 取上、下山两端埋深的平均值
X Nˊ
说明同表1
Nˊ=W×N,W为煤柱影响系数, W=1-X/L 。 L--- 为回采工作面超前支撑压力带影响范围

说明同表1
第三章 锚杆支护设计
8 锚杆支护设计应贯彻地质力学评估 — 初始设计 —监测与信息反馈 —修改设计等四 个步骤。 锚杆支护设计参考以地应力为基础的煤巷锚杆支护设计方法,结合锚杆支 护实践,可根据直接顶稳定情况,按悬吊理论、自然平衡拱理论、组合梁理 论或锚杆楔固理论进行设计计算; 亦可采用工程类比法进行设计。 无论采用 哪种设计方法, 都必须对支护状况进行监测,包括锚杆受力、巷道围岩表面 与深部位移及弱化范围、 顶板离层等内容。 根据监测信息反馈结果对设计进 行验证或修改。
锚杆杆体技术性能指标(不小于)
材质
Q235 20MnSi 20MnK
屈服强度 MPa 235
335
极限强度 MPa 375
510
延伸率 δ 5﹪
25
16
表7 备注
煤帮用 顶板或煤帮用
杆体 直径 长 ( d) 1600
杆体规 格

(mm)
1800
2000
2200
表8 2400
16
+
+
+
16
+
+
+
20
+
0.05-0.3 <0.05
第 10 条 第 11 条 第 12 条 第 13 条 第 14 条 第 15 条
第 16 条
设计的锚杆有效锚固长度能够锚入上覆坚硬顶板 0.5m 以上时,可采用悬吊 理论计算锚杆支护参数。除此之外,采用组合梁、加固拱等理论进行计算。
顶锚杆必须采用金属锚杆体。锚固形式根据巷道断面、顶板状况及地质构 造情况可分别选用全长锚固、加长锚固或端部锚固。 顶板锚杆孔径与锚杆杆体直径之差应在 6-10mm 范围内。
3 对在煤巷应用锚杆支护的有关人员(管理人员、工程技术人员及操作人员) ,都必 须进行技术培训。
4 在应用锚杆支护的巷道中,必须有矿压及安全监测设计。在施工中必须按设计设置 矿压及安全监测装置,并有专人负责监测。
第二章 巷道围岩的稳定性分类
5 采用煤巷锚杆支护技术,必须对巷道围岩稳定性进行分类,为指导锚杆支护设计、 施工与管理提供依据。
1、钻孔前应根据设计要求确定孔位,作出标记。 2、孔深和角度应符合设计要求。锚杆孔除边锚杆外,其余应垂直巷道顶 板,轴向偏差在 5°之内。孔间距偏差不超过± 100mm。锚杆尾端外露 (螺 母以外)长度 30~ 80mm。 顶板岩性变化可根据顶板离层指示仪钻孔或顶板岩性检查孔来判断 (孔深大 于锚杆长度 1.5 倍)。当顶板发生变化时,应及时调整支护参数,煤壁发生 片帮时必须及时补打锚杆。 在巷道压力大、 顶板破碎、 断层附近、 综采切眼、 大跨度硐室以及交叉点等, 要采用高强锚杆加打锚索的联合支护方式。 安装锚杆应遵守下列规定: 1.宜采用快速安装工艺,即搅拌树脂卷、上托盘、拧螺母一次完成; 2.用锚杆钻机作安装锚杆机具; 3.拧紧螺母的扭矩不小于 100N.m; 4.托盘应紧贴梁或岩面,未接触部分必须楔紧垫实,对于锚杆不能与岩面 垂直的,应采用调心托盘。 掘进巷道宽度的控制, 按设计要求, 实体煤巷≯ 200mm,沿空掘巷≯ 300mm。 当超过该范围时,必须采取增打锚杆或其它可靠加固措施。 锚杆支护巷道要定期进行巡视检查,及时紧固托板松动的锚杆,如果失效, 要及时补加新锚杆。 铺网应符合下列规定: 1.两网搭接长度应符合设计要求; 2.铺网时应将网拉紧,紧贴岩面。
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