支护课件(新材料)

钢绞线
最大力
钢绞结构
破断力KN 伸长率%
260
353 ≥3.5 504 530
15.2
17.8 1*7 21.6 21.6
140
191 285 285
1.101
1.500 2.237 2.237
1860
1860 1770 1860
18.0
1*19 21.8 28.6
214
313 532
1.678
2.456 4.179
支护新材料 锚索常用参数： 锚索最大力（破断力） 锚索设计承载力 锚索预紧力
支护新材料 4、大直径单体液压支柱（悬浮式） 矿用悬浮式单体支柱 矿用悬浮单体液压支柱是中国矿业大学矿 山机械研究所经过10余年时间研究开发出的一 种单体支护设备，是DZ型活塞式单体液压支柱 的更新换代产品。矿用悬浮单体液压支柱包括 63、70、80、90、100、110及125缸径系列，共 100个规格，其适用于采高为0.42～4.5米的煤层。 一般用于煤层倾斜角小于25º 的倾斜回采工作面 支护，也可用于端头支护、超前支护和临时支 护。采取一定的安全措施，使用倾角范围可扩 大到25º ～45º 的回采工作面。

新工艺
1、留小煤柱沿空掘巷锚杆支护技术 2、大直径预应力钢绞线推广应用 3、桁架式锚索支护技术研究与应用 4、煤岩体注浆加固技术研究与应用 5、长壁工作面回撤时顶板控制用柔性树脂纤 维网片
支护新材料
1、煤矿井下用钢塑复合假顶网
煤矿井下用钢塑复合假顶网（以下简称钢塑复合 网）是指以钢丝为增强材料，外包覆聚氯乙烯后，形 成的一种上下交错“#”字形网状制品 。 特点：产品具有抗腐蚀、网带延伸率小、重量轻、柔性 好、价格相对较低等特点。 标准型号规定如下： JD GS+PVC 4000 MS表示单体网带拉断力为4000N，阻 燃抗静电的煤矿的井下钢丝增强聚氯乙烯复合假顶网。
支护新材料 钢绞线比较：
图1 1×7结构钢绞线外形示意图
图2 1×19 S结构西鲁式钢绞线外形示意图
支护新材料 其它形式：
图3 1×19结构点接触钢绞线外形示意图 图4 1×19 W结构瓦林吞式钢绞线外形示意图
支护新材料
技术参数对比：
公称直径 mm 截面积 mm2 每米 质量 Kg 抗拉强度 Mpa
支护新材料
最大 项目型号 高度 (mm) DW45—200/110LX DW42—200/110LX DW40—250/110LX DW38—250/110LX DW35—300/110X DW31—300/110X DW28—350/110X DW25—350/110X 4500 4200 4000 3800 3500 3150 2800 2500
支护新材料 矿用悬浮式单体支柱 DW型（悬浮式）液压支柱克服了目前国 内外使用的DZ型（活塞式）液压支柱存在的焊 缝断裂和内泄露、操作不便等缺陷和问题，在 技术原理、结构、性能、安全、环保等方面均 进行了创造性的改进。具有工作行程大、使用 范围广等特点，是理想的回采工作面和端头支 护设备。
支护新材料 适用范围： DW型（悬浮式）液压支柱是一种新型的外 部供液的恒阻式单体液压支柱，是高档机械化 普采工作面的配套设备，也是综采工作面的端 头支护设备。其适用于煤矿回采工作面的顶板 支护和端头顶板支护、超前支护及临时支护， 由于其承载能力大、抗偏载能力强、稳定性安 全系数大、工作行程大、使用范围广，因而其 可应用于薄煤层、中厚煤层及较厚煤层工作面。 行程大、使用范围广，因而其可应用于薄煤层、 中厚煤层及较厚煤层工作面。
支护新材料 配套锚具的选择： 集团公司常用规格型号： KM15、KM18、KM22-1770、KM22-1860、 KM29-1670 MT/T942-2005行业标准中对锚索锚具的要求： 矿用锚索锚具应与选用的钢绞线的规格和强 度相匹配。
支护新材料 配套托板（盘）的选择： 宜选用钢制蝶形托板，规格尺寸不小于 150mm×150mm（方形）或Ф 150（圆形）；若 选用平板托板，则厚度尺寸不小于15mm。 托板中心孔径比钢绞线公称直径大2～4mm。 托板承载力应不小于锚索设计承载力的1.5倍。
支护新材料
使用要求：
阳煤生[2009]473号文件：《关于掘进巷道防止杂散 电流传导的管理规定》所有铺设轨道且采用“锚杆、 锚索、金属网”支护的采区巷道、工作面顺槽巷道、 系统巷等巷道在掘进过程中必须采用绝缘材料------钢塑 复合网替代金属网对巷道中规定区段进行支护，形成 一个隔断区，起到阻止杂散电流传导的作用。 隔断区设置要求：巷道开口往里20米处设置一个隔 断区，之后每100米设一个隔断区，隔断区的范围不小 于5米。
支护新材料 技术要求：
外观：质地均匀，不得有开裂损伤、钢丝外露及其它加 工缺陷。 规格尺寸：单根网带宽度：（13±0.5）mm 单根网带厚度：（1.5±0.1）mm 网孔边长：50±2× 50±2 mm 单根网带拉断力：不小于4000N 上、下表面电阻算术平均值应于1.0×109Ω 结点剥离力：不小于120N
支护新材料
矿用悬浮单体液压支柱结构图
支护新材料
悬浮式单体支柱特点： 1、柱塞悬浮式技术原理，活柱内的密封盖承受工作阻 力的五分之四,活柱受力仅为五分之一。大大提高了支 柱的稳定性、安全性、承载能和抗偏载能力。 2、在活柱上不再设有工艺难以保证的圆弧焊缝，也提 高了立柱的强度和可靠性，避免了因焊缝断裂而造成 的冒顶等事故隐患。 3、根据支柱规格不同，整柱重量比现有支柱产品减轻 了15—30%以上，支柱的最小高度大大缩短，搬动、运 输、使用均很方便。
支护新材料 结构组成： DW型（悬浮式）液压支柱，由油缸、活 柱、三用阀、手把阀体、复位弹簧、底座、铰 接顶盖、密封盖组件、导向环、弹性圆柱销、 回柱手把（适合用于DW25以上的支柱）、连 接钢丝及密封件等零部件组成1-铰接顶盖；2密封盖组件；3-活柱；4-手把阀体；5-油缸；6复位弹簧；7-底座；8-三用阀；9-挡圈；10-O型 密封圈；11-弹性圆柱销；12-防尘圈；13-挡圈； 14-Y形密封圈；15-O型密封圈；16-挡圈；17-连 接钢丝；18-导向环；19-限位钢丝；20-导向环； 21-O型密封圈；22-挡圈.
支护新材料 使用要求：
阳煤生[2009]473号文件：推广使用球型具的规定要 求：①采用全锚索支护的巷道，巷道内顶板两端角锚 索的锚具要使用球型锚具，避免锚索在受力较大的情 况下被剪切拉断，从而降低巷道支护强度，导致巷道 顶板下沉。②在“双锚”巷道中，如出现顶板不平整 导致锚索钢绞线与托板不垂直的情况时，锚索的锚具 要使用球型锚具。③巷道锁口锚索、固定棚梁锚索等 其它非正常掘进支护锚索，如存在锚索钢绞线与托板 不垂直的情况也要使用球型锚具。
支护新材料 悬浮式单体支柱特点：
4、工作行程大，扩大了使用范围。特别是顶板下沉较 大的工作面，不仅回柱方便，也提高了支柱的回收率， 减少了支柱消耗，降低了生产成本。 5、DWX型系列支柱为外泄漏，可用肉眼直观检查，支 柱一旦泄露，可随时注液或更换支柱，省去了繁锁的 检测工作，工作人员也不用提心吊胆地工作。 6、DWX型支柱三用阀设于手把体上，注液时，三用阀 不随支柱的活柱升高而升高，操作方便，安全可靠。
支护新材料 标准规定型号：
KM 18—1860(Q)锚固公称直径为 17.80mm，抗拉强 度不小于 1860MPa 的矿用锚索锚具。 使用方法同普通锚具。 使用反映： 使用球型锚具后，打成什么角度的锚索，预紧后仍 能保持该角度，不破坏钢绞线，能够使锚具和钢绞线 始终在轴线上保持一致，有效克服因施工和地质因素 而造成锚具与钢绞线的夹角超过3°后所造成钢绞线受 剪切破坏。
支护新材料新工艺
生产技术部
支护科：柳雅良
支护新材料新工艺介绍

集团公司近年来推广使（试）用的新材料
1、煤矿井下用钢塑复合假顶网 2、矿用球型锚具 3、大直径锚索及配套 4、大直径单体液压支柱（悬浮式） 5、内注式单体液压支柱 6、煤岩体加固材料 7、其它支护材料（双抗网、玻璃钢锚杆）
支护新材料新工艺介绍
最小 高度 (mm) 2520 2360 2250 2140 1980 1800 1610 1440
工作 行程 (mm) 1980
工作 重量 阻力 (kg) (KN) 103 200 97.0 93.0 250 89.0
额定 压力 (MPa) 22.7
泵站 初撑力 压力 （KN） (MPa) 38－45 液压支 液体 方式 工作 回柱 备注
支护新材料 3、大直径锚索及配套 2007年推广使用Φ21.6mm-1770钢绞线以来 , 用量逐年增加2010年全年使用量达到67.69万米。 2011年三月底集团公司召开会议准备在15# 煤临近采空侧巷道的顶板支护中推广使用 1×19S—21.8—1860 钢绞线， 1×19S—28.6— 1670 钢绞线。
支护新材料 悬浮式单体支柱特点：
7、DWX型支柱的各密封点，均采用了密封补偿和密封 涨紧技术原理。在密封有磨损的情况下，可有效补偿。 减少了密封的更Leabharlann Baidu率，降低了维修费用。 8、DWX型支柱采用特殊的氮化工艺表面处理工艺或采 用镍-磷-硼镀层工艺处理，实现防腐、耐磨的性能。工 作介质也可使用煤矿的井下中性水，是一种理想的环 保型采煤工作面支护设备。 9、DWX型支柱工作行程大，使用范围广，每个规格可 替代DZ型支柱系列的2—4个规格，减少了规格品种， 给支柱管理带来方便，也降低了支柱的设备成本和管 理成本。
1860
1860 1670
399
582 889 ≥5
支护新材料 标记示例：
示例1：公称直径为21.80mm，强度级别为1860MPa， 由十九根钢丝捻制的西鲁式钢绞线其标记为： 巷道支护用钢绞线 1×19S—21.8—1860 示例2：由1根 直径为21.6mm，抗拉强度为1770MPa的 钢绞线和相应匹配的夹片式锚具及附件组成的 笼形结构锚索。标记为：SK-1/1770
支护新材料 2、矿用球型锚具
河南宇建矿业技术有限公司研发的“矿用球型锚索 锚具”于2009年9月9日通过了河南省科技厅所组织的专 家鉴定，并被确定为河南省科学技术成果。 该锚具针对目前煤矿井下锚索支护中普通的平面锚 具所存在钢绞线在托盘处受弯曲和剪切作用而导致过 早失效的问题，研制开发了新型矿用球型锚索锚具。 新型矿用球型锚索锚具采用凸面锚环与凹面底座相配 合的结构，使锚具能够随着钢绞线倾角的变化自动调 节姿态，改善了锚索受力状况，加工方便，使用效果 好。
支护新材料
技术特征 DW型（悬浮式）液压支柱是中国矿业大学矿山机 械研究所向社会隆重推出的新一代单体支护设备，该 系列产品执行MT112.1-2006《矿用单体液压支柱》国家 行业标准。 型号含意： 例如：DW35—300/110X 其中：D — 单体液压支柱； W — 代表外注式 35 — 支柱的最大高度,单位：dm； 300 — 支柱的额定工作阻力,单位：KN； 110 — 支柱的油缸直径,单位：mm； X — 柱塞悬浮式技术原理 L — 临时支护支柱
1840 1750 1660 1520 300 1350 1190 350 1060
28.3 132.3～176. 乳化 15～20 34.0 4 液
远距 离和 近距 离
柱用于 临时支 护
84.0 77.0 71.0 66.0
支护新材料
支护效果：①在采用全锚索支护的巷道中，巷道内 顶板两端角锚索的锚具使用球型锚具后，避免了锚索 在受力较大的情况下被剪切拉断；而普通的平面锚索 被剪切拉断后，降低了巷道的支护强度，导致巷道顶 板下沉等现象发生。②在“双锚”巷道中，如出现因 顶板不平整导致锚索钢绞线与托板不垂直的情况时， 锚索的锚具使用球型锚具后，钢绞线的受力始终沿着 其轴线方向，改善了钢绞线的受力状态，大大提高了 锚索的支护性能。 ③巷道锁口锚索、固定棚梁锚索等 其它非正常掘进支护锚索，如存在锚索钢绞线与托板 不垂直的情况时使用球型锚具后，能够保证锚具夹持 力轴线始终与锚索轴线重合，避免了钢绞线在锚具托 板处发生弯曲和剪切现象，最大限度地发挥了锚索的 支护能力，提高了煤矿井下巷道支护的安全性、可靠 性和经济性。