科技成果——煤矿巷道高预应力锚杆支护技术

科技成果——煤矿巷道高预应力锚杆支护技术适用范围
该技术适用于特厚煤层综放开采大断面全煤巷道、强烈动压影响巷道、千米深井高应力巷道、深部矿井沿空留巷、软岩含水地层巷道、小煤柱沿空掘巷、近距离煤层群巷道等各类复杂困难巷道。

目前已在大同、潞安、晋城、淮南、平庄、新汶、宁东、汾西、平朔等10余个矿区进行了推广应用，推广前景十分广阔。

技术原理
针对复杂困难巷道存在的锚杆与锚索破断、支护构件失效、预应力施加困难等问题，提出了高预应力一次支护理论，开发了先进、实用的高预应力锚杆与锚索系列支护材料、配套支护构件，研制了锚杆与锚索高预应力施加机具，精细化地研究了支护材料与构件的力学性能，形成了煤矿巷道高预应力强力锚杆支护成套技术。

关键技术
（1）研制出钢号为500-830MPa系列高强度、高冲击韧性锚杆材料；
（2）开发出1×19结构、φ18mm-φ28.6mm系列大吨位、高延伸率锚索及配套构件；
（3）开发出与强力锚杆配套的系列支护构件；
（4）发明了定力矩锁紧预应力锚杆液压张拉器等高预应力施加机具；
（5）精细化地研究并得出系列支护材料及构件力学性能。

技术流程
对煤矿巷道围岩进行地质力学测试，基于地质力学测试结果进行煤柱优化和巷道支护设计，提出基于高预应力一次支护理论的设计方案，采用开发的支护材料、构件及施工机具进行井下施工，通过在线矿压监测评估支护效果。

主要技术指标
（一）形成钢号为500-830MPa系列高强度、高冲击韧性锚杆材料；
（二）形成1×19结构、φ18mm-φ28.6mm系列大吨位、高延伸率锚索；
（三）研制高预应力施加机具，锚杆预紧力达到120kN以上。

典型案例
同煤大唐塔山煤矿8105工作面5105回风顺槽，巷道宽度为5.5m，高度为 3.6m，属于典型的大断面巷道。

巷道穿越多条断层，同时还受临近8104工作面及8105工作面两次工作面采动影响。

在该巷采用了新开发的高强度锚杆、锚索支护材料与高预紧力施工机具，在巷道围岩地质力学评估的基础上进行了高强度、高预紧力锚杆支护设计。

从矿压监测结果来看，巷道变形量较原支护明显减小，巷道断面收缩率小于4%，支护状况发生了根本性的改变。