煤巷锚杆支护技术讲解
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一、高性能预拉力锚杆 二、钢带 第五节 锚杆支护施工机具 一、风动式锚杆钻机 二、液压式锚杆钻机 三、电动式锚杆钻机
第六节 锚杆支护监测技术 一、巷道表面位移 二、顶板离层 三、锚杆(索)受力 第七节 特种锚杆与锚索支护技术 一、特种锚杆 1．注浆锚杆
2．自钻注浆锚杆和接长锚杆 二、小孔径树脂锚索 第八节 煤巷锚杆支护技术的应用 第九节 改进与发展
二、国内外锚杆支护的发展
1、 国内外煤巷锚杆应用概况
由于各国的技术、经济状况及煤层地质条件的差异比 较大，煤巷锚杆支护的发展历程也表现出各自不同的特 点。
1)美国
美国是世界上最早使用锚杆作为煤矿顶板支护方式的 国家(1912年)，依据其得天独厚的地质条件及先进的科 技、经济实力，在锚杆支护技术方面一直处于世界领先 水平，是目前世界上锚杆支护技术最先进、最成熟、锚 杆使用数量最多的国家，每年锚杆使用量在8000万根以 上，约25000km的煤巷使用锚杆支护。由于使用锚杆有 效地控制围岩的稳定性，美国所有的井工巷道都布置在 煤层中，并认为不能采用锚杆支护的煤层，开采是不经 济的。
煤巷锚杆支护技术 绪论
一、锚杆支护的技术经济优越性
在巷道支护中，锚杆支护与传统的棚式支 护相比，具有显著的技术经济优越性。其主要 表现在：（1）锚杆支护可充分利用围岩的自 承能力将载荷体变为承载体；（2）一般棚式 支护属于“被动”支护，支而通常使用的锚杆 支护属于“主动”支护，在锚杆安装以后，锚 杆即对围岩提供轴向或横向的支护阻力，且随 围岩变形支护阻力不断增加；
❖ （3）锚杆支护的巷道围岩变形量通常要比棚式支护减 少一半以上；（4）减少支护材料的运输和装卸支架工 作量，减轻工人的劳动强度和改善作业环境；（5）能 够保持两道和开切眼的畅通，为回采工作面快速推进和 高产高低成本生产创造有利条件；（6）锚杆支护巷道 施工简单，机械化程度高，可大幅度降低巷道支护成本， 提高掘进速度和生产效率。（7）降低支护成本，采用 锚杆支护可以大幅度节约大量钢材、木材等支护材料， 降低支护成本，有利于节约自然资源，改善生态环境。 （8）提高掘进速度，锚杆支护巷道施工简单、机械化 程度高，随着锚杆机具、掘进机及其配套设备性能的完 善与提高，配套材料，如钻头、钎杆性能的提高，以及 一大批锚杆支护材料的应用，巷道掘进速度和生产效率 可大幅提高。
2)澳大利亚
绝大多数煤巷采用锚杆支护，主要推广全长树脂锚 固锚杆，强调锚杆强度要高。其锚杆参数设计方法有其 独到之处，将地质调研、设计、施工、监测、信息反馈 等相互关联、相互制约的各部分作为一个系统工程进行 考察，使它们形成一个有机的整体，形成了锚杆支护系 统设计方法。设计步骤主要包括以下几个基本部分：地 质力学评估，地应力状况和围岩力学性质是地质力学评 估的主要内容；锚杆支护参数设计，在巷道围岩力学评 估的基础上，应用有限差分数值模拟分析辅以工程类比 和理论计算进行锚杆支护参数设计；对初始设计选定的 方案进行围岩稳定性分析；现场施工；现场监测、信息 反馈和优化调整设计。
❖ （9）消除安全隐患 ❖ 采用锚网支护技术，可以消除传统架棚支护方式的
不安全因素。若采用架棚支护，由于顶煤较破碎， 棚与顶板煤层之间出现空隙，则会造成煤的自燃。 采用锚网支护技术，钢筋网能遭与顶板完全接触， 可防止顶煤的冒落和煤层裂隙的继续扩展，从而可 以达到防、灭火的目的。特别是消除了采用架棚支 护的切眼在支架安装时、回撤架棚时的不安全因素， 为安全生产创造了条件。 ❖ （10）简化工作面超前支护 ❖ 综采工作面上、下顺槽采用棚式支护时，必须提前 进行替棚。受工作面采动影响，撤棚、替棚工作十 分复杂，用工多、速度慢，严重影响综采工作面综 采工作面推进速度，提高了工作面单产，有利于高 产高效矿井建设。
美国的主要经验是：将锚杆加工产业化；பைடு நூலகம்杆支护作为一门技 术，而非材料消耗、废品利用，形成了锚杆产品的多样化、多系 列，以适应各种不同的条件；锚杆设计、制造、服务一体化；将 高新技术用于锚杆设计；强调锚杆的高强度、高预拉力，并将锚 杆的预拉力作为锚杆支护的主要参数进行设计，形成了不同与其 它国家的锚杆支护方法。
煤巷锚杆支护
讲课题纲
绪论 一、锚杆支护的技术经济优越性 二、国内外锚杆支护的发展 三．锚杆的种类 第一节 煤巷锚杆支护理论 第二节 巷道围岩地质力学测试 一、井下巷道围岩强度测试 二、巷道围岩结构测试 三、地应力测量
第三节 锚杆支护设计方法 一、动态信息设计法简介 二、试验点调查和地质力学评估 三、初始设计 四、井下监测 五、信息反馈和修正初始设计 第四节 煤巷新型支护材料的研制
3)英国
1946 年 首 次 试 验 机 械 涨 壳 式 锚 杆 ， 1952 年 在 NCB 矿 大规模使用机械式锚杆，但由于机械式锚杆不适宜英 国较软弱的煤系地层，到60年代中期，英国逐渐开始 不使用锚杆支护技术；80年代中后期开始重新发展锚 杆支护技术，使用比重达到80%，主要引进澳大利亚 锚杆技术，包括：(1)采用高强度的澳大利亚锚杆支 护系统(AT锚杆)，包括高强度树脂锚杆全长锚固技术、 清洁钻孔的做法、锚杆与钻孔需紧密配合等等，树脂 粘结强度达到5～10MPa，锚杆锚固力达到250kN以上； (2)根据实际的地质、开采条件，研究围岩的应力状 态，掌握岩层移动、锚杆载荷的分布和发展，合理设 计锚杆支护参数。
60年代末由于树脂锚固剂的发明，锚杆使用的相当一部分
比例都是以树脂锚固剂全长胶结的形式，并且锚杆的直径和强度 都有所提高(直径大约为19mm，强度大约为300MPa)。随着人们对 全长胶结锚杆的机理及应用条件的认识，认为高预拉力对于更大 限度地提高顶板的稳定性具有特别重要的意义。
在70年代末，美国首次将涨壳式锚头与树脂锚固剂联合使用， 使得锚杆能够实现很高的预拉力，同时锚杆的直径和强度有了进 一步的提高(直径达到22mm和25mm，强度达到517MPa)，锚杆的高 预拉力可以达到杆体本身强度的50%～75%。这种锚杆系统的安装 速度很快，安装机具不需等到树脂固结就可以移至安装下一根锚 杆的地方，因而可以采用中速或慢速树脂锚固剂。
第六节 锚杆支护监测技术 一、巷道表面位移 二、顶板离层 三、锚杆(索)受力 第七节 特种锚杆与锚索支护技术 一、特种锚杆 1．注浆锚杆
2．自钻注浆锚杆和接长锚杆 二、小孔径树脂锚索 第八节 煤巷锚杆支护技术的应用 第九节 改进与发展
二、国内外锚杆支护的发展
1、 国内外煤巷锚杆应用概况
由于各国的技术、经济状况及煤层地质条件的差异比 较大，煤巷锚杆支护的发展历程也表现出各自不同的特 点。
1)美国
美国是世界上最早使用锚杆作为煤矿顶板支护方式的 国家(1912年)，依据其得天独厚的地质条件及先进的科 技、经济实力，在锚杆支护技术方面一直处于世界领先 水平，是目前世界上锚杆支护技术最先进、最成熟、锚 杆使用数量最多的国家，每年锚杆使用量在8000万根以 上，约25000km的煤巷使用锚杆支护。由于使用锚杆有 效地控制围岩的稳定性，美国所有的井工巷道都布置在 煤层中，并认为不能采用锚杆支护的煤层，开采是不经 济的。
煤巷锚杆支护技术 绪论
一、锚杆支护的技术经济优越性
在巷道支护中，锚杆支护与传统的棚式支 护相比，具有显著的技术经济优越性。其主要 表现在：（1）锚杆支护可充分利用围岩的自 承能力将载荷体变为承载体；（2）一般棚式 支护属于“被动”支护，支而通常使用的锚杆 支护属于“主动”支护，在锚杆安装以后，锚 杆即对围岩提供轴向或横向的支护阻力，且随 围岩变形支护阻力不断增加；
❖ （3）锚杆支护的巷道围岩变形量通常要比棚式支护减 少一半以上；（4）减少支护材料的运输和装卸支架工 作量，减轻工人的劳动强度和改善作业环境；（5）能 够保持两道和开切眼的畅通，为回采工作面快速推进和 高产高低成本生产创造有利条件；（6）锚杆支护巷道 施工简单，机械化程度高，可大幅度降低巷道支护成本， 提高掘进速度和生产效率。（7）降低支护成本，采用 锚杆支护可以大幅度节约大量钢材、木材等支护材料， 降低支护成本，有利于节约自然资源，改善生态环境。 （8）提高掘进速度，锚杆支护巷道施工简单、机械化 程度高，随着锚杆机具、掘进机及其配套设备性能的完 善与提高，配套材料，如钻头、钎杆性能的提高，以及 一大批锚杆支护材料的应用，巷道掘进速度和生产效率 可大幅提高。
2)澳大利亚
绝大多数煤巷采用锚杆支护，主要推广全长树脂锚 固锚杆，强调锚杆强度要高。其锚杆参数设计方法有其 独到之处，将地质调研、设计、施工、监测、信息反馈 等相互关联、相互制约的各部分作为一个系统工程进行 考察，使它们形成一个有机的整体，形成了锚杆支护系 统设计方法。设计步骤主要包括以下几个基本部分：地 质力学评估，地应力状况和围岩力学性质是地质力学评 估的主要内容；锚杆支护参数设计，在巷道围岩力学评 估的基础上，应用有限差分数值模拟分析辅以工程类比 和理论计算进行锚杆支护参数设计；对初始设计选定的 方案进行围岩稳定性分析；现场施工；现场监测、信息 反馈和优化调整设计。
❖ （9）消除安全隐患 ❖ 采用锚网支护技术，可以消除传统架棚支护方式的
不安全因素。若采用架棚支护，由于顶煤较破碎， 棚与顶板煤层之间出现空隙，则会造成煤的自燃。 采用锚网支护技术，钢筋网能遭与顶板完全接触， 可防止顶煤的冒落和煤层裂隙的继续扩展，从而可 以达到防、灭火的目的。特别是消除了采用架棚支 护的切眼在支架安装时、回撤架棚时的不安全因素， 为安全生产创造了条件。 ❖ （10）简化工作面超前支护 ❖ 综采工作面上、下顺槽采用棚式支护时，必须提前 进行替棚。受工作面采动影响，撤棚、替棚工作十 分复杂，用工多、速度慢，严重影响综采工作面综 采工作面推进速度，提高了工作面单产，有利于高 产高效矿井建设。
美国的主要经验是：将锚杆加工产业化；பைடு நூலகம்杆支护作为一门技 术，而非材料消耗、废品利用，形成了锚杆产品的多样化、多系 列，以适应各种不同的条件；锚杆设计、制造、服务一体化；将 高新技术用于锚杆设计；强调锚杆的高强度、高预拉力，并将锚 杆的预拉力作为锚杆支护的主要参数进行设计，形成了不同与其 它国家的锚杆支护方法。
煤巷锚杆支护
讲课题纲
绪论 一、锚杆支护的技术经济优越性 二、国内外锚杆支护的发展 三．锚杆的种类 第一节 煤巷锚杆支护理论 第二节 巷道围岩地质力学测试 一、井下巷道围岩强度测试 二、巷道围岩结构测试 三、地应力测量
第三节 锚杆支护设计方法 一、动态信息设计法简介 二、试验点调查和地质力学评估 三、初始设计 四、井下监测 五、信息反馈和修正初始设计 第四节 煤巷新型支护材料的研制
3)英国
1946 年 首 次 试 验 机 械 涨 壳 式 锚 杆 ， 1952 年 在 NCB 矿 大规模使用机械式锚杆，但由于机械式锚杆不适宜英 国较软弱的煤系地层，到60年代中期，英国逐渐开始 不使用锚杆支护技术；80年代中后期开始重新发展锚 杆支护技术，使用比重达到80%，主要引进澳大利亚 锚杆技术，包括：(1)采用高强度的澳大利亚锚杆支 护系统(AT锚杆)，包括高强度树脂锚杆全长锚固技术、 清洁钻孔的做法、锚杆与钻孔需紧密配合等等，树脂 粘结强度达到5～10MPa，锚杆锚固力达到250kN以上； (2)根据实际的地质、开采条件，研究围岩的应力状 态，掌握岩层移动、锚杆载荷的分布和发展，合理设 计锚杆支护参数。
60年代末由于树脂锚固剂的发明，锚杆使用的相当一部分
比例都是以树脂锚固剂全长胶结的形式，并且锚杆的直径和强度 都有所提高(直径大约为19mm，强度大约为300MPa)。随着人们对 全长胶结锚杆的机理及应用条件的认识，认为高预拉力对于更大 限度地提高顶板的稳定性具有特别重要的意义。
在70年代末，美国首次将涨壳式锚头与树脂锚固剂联合使用， 使得锚杆能够实现很高的预拉力，同时锚杆的直径和强度有了进 一步的提高(直径达到22mm和25mm，强度达到517MPa)，锚杆的高 预拉力可以达到杆体本身强度的50%～75%。这种锚杆系统的安装 速度很快，安装机具不需等到树脂固结就可以移至安装下一根锚 杆的地方，因而可以采用中速或慢速树脂锚固剂。