对接长锚杆在煤矿精品PPT课件
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5600 原支护设计
5m 锚杆
3.7m 锚杆 5600 修改后支护设计
4100 4100
锚杆长度不足造成冒顶
锚索脱落
高管培训班
19
锚杆与顶板不垂直时尾部的破坏状态
倾斜角度15°
锚尾受力方向 和锚杆杆体成一 定的角度时，夹 角越大弯曲程度 也越大。
锚杆破断位置 不在锚尾，而是 正常杆体中间某 一位置。
煤帮试验使用长螺纹接长锚杆
长螺纹接长锚
杆长度大，与煤体
的锚固力可靠，能
有效控制煤帮变形。
Hale Waihona Puke Baidu
可以在扩帮后
缩短，或更换锚尾
后重复使用，解决
了扩帮后煤帮重新
打锚杆的难题。
煤帮可再生锚杆
煤帮可再生锚杆长度大，与煤体的锚固力可靠，能有效控制煤 帮变形。
煤帮可再生锚杆可以在扩帮后缩短，更换锚尾后重复使用，解 决了扩帮后煤帮重新打锚杆的难题
（4）使用长锚杆替代锚索更经济， 掘进速度更快。
对接长锚杆形成的楔形锚固体
锚杆结构优化
可接长锚杆
内锚固段
钢绞线自由段
钢托板 锚具
钢绞线
煤层直接顶比较破碎并且厚度较大，锚索的延伸率很低，不能有效的支护 顶板.设计了可接长锚杆。
由杆体、锚头和锚尾组成，在锚头和锚尾之间设置有至少一个连接部， 通过所述连接部，将所述锚头和锚尾固定连接或分开.
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
2021/2/27
7
锚杆－锚索协调作用机理研究
支护载荷 支护载荷
1
2
A
3
B
4
△L
1 –- 围岩特性曲线 2 —锚杆-锚索联合支护特
性曲线 3 –-锚岩支护体特性曲线 4 —锚索特性曲线 △L—锚索延伸量
C D
围岩变形
U0
1
2
A
3 4
△L
1 –- 围岩特性曲线 2 —锚杆-锚索联合支护特
性曲线 3 –-锚岩支护体特性曲线 4 —锚索特性曲线 U0—围岩表面位移 △L—锚索延伸量
3 杆体延伸率(%) ≥15 32.0 32.0 32.0
4
杆体尾部螺纹承载力 （KN）
≥105
195
195
192
194
5 连接套承载力（KN） ≥139 181 186 186 183
6
锚固力（KN） ≥105 175 176 174
现场实际拉拔试验结果，最大在19吨，一般在17-19吨之间。
备注
锚杆支护巷道冒顶机理与致因
巷道冒顶机理：在巨大地应力和采动应力作用下，巷道顶板出 现剧烈破坏和离层，产生顶板边界为拱形、椭圆形、梯形和多 边折线形等类松散垮漏体；锚杆（索）支护失效，丧失对这种 顶板类松散垮漏体的控制，导致顶板冒落。
锚索失效三种形式导致的巷道冒顶
1.锚索与围岩的锚固失效被拉出 2.锚索延伸率过低被各各击破断裂 3.锚索尾部局部顶板应力过于集中造成碎裂漏顶
对接长锚杆在煤矿中的应用
这种设计思想是很完善的，但在实际 工程中确实很难实现。多年的实践表明， 只有在顶板非常理想的情况下，这种支护 方式可以有效地控制顶板。在大多数情况 下，尤其在软岩或回采巷道应用很不理想, 主要表现在：锚杆和锚索受力不均衡，锚 索承担过多的载荷，局部冒顶（掉顶）难 以控制、锚索失效和破断等。
围岩变形
• 巷道变形破坏遵循自身规律 • 锚杆适应巷道变形破坏规律可保持巷道稳定 • 锚索应适应锚杆支护巷道变形破坏规律
2021/2/27
8
4m长锚杆、锚索承载力－变形性能试验
4m长锚杆、 4m锚索拉力破坏试验
锚杆：
长度4000mm,直径20的左 旋螺纹钢，拉力达到 184kN时，在尾部螺纹处 破断，伸长577mm，延伸 率为15.15% 。
锚索：
直径17.8mm、长度 4000mm的，拉力在300kN 以下时，只发生弹性变 形，变形量50mm。
超长锚杆性能
国家安全生产北京矿山井巷设备与矿用油品检查检验中心
序号
检验项目
技术
检验结果
要求 01
02
03
04
1 杆体屈服强度（Mpa） ≥335 390 385 390
2 杆体抗拉强度(Mpa) ≥490 610 610 610
巷道冒顶判定准则及其阈值研究
（1）顶板离层临界值的大小受煤层赋存条件以及锚杆支护参数等众多因素 的影响。 （2）不同巷道的顶板离层临界值应当根据其自身的围岩环境及支护形式进 行计算。
(a)锚杆支护的回采巷道 (b)巷道顶板产生离层
(c)离层达到极限值时 诱发冒顶事故
2021/2/27
14
现场实施方案
倾斜角度25°
倾斜角度30°
81305二号回顺顶板台阶下沉
300400mm
81305一二号回顺顶板台阶下沉
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
23
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
对接长锚杆在煤矿中的应用
-------回采巷道全锚杆支护，杜绝冒顶事故发生
对接长锚杆在煤矿中的应用
锚杆-锚索联合支护在煤矿中应用广泛， 其设计思想是：以锚杆作为及时支护用以 加固巷道周围浅部围岩,提高围岩的承载能 力和自稳性；通过预应力锚索作用,在锚杆 支护的基础上进一步提高支护强度,当围岩 的破坏松动范围超过锚杆的锚固范围时,通 过锚索的悬吊作用,将顶板松动区垮落体岩 石悬吊于深部稳定的岩层之上,防止顶板失 控冒落。
对接长锚杆防治巷道冒顶新技术
（1）由于锚杆延伸率大大高于锚 索，允许顶板离层量高达300— 600mm，可以与顶板围岩协调变 形，避免了因锚索（允许顶板 离层量小于100mm）被各各击破 引起的冒顶。
（2）长锚杆可以直接锚固在顶板 易垮漏体之外的稳定岩层上， 避免锚杆因长度过短锚固失效。
（3）长锚杆可在顶板类散体形成 倒梯形锚固体，其楔形挤紧作 用可以有效防止巷道顶板松散 跨漏体的冒落。
五家沟矿掘进支护断面图
锚索
锚杆 锚索
现场实施方案
五家沟矿掘进支护断面图
1
Φ18×2000mm左旋无纵筋等强锚杆 Φ20×4000mm接长锚杆 2
（ ）
（ ）
➢顶板采用4m的可接长锚 杆代替锚索； ➢可接长锚杆逐排间隔布置；
沈阳焦煤股份公司蒲河煤矿长锚杆支护参数图
支护断面图
7m 锚索 2.2m 锚杆
5m 锚杆
3.7m 锚杆 5600 修改后支护设计
4100 4100
锚杆长度不足造成冒顶
锚索脱落
高管培训班
19
锚杆与顶板不垂直时尾部的破坏状态
倾斜角度15°
锚尾受力方向 和锚杆杆体成一 定的角度时，夹 角越大弯曲程度 也越大。
锚杆破断位置 不在锚尾，而是 正常杆体中间某 一位置。
煤帮试验使用长螺纹接长锚杆
长螺纹接长锚
杆长度大，与煤体
的锚固力可靠，能
有效控制煤帮变形。
Hale Waihona Puke Baidu
可以在扩帮后
缩短，或更换锚尾
后重复使用，解决
了扩帮后煤帮重新
打锚杆的难题。
煤帮可再生锚杆
煤帮可再生锚杆长度大，与煤体的锚固力可靠，能有效控制煤 帮变形。
煤帮可再生锚杆可以在扩帮后缩短，更换锚尾后重复使用，解 决了扩帮后煤帮重新打锚杆的难题
（4）使用长锚杆替代锚索更经济， 掘进速度更快。
对接长锚杆形成的楔形锚固体
锚杆结构优化
可接长锚杆
内锚固段
钢绞线自由段
钢托板 锚具
钢绞线
煤层直接顶比较破碎并且厚度较大，锚索的延伸率很低，不能有效的支护 顶板.设计了可接长锚杆。
由杆体、锚头和锚尾组成，在锚头和锚尾之间设置有至少一个连接部， 通过所述连接部，将所述锚头和锚尾固定连接或分开.
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
2021/2/27
7
锚杆－锚索协调作用机理研究
支护载荷 支护载荷
1
2
A
3
B
4
△L
1 –- 围岩特性曲线 2 —锚杆-锚索联合支护特
性曲线 3 –-锚岩支护体特性曲线 4 —锚索特性曲线 △L—锚索延伸量
C D
围岩变形
U0
1
2
A
3 4
△L
1 –- 围岩特性曲线 2 —锚杆-锚索联合支护特
性曲线 3 –-锚岩支护体特性曲线 4 —锚索特性曲线 U0—围岩表面位移 △L—锚索延伸量
3 杆体延伸率(%) ≥15 32.0 32.0 32.0
4
杆体尾部螺纹承载力 （KN）
≥105
195
195
192
194
5 连接套承载力（KN） ≥139 181 186 186 183
6
锚固力（KN） ≥105 175 176 174
现场实际拉拔试验结果，最大在19吨，一般在17-19吨之间。
备注
锚杆支护巷道冒顶机理与致因
巷道冒顶机理：在巨大地应力和采动应力作用下，巷道顶板出 现剧烈破坏和离层，产生顶板边界为拱形、椭圆形、梯形和多 边折线形等类松散垮漏体；锚杆（索）支护失效，丧失对这种 顶板类松散垮漏体的控制，导致顶板冒落。
锚索失效三种形式导致的巷道冒顶
1.锚索与围岩的锚固失效被拉出 2.锚索延伸率过低被各各击破断裂 3.锚索尾部局部顶板应力过于集中造成碎裂漏顶
对接长锚杆在煤矿中的应用
这种设计思想是很完善的，但在实际 工程中确实很难实现。多年的实践表明， 只有在顶板非常理想的情况下，这种支护 方式可以有效地控制顶板。在大多数情况 下，尤其在软岩或回采巷道应用很不理想, 主要表现在：锚杆和锚索受力不均衡，锚 索承担过多的载荷，局部冒顶（掉顶）难 以控制、锚索失效和破断等。
围岩变形
• 巷道变形破坏遵循自身规律 • 锚杆适应巷道变形破坏规律可保持巷道稳定 • 锚索应适应锚杆支护巷道变形破坏规律
2021/2/27
8
4m长锚杆、锚索承载力－变形性能试验
4m长锚杆、 4m锚索拉力破坏试验
锚杆：
长度4000mm,直径20的左 旋螺纹钢，拉力达到 184kN时，在尾部螺纹处 破断，伸长577mm，延伸 率为15.15% 。
锚索：
直径17.8mm、长度 4000mm的，拉力在300kN 以下时，只发生弹性变 形，变形量50mm。
超长锚杆性能
国家安全生产北京矿山井巷设备与矿用油品检查检验中心
序号
检验项目
技术
检验结果
要求 01
02
03
04
1 杆体屈服强度（Mpa） ≥335 390 385 390
2 杆体抗拉强度(Mpa) ≥490 610 610 610
巷道冒顶判定准则及其阈值研究
（1）顶板离层临界值的大小受煤层赋存条件以及锚杆支护参数等众多因素 的影响。 （2）不同巷道的顶板离层临界值应当根据其自身的围岩环境及支护形式进 行计算。
(a)锚杆支护的回采巷道 (b)巷道顶板产生离层
(c)离层达到极限值时 诱发冒顶事故
2021/2/27
14
现场实施方案
倾斜角度25°
倾斜角度30°
81305二号回顺顶板台阶下沉
300400mm
81305一二号回顺顶板台阶下沉
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
23
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
对接长锚杆在煤矿中的应用
-------回采巷道全锚杆支护，杜绝冒顶事故发生
对接长锚杆在煤矿中的应用
锚杆-锚索联合支护在煤矿中应用广泛， 其设计思想是：以锚杆作为及时支护用以 加固巷道周围浅部围岩,提高围岩的承载能 力和自稳性；通过预应力锚索作用,在锚杆 支护的基础上进一步提高支护强度,当围岩 的破坏松动范围超过锚杆的锚固范围时,通 过锚索的悬吊作用,将顶板松动区垮落体岩 石悬吊于深部稳定的岩层之上,防止顶板失 控冒落。
对接长锚杆防治巷道冒顶新技术
（1）由于锚杆延伸率大大高于锚 索，允许顶板离层量高达300— 600mm，可以与顶板围岩协调变 形，避免了因锚索（允许顶板 离层量小于100mm）被各各击破 引起的冒顶。
（2）长锚杆可以直接锚固在顶板 易垮漏体之外的稳定岩层上， 避免锚杆因长度过短锚固失效。
（3）长锚杆可在顶板类散体形成 倒梯形锚固体，其楔形挤紧作 用可以有效防止巷道顶板松散 跨漏体的冒落。
五家沟矿掘进支护断面图
锚索
锚杆 锚索
现场实施方案
五家沟矿掘进支护断面图
1
Φ18×2000mm左旋无纵筋等强锚杆 Φ20×4000mm接长锚杆 2
（ ）
（ ）
➢顶板采用4m的可接长锚 杆代替锚索； ➢可接长锚杆逐排间隔布置；
沈阳焦煤股份公司蒲河煤矿长锚杆支护参数图
支护断面图
7m 锚索 2.2m 锚杆