锚杆支护技术.

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施工注意事项


锚杆安装合格应有以下几个标志 (1)丝扣外露≤40mm，确保锚杆上紧时，仍留 有丝扣； (2)塑料减摩垫圈严重变形或挤出； (3)网应封闭顶帮岩煤体，金属网搭接长度为 100mm，接扣间距≤50mm。
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施工注意事项



锚索（梁）安装时注意事项 (1)锚索钻孔的施工 ①锚索钻孔施工的过程中，必须保证三径(钻孔 直径、锚索直径、药卷直径)合理匹配； ②孔深要适当，不得过深或过浅，保证钢绞线 外露150~350mm； ③钻头直径为Ф27mm，钻孔要直，施工过程 中尽量不要晃动钻机，防止将钻孔扩张。
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施工注意事项

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顶板事故原因分析


现场的质量保证
2、锚杆眼深的控制 实际施工中，为保证锚杆一次性安装合格，防 止锚杆外露过长，往往锚杆眼打得过深，而降 低了锚杆的有效锚固长度
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顶板事故原因分析


现场的质量保证
3、锚杆安装质量 ①、初锚力、锚固力的班组自检、区队日检流 于形式， ②、锚固剂用量不符合设计，锚杆实行编号管 理不到位，责任制流于形式； ③、忽视了锚杆、锚索的二次紧固问题；
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锚杆支护设计



锚杆支护设计内容应包括设计说明书和设计图纸： 设计说明书内容： 1、巷道名称、位置、用途、巷道规格参数； 2、地质条件说明及围岩分类。巷道所处层位、煤层及顶 底板岩性、类别、煤层硬度、周围采掘情况、构造、水 文及瓦斯情况等。 3、锚杆几何参数（长度、直径）、力学参数（强度）、 锚杆、锚索、桁架布置参数（间排距、角度）及确定依 据； 4、锚杆锚固参数（孔径、锚固长度）及确定依据；
锚杆支护

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淮北金石矿业有限责任公司
王志兵
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锚杆支护技术
顶板事故原因分析 锚杆支护设计 锚杆施工工艺 施工注意事项

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顶板事故原因分析

1、04年元月26日12时11分，许疃矿7126风巷， 在锚杆与架棚结合点处发生冒顶，四人被堵， 一人被埋；造成一人死亡
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锚杆施工工艺
锚杆眼孔径应与锚杆直经、树脂药卷直径合理 匹配。锚固剂的环形壁厚应控制在4～10mm。 孔径允许时，应尽量选用大直径树脂卷。 煤巷 顶板宜采用φ28mm孔径配φ25mm树脂卷， 两邦宜采用φ28mm或φ32mm孔径配 φ25mm或φ28mm树脂卷。
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锚杆施工工艺
安装前所有锚杆眼都要用压风扫孔，清除积水、 岩渣。并对使用的锚杆和锚固剂等材料进行检 查，不合格的材料或过期变质的锚固剂严禁使 用。
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锚杆施工工艺
锚杆安装要牢固树立“初锚力第一”的观念。 必须使用锚杆钻机或其它专用锚杆安装机具， 使树脂锚固剂充分搅拌混合。并使用快速安装 工艺，即搅拌树脂锚固剂、上托盘、拧紧螺母 一次完成。严禁用锤击或风锤搅拌的方法安装 锚杆。 煤巷顶板锚杆及岩巷锚杆螺母拧紧力矩不小于 300N.m ，锚固力不小于80 kN。煤巷帮锚杆 的螺母拧紧力矩不小于200N.m ，锚固力不小 于60 kN。小孔径预应力锚索锚固力不小于 200kN。 2018/8/14 36





保证锚杆具有较高的初锚力 (1)搅拌及时，匀速搅拌至孔底，并保证整个搅拌时间 达到30s； (2)等待充分，确保50s后树脂凝固一次上紧； (3)掉顶处应及时采用各种规格的木楔调节，木楔位置 必须放置在钢带和金属网之间，使金属网紧贴岩面； (4)采用锚杆钻机检查螺母扭紧程度时，单体锚杆钻机 不能继续转动； (5)必须有专人对锚杆进行二次加扭，使锚杆的预紧力 达到设计要求。
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锚杆施工工艺
采用钻爆法施工时，锚杆支护巷道必须制定严 格的控制爆破措施。煤巷要预留足够的手工刷 大部分，预留的手工刷大部分应根据煤层硬度 等，在作业规程中明确规定，但一般不应小于 500mm，以减少炮震破坏，保证巷道成型。
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锚杆施工工艺
放炮（割煤）后要及时施工顶板锚杆。打眼、 安装顶板锚杆必须在临时支护的掩护下进行。 最前排顶板锚杆至煤（岩）壁的允许空顶距离 不准超过设计规定的锚杆排距。
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锚杆支护设计


锚杆初步设计基本原则： 1、巷道应尽量采用矩形断面，在满足通风、运 输、行人的前提下，巷道的设计高度和宽度还 应预留适当的变形量。 2、必须选择性能稳定、技术含量高、符合企业 标准的锚杆及其它支护产品。
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锚Байду номын сангаас支护设计
支护设计方法可采用工程类比法、理论计算法 或借助数值模拟等进行科学设计。采用工程类 比法设计时，必须认真分析相似参考巷道的条 件差异，并作相应的设计变更。
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锚杆施工工艺
锚杆眼的角度和孔深。锚杆布置方向应尽量与 巷道轮廓线（或岩层主要层理面）垂直，其夹 角不小于75°。锚杆眼深度必须与锚杆长度相 匹配，眼深误差0～+30mm并在作业规程中予 以规定。
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锚杆施工工艺
最下一排帮锚杆距底板不超过300mm，软岩 或高地压巷道还应增补底脚锚杆、底板锚杆。 煤锚巷道两帮应平直，托盘、钢带、网要紧贴 巷壁，网搭接压茬长度不小于100 mm，未接 触部位必须楔紧垫实。
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锚杆支护设计



5、锚杆预紧力矩（或预拉力）、设计锚固力； 6、护表构件（钢带、金属网形式）形式、强度、规格； 7、基于锚杆支护初步设计基础上的补强加固措施； 8、验证初步设计的观测与监测方案； 9、预计巷道受采动影响时可能出现的问题，以及应采取 的相应措施； 设计图纸包括：锚杆支护三视图；临时支护三视图。
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锚杆支护设计
锚杆支护设计前，首先要做好地质力学评估工 作。内容包括：现场地质条件调查，巷道围岩 力学性质测定，围岩应力测定及短锚拉拨试验 等。以判断其可锚性及支护难易程度，为围岩 分类提供一份全面的地质力学资料。并对类似 地质条件已掘巷道的支护状况进行分析，有关 地质资料、图纸齐全
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锚杆施工工艺
小孔径预应力锚索支护应采用快速、中速两种 树脂锚固剂，先装快速，后装中速。树脂锚固 剂用钢铰线送至孔底后边搅拌边推进，搅拌 20～30秒停转，等待2分钟后再落下钻机。树 脂锚固剂凝固1小时后，方可进行张拉预紧上托 盘工作，预紧力一般不小于100kN。外露过长 的钢铰线要及时剪断。
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锚杆支护设计
对难维护复杂条件的支护设计，应体现提高支 护强度和支护等级的思想。如大跨度、交岔点、 软弱破碎不稳定围岩，应采用加长或全长锚固、 锚带索、桁架等联合支护方式。
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锚杆施工工艺
迎头锚杆打眼安装工要经专业培训，专人操作。
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锚杆施工工艺
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锚杆支护设计

煤锚支护设计过程应遵循巷道围岩分类→初步 设计→监测分析→优化设计的程序。做到围岩 分类准确、设计科学合理。
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锚杆支护设计
要贯彻“动态设计”的思想，不能生搬硬套已 有设计。根据具体地质条件的不同，同一矿井、 同一煤层、同一巷道的不同区域、不同地段， 可选择不同的支护形式和参数。

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顶板事故原因分析


设计问题
对支护条件的研究不够，设计马虎了事。生搬 硬套，一成不变
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顶板事故原因分析


现场的质量保证
1、对施工条件的变化掌握不够 不注意观察顶板岩性、水、断层及裂隙的变化 情况，造成支护形式、支护强度不能适应支护 条件的变化，成为近年来造成冒顶事故的重要 原因。


锚杆施工要求严格执行“五不准”制度： 1、巷道断面不符合设计，危岩活石不处理，隐 患问题未排除，班组长不准划眼位。 2、班组长不划眼位，打眼工不准打眼。 3、不按规定打眼或打眼不合格，不准安装锚杆。 4、锚固剂质量不合格，不准使用。 5、锚杆杆体及其附件不符合规格、质量要求， 不准使用。


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顶板事故原因分析


现场的质量保证
4、张拉时间的确定 锚杆、锚索安装搅拌后，图省事，安上就拉， 大大降低了锚杆、锚索的预紧力
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顶板事故原因分析


监测监控
1、对初锚力、锚固力的监测监控 认真落实班组自检、区队日检、矿井抽检的三 级监测监控体制
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顶板事故原因分析


监测监控
2、对巷道围岩变形量的监测监控 ①必须建立对巷道围岩变形量的监测监控制度 ②采用十字布点法，对顶、底板和两帮移近量 进行监测，重点是迎头向后20米左右的范围内 巷道变形量

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顶板事故原因分析


监测监控
3、正确理解初锚力、锚固力与巷道围岩变形量之间的关系 ①初锚力、锚固力合格，并不一定巷道支护是成功的。更重要 的是对巷道变形量的控制 ②对巷道安全影响最大的是顶板下沉量，要引起足够重视，在 锚杆锚固范围内的顶板离层与锚固力、支护密度有关，锚固范 围以外的离层与锚杆长度及两帮的破坏情况有关，应根据监测 数据及时修改支护设计 ③要特别注意两帮变形量较小，而顶板变形量大，速度较快的 不协调巷道变形，说明顶板支护强度太低或顶板的可锚性较差， 已发生快速离层，应立即补强并改进支护。 ④由掘进副总工程师负责，对监测数据定期进行分析，并据此 修改、完善支护设计方案


机具及材料
1、机具的工况、输出扭矩必须定期检测 2、使用规范的锚杆支护材料
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顶板事故原因分析
锚 杆 托 锚 力 托锚力曲线
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时间
锚杆安装后随时间的变化，其托锚力的变化曲线
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顶板事故原因分析



锚杆托锚力的变化及二次紧固 1、上图锚杆托锚力的变化，在其它矿区、淮北 矿区的个别矿已经监测到。 2、锚杆安装后，锚杆托锚力的变化，既有锚杆 杆体发生弹性变形的因素，也有顶板应力重新 分布的影响。 3、从近年煤锚巷道冒顶事故，多集中于迎头向 后20米左右的实际情况来看，也与锚杆安装后 托锚力的变化不无关系。
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顶板事故原因分析


补强措施
安排专人对掘进后路进行观察： 1、巷道补强措施的采取，主要依据巷道变形量 来确定。 2、补强措施应及时。 3、不宜采用加补锚杆、锚索的措施来补强。 4、二次补强的强度，必须大于一次支护的强度。

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顶板事故原因分析
2、05年9月22日2时44分，岱河矿23108风巷迎 头向后10米范围内发生冒顶，五人被埋；造成 三人死亡

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顶板事故原因分析
淮北矿区锚杆支护巷道典型冒顶示意图
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顶板事故原因分析


培训和提高
工程技术人员、基层干部和职工的理论和技术 应用水平不高，造成： 1、设计水平低下，技术管理不到位 2、基层干部抓不住管理重点，重进尺轻质量 ３、职工的操作水平和质量意识不高
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顶板事故原因分析


特殊地段的加固问题 1、顶板明显变软的裂隙发育带、断层附近（特 别是断层的下盘）、有淋水的地点、巷道顶板 变形速度较大的地点，必须及时采取加固措施 2、采取加固措施的权力应放到施工班组，加固 后向区队、矿技术科汇报、确认
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顶板事故原因分析

从历次冒顶事故分析来看，冒顶区域均为锚杆 锚固端以外、锚索锚固点以内；从来没有发现 冒顶时顶板锚杆被拉断的现象，说明对于现有 的巷道宽度、顶板条件而言，现行的锚杆强度 有余而锚固圈长度不足。现行的不可弯曲锚杆， 受巷道几何尺寸的限制，不可能很长。为扩大 巷道锚固圈，有必要研制可弯曲的柔性锚杆。
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施工注意事项



成孔质量包括三个方面 (1)孔直度要高，即接换钻杆时，应确保钻机位 置不动，保持一条中心线； (2)孔深应准确，即要求采用与锚杆等长的钻杆 完成钻孔，误差不能大于2cm； (3)孔壁要清洁，钻孔完成后，应反复冲刷直至 孔内出清水，不留煤岩粉。
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施工注意事项