煤巷錨桿支護.ppt

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1、中國礦業(yè)大學(xué)煤巷錨桿支護1主要內(nèi)容0錨桿支護發(fā)展1錨桿支護理論2錨桿支護體系3設(shè)計方法4施工5監(jiān)測6困難條件錨桿支護應(yīng)用實例20錨桿支護發(fā)展2個階段：以1995年引進澳大利亞錨桿支護技術(shù)為分界點。錨桿支護理論、錨桿支護設(shè)計方法、施工機具、小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強支護、錨桿孔徑、錨固劑及錨固方式、監(jiān)測技術(shù)等均發(fā)生了變化。美國、澳大利亞接近100%，英國80%，美國錨桿支護為巷道頂板的唯一支護方式。我國1995年時約15.15%，目前約30%。3錨桿支護使用范圍Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類全面推廣，Ⅳ、Ⅴ類試驗成功綜放沿空掘

2、巷錨桿支護試驗成功軟弱、破碎煤巷錨桿支護試驗成功三軟煤巷錨桿支護試驗成功深井煤巷錨桿支護試驗成功41錨桿支護理論（1）懸吊理論5（1）懸吊理論6（2）組合梁理論7（3）組合拱理論8（4）最大水平應(yīng)力理論9圍巖與支護強度的關(guān)系隨支護強度增加，圍巖的極限強度和殘余強度提高，圍巖殘余強度提高到一定程度就能保持巷道穩(wěn)定。（5）錨桿支護圍巖強度強化理論10（1）錨桿高強度、大直徑。破斷載荷一般在200~300kN以上，近年研究破斷載荷400kN以上的錨桿。延伸率均大于15%錨桿直徑20~22mm穩(wěn)定性較高、維護

3、要求低、服務(wù)時間短的巷道可以采用Q235圓鋼制造2錨桿支護體系11采用左旋、無縱筋高強度螺紋鋼錨桿，等強（錨桿尾部螺紋部分采用墩粗或熱處理、滾絲）錨桿成套：桿體、托盤（鋼板軋制，厚度根據(jù)礦壓確定）、球形墊圈（鑄鋼）、減摩墊圈（1個聚氨酯、1個鋁合金）、螺母（高強度、快速安裝螺帽）12（2）錨固劑及錨固方式錨固劑：樹脂藥卷，一般采用凝結(jié)速度為超快與中速的樹脂藥卷配合，使用藥卷長度一般350、600mm13全長錨固：錨桿中部受力最大；增阻速度快。具有較大的抗剪切能力。增加巖層間的法向力，阻止層間錯動，防止

4、離層。在錨固范圍內(nèi)錨桿伸長1mm，可產(chǎn)生10～20kN的錨固力，支護剛度大。端頭錨固：Ⅰ～Ⅱ類。全長或加長錨固：Ⅲ～Ⅴ類錨固方式：加長錨固全長錨固端錨14（3）三徑匹配鉆孔直徑比錨桿直徑大6～10mm鉆孔直徑比樹脂藥卷大6mm左右一般鉆孔直徑29mm，錨桿直徑20、22mm，樹脂藥卷直徑23mm。錨固力與鉆孔直徑、錨桿直徑的關(guān)系15（4）網(wǎng)及鋼帶網(wǎng)：采用金屬網(wǎng)、塑料網(wǎng)。嚴(yán)禁將最前排錨桿螺帽松開或等待后壓網(wǎng)。鋼帶：鋼筋梯子梁、M型鋼帶、W型鋼帶等。要求鋼筋梯子梁采用高強度焊條焊接，防止開焊。鋼帶的厚度或

5、鋼筋直徑根據(jù)礦壓確定。16（5）施工機具頂板鉆機：風(fēng)動錨桿鉆機、液壓鉆機、鑿巖機兩幫鉆機：強力煤電鉆、幫錨桿鉆機當(dāng)f<8，優(yōu)先選用錨桿機；當(dāng)f≥8時，宜選用鑿巖機。錨桿安裝：應(yīng)采用錨桿機，嚴(yán)禁采用鑿巖機。17鉆頭：合金鋼鉆頭、金剛石鉆頭在f<6時，使用兩種鉆頭鉆速基本一致，而普通型鉆頭消耗費用低，因此應(yīng)優(yōu)先選用普通型鉆頭；在6≤f≤8時，使用金剛石鉆頭的鉆速提高4倍以上，而且費用接近，因此應(yīng)優(yōu)先選用金剛石鉆頭。18鉆桿：B19、B22六方中空合金鋼鉆桿安裝器：快速安裝器銷釘式安裝器快速安裝螺母19（6

6、）小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強支護是一種主動加強支護以錨桿支護為主，以錨索為輔樹脂錨固端加粗，鉆孔與錨索直徑不匹配錨固在穩(wěn)定煤巖層中均可以高應(yīng)力巷道可以采用直徑18mm的錨索20（7）桁架支護①桁架改變頂板的應(yīng)力狀態(tài)，拉應(yīng)力將減小，甚至出現(xiàn)壓應(yīng)力；②預(yù)緊力增加裂隙體間的摩擦作用，提高頂板穩(wěn)定性；③提高頂板兩肩窩的抗剪切能力，防止剪切冒落。213錨桿支護設(shè)計方法可歸納為三大類，分別是工程類比法、理論計算法、以計算機數(shù)值模擬為基礎(chǔ)的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計方法。22（1）工程類比法是一種實用的方法，在我國錨桿支護設(shè)計中占主導(dǎo)

7、地位。在已有的大量、成功實踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)巷道的生產(chǎn)地質(zhì)條件確定支護參數(shù)。主要有以回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類為基礎(chǔ)的工程類比法；巷道圍巖松動圈分類為基礎(chǔ)的工程類比法。以回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類為基礎(chǔ)的工程類比法23（2）理論計算法根據(jù)懸吊理論、組合梁理論、組合拱理論計算錨桿長度、間排距、破斷載荷等。（3）動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計方法首先進行地質(zhì)力學(xué)評估（含地應(yīng)力測試），將地質(zhì)力學(xué)參數(shù)、錨桿參數(shù)等輸入計算機數(shù)值模擬軟件，以圍巖強度強化理論為依據(jù)，按控制圍巖變形效果和經(jīng)濟合理的原則選擇最優(yōu)方案，組織施工，并對巷道圍巖穩(wěn)定狀

8、況和錨桿載荷監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測反饋信息確定是否調(diào)整錨桿支護參數(shù)，經(jīng)反復(fù)實踐，在動態(tài)中修改完善設(shè)計。244錨桿支護施工（1）保證錨桿高預(yù)緊力錨桿預(yù)緊力的作用主動支護，拉應(yīng)力轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力或減小拉應(yīng)力，有效抑制巷道圍巖破裂區(qū)向深部發(fā)展，發(fā)揮圍巖的自身承載能力，提高穩(wěn)定性。25預(yù)緊力的確定：采用現(xiàn)場實測與數(shù)值計算相耦合的方法確定錨桿預(yù)緊力的合理值巷道變形量與預(yù)緊力的關(guān)系26實現(xiàn)高預(yù)緊力大扭矩：大扭矩的錨桿鉆機或人工保證大扭矩，不小于150Nm。采用成套錨桿，主要指使