巷道掘進技術(shù)及頂板管理培訓ppt課件

1、掘進技術(shù)及掘進質(zhì)量標準化生產(chǎn)技術(shù)中心生產(chǎn)技術(shù)中心1;. 支護的作用在于改善圍巖穩(wěn)定狀況和控制圍巖運動的發(fā)展速度、以維護安全的支護的作用在于改善圍巖穩(wěn)定狀況和控制圍巖運動的發(fā)展速度、以維護安全的工作空間。圍巖是承受地壓的主要結(jié)構(gòu)、設(shè)置人工支護只是為了改善和提高圍巖工作空間。圍巖是承受地壓的主要結(jié)構(gòu)、設(shè)置人工支護只是為了改善和提高圍巖自身支持能力。圍巖不僅是施載物體、又是承載結(jié)構(gòu)體、圍巖承載圈和支護體是自身支持能力。圍巖不僅是施載物體、又是承載結(jié)構(gòu)體、圍巖承載圈和支護體是組構(gòu)巷道的統(tǒng)一體、是一個力學體系、是同時承受鉛垂與水平作用力的厚壁圓筒、組構(gòu)巷道的統(tǒng)一體、是一個力學體系、是同時承受鉛垂與水平作

2、用力的厚壁圓筒、巷道的開掘與支護都要為保持與改善圍巖的自持能力服務。巷道的開掘與支護都要為保持與改善圍巖的自持能力服務。巷道支護技術(shù)巷道支護技術(shù)2;.一、一、煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程有關(guān)有關(guān)巷道支護的規(guī)定巷道支護的規(guī)定l 1 1、掘進工作面嚴禁空頂作業(yè)?？拷蜻M工作面、掘進工作面嚴禁空頂作業(yè)?？拷蜻M工作面10m10m內(nèi)的支護、在爆破前必須加固。爆破崩內(nèi)的支護、在爆破前必須加固。爆破崩倒、崩壞的支架必須先行修復、之后方可進入工作面作業(yè)。修復支架時必須先檢查頂、幫、并倒、崩壞的支架必須先行修復、之后方可進入工作面作業(yè)。修復支架時必須先檢查頂、幫、并由外向里逐架進行。由外向里逐架進行。l 在松軟的

3、煤、巖層或流砂性地層中及地質(zhì)破碎帶掘進巷道時、必須采取前探支護或其他措施。在松軟的煤、巖層或流砂性地層中及地質(zhì)破碎帶掘進巷道時、必須采取前探支護或其他措施。l 在堅硬和穩(wěn)定的煤、巖層中、確定巷道不設(shè)支護時、必須制定安全措施。在堅硬和穩(wěn)定的煤、巖層中、確定巷道不設(shè)支護時、必須制定安全措施。l 2 2、更換巷道支護時、在拆除原有支護前、應先加固臨近支護、拆除原有支護后、必須及時、更換巷道支護時、在拆除原有支護前、應先加固臨近支護、拆除原有支護后、必須及時除掉頂幫活矸和架設(shè)永久支護、必要時還應采取臨時支護措施。在傾斜巷道中、必須有防止矸除掉頂幫活矸和架設(shè)永久支護、必要時還應采取臨時支護措施。在傾斜巷

4、道中、必須有防止矸石、物料滾落和支架歪倒的安全措施。石、物料滾落和支架歪倒的安全措施。3;.3 3、采用錨桿、錨噴等支護形式時、應遵守下列規(guī)定：、采用錨桿、錨噴等支護形式時、應遵守下列規(guī)定： (1)(1)錨桿、錨噴等支護的端頭與掘進工作面的距離、錨桿的形式、規(guī)格、安裝角度、混凝錨桿、錨噴等支護的端頭與掘進工作面的距離、錨桿的形式、規(guī)格、安裝角度、混凝土標號、噴體厚度、掛網(wǎng)所采用金屬網(wǎng)的規(guī)格以及圍巖涌水的處理等、必須符合施工組織設(shè)土標號、噴體厚度、掛網(wǎng)所采用金屬網(wǎng)的規(guī)格以及圍巖涌水的處理等、必須符合施工組織設(shè)計或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。計或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。 (2)(2)采用鉆爆法掘進的巖石巷道、必須采用

5、光面爆破。采用鉆爆法掘進的巖石巷道、必須采用光面爆破。 (3)(3)打錨桿眼前、必須首先敲幫問頂、將活矸處理掉、在確保安全的條件下、方可作業(yè)。打錨桿眼前、必須首先敲幫問頂、將活矸處理掉、在確保安全的條件下、方可作業(yè)。 (4)(4)使用錨固劑固定錨桿時、應將孔壁沖洗干凈、砂漿錨桿必須灌滿填實。使用錨固劑固定錨桿時、應將孔壁沖洗干凈、砂漿錨桿必須灌滿填實。 (5)(5)軟巖使用錨桿支護時、必須全長錨固。軟巖使用錨桿支護時、必須全長錨固。 (6)(6)采用人工上料噴射機噴射混凝土、砂漿時、必須采用潮料、并使用除塵機對上料口、余采用人工上料噴射機噴射混凝土、砂漿時、必須采用潮料、并使用除塵機對上料口、

6、余氣口除塵。噴射前、必須沖洗巖幫。噴射后應有養(yǎng)護措施。作業(yè)人員必須佩戴勞動保護用品。氣口除塵。噴射前、必須沖洗巖幫。噴射后應有養(yǎng)護措施。作業(yè)人員必須佩戴勞動保護用品。 (7)(7)錨桿必須按規(guī)定做拉力試驗。煤巷還必須進行頂板離層監(jiān)測、并用記錄牌板顯示。對噴錨桿必須按規(guī)定做拉力試驗。煤巷還必須進行頂板離層監(jiān)測、并用記錄牌板顯示。對噴體必須做厚度和強度檢查。并有檢查和試驗記錄。在井下做錨固力試驗時、必須有安全措施。體必須做厚度和強度檢查。并有檢查和試驗記錄。在井下做錨固力試驗時、必須有安全措施。 (8)(8)錨桿必須用機械或力矩扳手擰緊、確保錨桿的托板緊貼巷壁。錨桿必須用機械或力矩扳手擰緊、確保錨

7、桿的托板緊貼巷壁。 (9)(9)巖幫的涌水地點、必須處理。巖幫的涌水地點、必須處理。 (10)(10)處理堵塞的噴射管路時、噴槍口的前方及其附近嚴禁有其他人員。處理堵塞的噴射管路時、噴槍口的前方及其附近嚴禁有其他人員。4;. 三、錨桿支護三、錨桿支護 錨桿支護是使圍巖加固而主動承受地壓的一種支護方式，具有快速、錨桿支護是使圍巖加固而主動承受地壓的一種支護方式，具有快速、安全、經(jīng)濟的特點、是當今世界巷道支護技術(shù)的主要發(fā)展方向。安全、經(jīng)濟的特點、是當今世界巷道支護技術(shù)的主要發(fā)展方向。5;. 1 1、錨桿支護作用原理、錨桿支護作用原理 1 1懸吊作用懸吊作用 懸吊理論認為：錨桿支護的作用是將巷道頂板

8、較軟弱的巖層懸吊在上部堅硬穩(wěn)定巖層上。懸吊理論認為：錨桿支護的作用是將巷道頂板較軟弱的巖層懸吊在上部堅硬穩(wěn)定巖層上。這樣就能控制和減弱巖層的下沉和離層、保持頂板的穩(wěn)定。這樣就能控制和減弱巖層的下沉和離層、保持頂板的穩(wěn)定。2 2組合梁理論組合梁理論 組合梁理論認為：當頂板巖層中存在沒有穩(wěn)固巖層的若干薄層狀時、通過錨桿的支護作用將組合梁理論認為：當頂板巖層中存在沒有穩(wěn)固巖層的若干薄層狀時、通過錨桿的支護作用將這些巖層鎖緊成一個較厚的巖層、由疊合梁變成組合梁、顯著提高了巖梁的抗彎曲能力并減這些巖層鎖緊成一個較厚的巖層、由疊合梁變成組合梁、顯著提高了巖梁的抗彎曲能力并減小撓度。小撓度。 6;.圖圖 懸

9、吊作用懸吊作用 圖圖 組合梁作用組合梁作用7;.6上煤巷道支護設(shè)計當實測的圍巖松動圈LP1.5m時，懸吊理論是確定支護參數(shù)較好的方法，錨桿的懸吊點是松動圈外的未松動巖層或煤層。當圍巖裂隙發(fā)育或者實測的圍巖松動圈LP1.5m時，按組合拱理論設(shè)計錨桿支護參數(shù)。遼工大科研項目得圍巖松動圈為1.2-1.3m，按懸吊理論計算錨桿參數(shù)8;.1、錨桿長度計算：L=KH+L1+L2=1.3*1.2+0.4+0.1=2.06式中L錨桿長度，m；H冒落拱高度，m；取H=1.2K安全系數(shù)，一般取K=1.3；L1錨桿錨入穩(wěn)定煤層的深度，一般按經(jīng)驗取0.4m；L2錨桿在巷道中的外漏長度，一般取0.1m。9;.2、錨桿間

10、距、排距計算：設(shè)計令間距a、排距b，則a*b=Q/KH=70/2*1.2*14.7=1.98式中a*b錨桿間排距，m；Q錨桿設(shè)計錨固力，70KN/根H冒落拱高度，取1.2m；被懸吊煤層的重力密度，取14.7KN/m；K安全系數(shù)，一般取K=2。3、錨桿直徑：d=L/110=2200/110=2010;.1. 錨索長度的確定X= X1 + X 2 + X 3=0.3+1.3+1.8=3.4m式中 X 1錨索外露長度，取0.3m；X3錨索錨固長度，取1.8m；X2潛在不穩(wěn)定煤層高度，m；11;.2. 錨索排距s=3/4B2k=3*400/（4*5.4*2*14.7*0.5）=3.78式中 每根錨索最

11、低破斷載荷，400 kN； 煤巖體積力，kN/m3；（14.7） B巷道寬度m； k安全系數(shù)，取0.5；12;.3. 錨索間距m=0.85B/n=0.85*5.4/2=2.29式中 n排數(shù)；B巷道寬度，m。按GBJ86-85要求：錨索錨固長度La應符合下式： Lak*d* fs/(4* fc)=2*18.9*1770/(4*10)=1672.65mm式中 k安全系數(shù)，一般取2； d錨索鋼鉸線直徑，mm； fs鋼絞線抗拉強度，N/mm2；（1770） fc錨索與錨固劑的設(shè)計粘結(jié)強度，一般煤巷錨索多用樹脂作錨固劑，其粘結(jié)強度，fc10N/mm2。13;. 2、錨桿布置主要技術(shù)參數(shù) （1 1）“三徑

12、三徑”的合理匹配的合理匹配 1) 1)鉆孔直徑：煤巷錨桿鉆孔直徑應采用鉆孔直徑：煤巷錨桿鉆孔直徑應采用28mm28mm、不宜采用大于、不宜采用大于33mm33mm的。的。 2) 2)錨桿直徑：使用無縱筋左旋螺紋鋼錨桿時、鉆孔直徑與錨桿直徑之差應為錨桿直徑：使用無縱筋左旋螺紋鋼錨桿時、鉆孔直徑與錨桿直徑之差應為4-1Omm4-1Omm之間、最之間、最佳值為佳值為5-6mm5-6mm。 3) 3)樹脂卷直徑：當使用樹脂卷直徑：當使用2 8mm2 8mm鉆孔直徑和鉆孔直徑和16-22mm16-22mm帶縱筋螺紋鋼錨桿時、樹脂卷直徑應為帶縱筋螺紋鋼錨桿時、樹脂卷直徑應為23-25mm23-25mm；當

13、使用；當使用26mm26mm和和43mm43mm的鉆孔時、應分別使用的鉆孔時、應分別使用23mm23mm和和28mm28mm的樹脂卷。的樹脂卷。 （2 2）錨桿長度）錨桿長度 當頂板有堅硬巖層或者有塑性區(qū)、錨桿的端部應該插入堅硬巖層中或超出塑性區(qū)、如沒有堅當頂板有堅硬巖層或者有塑性區(qū)、錨桿的端部應該插入堅硬巖層中或超出塑性區(qū)、如沒有堅硬巖石或塑性區(qū)過大、則宜使用全長錨固式錨桿。硬巖石或塑性區(qū)過大、則宜使用全長錨固式錨桿。 14;. （3 3）錨桿插入方向）錨桿插入方向 錨桿應與巖石的層面成正交、最小角度不低于錨桿應與巖石的層面成正交、最小角度不低于7575O O、在非層狀巖石中、拱形巷道錨桿與

14、、在非層狀巖石中、拱形巷道錨桿與巖體結(jié)構(gòu)面成最大角度布置、層面不清時與周邊輪廓線相垂直。巖體結(jié)構(gòu)面成最大角度布置、層面不清時與周邊輪廓線相垂直。 （4 4）錨桿排列方式）錨桿排列方式 通常使用方形、矩形和五花形。當巖石比較堅硬、可布置方形和矩形。巖層松軟時、布通常使用方形、矩形和五花形。當巖石比較堅硬、可布置方形和矩形。巖層松軟時、布置成前后左右互相交錯的五花形。置成前后左右互相交錯的五花形。 （5 5) )錨固形式錨固形式 錨固形式有全長錨固和端頭錨固兩種。錨固形式有全長錨固和端頭錨固兩種。 15;. 5、錨桿支護質(zhì)量要求 1 1一般要求一般要求 (1)(1)錨桿的長度、間距、排距、插入方向

15、及排列方式等必須符合作業(yè)規(guī)程施工要求。錨桿的長度、間距、排距、插入方向及排列方式等必須符合作業(yè)規(guī)程施工要求。 (2)(2)首先點好鉆孔孔位、找好孔中開鉆后調(diào)正方向。首先點好鉆孔孔位、找好孔中開鉆后調(diào)正方向。 (3)(3)錨孔鉆完后、要按錨桿設(shè)計和安裝說明要求、及時進行錨桿安裝工作。錨孔鉆完后、要按錨桿設(shè)計和安裝說明要求、及時進行錨桿安裝工作。 (4)(4)安裝錨桿前、必須檢查錨孔的孔位、孔深、孔徑及錨桿部件等、這些都必須符合規(guī)定。安裝錨桿前、必須檢查錨孔的孔位、孔深、孔徑及錨桿部件等、這些都必須符合規(guī)定。 (5)(5)錨桿的外露長度應符合設(shè)計要求。錨桿的外露長度應符合設(shè)計要求。 (6)(6)安

16、裝方向要與托板垂直。托板要與巷道圍巖表面接觸嚴實。安裝方向要與托板垂直。托板要與巷道圍巖表面接觸嚴實。 (7)(7)使用的樹脂藥卷必須符合錨桿支護設(shè)計要求。鉆孔中裝入雙速樹脂錨固劑時、必須注意孔底使用的樹脂藥卷必須符合錨桿支護設(shè)計要求。鉆孔中裝入雙速樹脂錨固劑時、必須注意孔底為快速、其余為慢速。為快速、其余為慢速。 (8)(8)安裝中嚴禁撬彎錨桿桿體。安裝中嚴禁撬彎錨桿桿體。 (9)(9)要做好錨桿支護施工質(zhì)量的檢查和監(jiān)測工作。要做好錨桿支護施工質(zhì)量的檢查和監(jiān)測工作。16;.酸刺溝煤礦錨桿安裝質(zhì)量標準化（1）錨距要求：間距設(shè)計1000mm,排距設(shè)計1000mm，允許誤差100mm之間，錨桿孔深

17、2150mm，允許偏差0+50mm。（2）錨桿安裝：安裝牢固，托板緊貼巖面，不松動；錨桿錨固力不小于70KN，掘進過程中，每支護300根錨桿，由技術(shù)員在300根范圍內(nèi)進行拉拔抽查檢測，抽檢率不得低于3，并準確記錄檢測值，制作臺賬存檔；扭矩力不得小于150N.M，掘進過程中，每支護300根錨桿，由技術(shù)員在300根范圍內(nèi)進行拉拔抽查檢測，抽檢率不得低于5，并準確記錄檢測值，制作臺賬存檔；兩邊的錨桿與巖面的夾角70，錨桿外露螺母長度1040mm。17;.錨索質(zhì)量標準化錨索質(zhì)量標準化錨索：（班組驗收要逐根檢查）（1）安裝牢固，托板緊貼巖面，不松動；錨索預緊力不小于150KN,錨索外露長度鎖具外150250mm，拉拔力不得小于240KN，錨索預緊力逐根檢測，并記錄臺賬保存。（2）間排距要求：間距設(shè)計2000mm,排距設(shè)計1000mm，允許誤差100mm之間，錨索孔深8000mm，允許偏差0+200mm。18;.其它支護材料質(zhì)量標準