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文檔簡介
1、關(guān)于煤礦掘進(jìn)頂板管理第一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月1. 巖石是礦物的凝聚體(由各種造巖礦物或巖屑在地質(zhì)作用下按一定規(guī)律組合而成)按成因:巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖按固體礦物顆粒間的結(jié)合特征: 固結(jié)性、粘結(jié)性、散粒狀按力學(xué)強(qiáng)度和堅(jiān)實(shí)性:堅(jiān)硬巖石、松軟巖石煤礦中常見:砂巖、石灰?guī)r、砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)頁巖、粉砂巖等一、 礦山巖石基本性質(zhì)第二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月第三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月2. 巖石的強(qiáng)度:在載荷作用下巖石變形,達(dá)到一定程度就會破壞。(1) 抗壓強(qiáng)度巖石試件在壓縮時所能承受的最大壓應(yīng)力值。分單向、雙向、三向抗壓強(qiáng)度。(2) 抗
2、拉強(qiáng)度巖石試件在拉伸時所能承受的最大拉應(yīng)力值。(3) 抗剪強(qiáng)度巖石抵抗剪切的極限強(qiáng)度。第四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論: 巖石在不同受力狀態(tài)下的各種強(qiáng)度值、一般符合下列由大到小的順序: 三向等壓抗壓強(qiáng)度三向不等壓抗壓強(qiáng)度雙向抗壓強(qiáng)度單向抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 巖石的強(qiáng)度越高、其抵抗外力使其變形、破壞的能力越強(qiáng)、則巷道越穩(wěn)定。有的巷道可以利用圍巖本身的強(qiáng)度而不支護(hù)、就可以維持巷道的穩(wěn)定。第五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3. 巖石的破壞類型研究表明:不論加載方式如何,巖石總是被拉壞或剪壞。拉壞(巖石斷裂面明顯離開,斷裂面間沒有錯動)剪壞(巖石斷裂不
3、離開,斷裂面一定發(fā)生錯動) 巖石被壓壞的原因是因?yàn)榕c壓應(yīng)力不垂直的平面上出現(xiàn)剪應(yīng)力,當(dāng)剪應(yīng)力達(dá)到極限時被剪切破壞。第六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月4.巖石的硬度(堅(jiān)固性) 巖石的硬度、一般理解為巖石抵抗其他較硬物體侵入的能力。硬度與抗壓強(qiáng)度有聯(lián)系又有區(qū)別。對于鑿巖、巖石的硬度比單向抗壓強(qiáng)度更具有實(shí)際意義、因?yàn)殂@具對孔底巖石的破碎方式多數(shù)情況下是局部壓碎。所以,硬度指標(biāo)更接近反映鉆鑿巖石的實(shí)質(zhì)和難易程度。 第七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月堅(jiān)固性系數(shù)的基本概念巖石的堅(jiān)固性是指巖石的爆破和鑿巖的難易程度。分級指標(biāo)f 稱普氏巖石堅(jiān)固性系數(shù)。這個分法將巖石按堅(jiān)固性分為
4、10級15種,在現(xiàn)場使用不方便。為了簡化,我國煤炭系統(tǒng)按堅(jiān)固性將煤、巖分類為: 軟煤 f=1-1.5 硬煤 f=2-3 軟巖 f=2-3 中硬巖 f=4-6 硬巖 f=8-10 堅(jiān)硬巖石 f=12-14 最堅(jiān)硬巖石 f=15-20第八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月5.圍巖的分類 根據(jù)成因的不同、巖石分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。對于采掘工程來說、還要對巖石進(jìn)行定量的區(qū)分、以便能正確地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、合理地選用施工方法、施工設(shè)備、機(jī)具與器材。 工程實(shí)踐與理論研究得出、圍巖的穩(wěn)定性主要取決于巖體的結(jié)構(gòu)和巖體強(qiáng)度、煤礦部門根據(jù)錨噴支護(hù)與施工的需要、根據(jù)煤礦巖層的特點(diǎn)、制定了圍巖分類表。第
5、九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 圍 巖 分 類圍巖分類巖層描述巷道開掘后圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)巖種舉例類別名稱穩(wěn)定巖層巖層完整堅(jiān)硬、不易風(fēng)化2.層狀巖層層間膠結(jié)好、無軟弱夾層圍巖長期不支護(hù)無碎塊掉落現(xiàn)象 完整的玄武巖穩(wěn)定性較好的巖層完整比較堅(jiān)硬2.層狀巖層層間膠結(jié)好3.堅(jiān)硬塊狀巖層、裂隙面閉合、無泥質(zhì)充填物 圍巖較長時間不支護(hù)會出現(xiàn)小塊掉落現(xiàn)象膠結(jié)好的砂巖、礫巖中等穩(wěn)定巖層巖層完整中硬2.層狀巖層以堅(jiān)硬巖層為主,夾有少數(shù)的軟巖層3.比較堅(jiān)硬的塊狀巖層能維持一個月以上的穩(wěn)定、會產(chǎn)生局部巖塊掉落砂巖、砂質(zhì)頁巖穩(wěn)定性較差的巖層較軟的完整巖層2.中硬的層狀巖層3.中硬的塊狀巖層圍巖的穩(wěn)定時間
6、僅有幾天頁巖、泥巖不穩(wěn)定巖層易風(fēng)化潮解剝落的松軟巖層2.各類破碎巖層圍巖很容易產(chǎn)生冒頂片幫炭質(zhì)頁巖、煤第十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月二、頂、底板有關(guān)概念 位于煤層上面的巖層叫頂板,位于煤層下面的巖石叫底板。第十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月第十二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月1.頂板(1)偽頂緊貼煤層,隨采隨落,厚度一般0.3m0.5m。(2)直接頂位于偽頂或煤層(無偽頂時)之上,由一層或幾層巖層組成,一般能隨回柱放頂及時垮落。(3)基本頂位于直接頂之上(有時直接位于煤層之上)厚而堅(jiān)硬的巖層。能維持很大的懸露面積而不隨直接頂垮落。第十三張,
7、PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月2. 底板(1)直接底位于煤層之下、厚度較小(約0.2m0.4m),常由泥巖、頁巖、粘土巖組成。(2)老底位于直接底或煤層(無直接底時)之下,一般由砂巖或石灰?guī)r等堅(jiān)固的巖層組成。第十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 支護(hù)的作用在于改善圍巖穩(wěn)定狀況和控制圍巖運(yùn)動的發(fā)展速度、以維護(hù)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(hù)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(hù)體是組構(gòu)巷道的統(tǒng)一體、是一個力學(xué)體系、是同時承受鉛垂與水平作用力的厚壁圓筒、巷道的開掘與支護(hù)都要為保持與改善圍巖的自持能力
8、服務(wù)。三、巷道支護(hù)技術(shù)第十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月(一) 支架的形式巷道支護(hù)的支架形式有:木支架、金屬支架、錨桿支護(hù)、錨噴支護(hù)和料石混凝土砌碹等。支架、砌碹等支護(hù)方式是著重改善圍巖運(yùn)動狀況;錨桿支護(hù)側(cè)重于提高圍巖本身強(qiáng)度;錨桿噴漿等支護(hù)方法是將提高圍巖本身強(qiáng)度和改善圍巖運(yùn)動狀況這二者結(jié)合起來。支護(hù)方式的選擇、決定于圍巖穩(wěn)定狀況。對受工作面采動影響小的巷道、可采用沉縮量小的剛性支護(hù)。對受工作面采動影響大的不穩(wěn)定巷道、應(yīng)選用可縮性支護(hù)。第十六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 (二) 金屬支架 金屬支架主要有梯形、拱形、封閉曲線形支架。 1. 金屬梯形支架 主要
9、有梯形剛性和梯形可縮性支架兩種、其力學(xué)特征和適用條件見下表。第十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月梯形支架的力學(xué)特征及適用條件序號支架架型主要力學(xué)特征使用條件1梯形剛性支架不可縮承載能力較小圍巖較穩(wěn)定、變形量較小、在200mm左右、多用于巷道凈端面小于10m2的炮采工作面兩巷及綜采工作面的回風(fēng)平巷2梯形可縮性支架垂直可縮承載能力小圍巖較穩(wěn)定、頂壓較大、側(cè)壓較小、多用于巷道凈端面小于10m2的炮采工作面回風(fēng)平巷。其頂?shù)装逑鄬σ平试?0%35%之間第十八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 2. 拱形金屬支架 主要有半圓拱可縮性支架、三心拱直腿可縮性支架、三心拱曲腿可縮性
10、支架三種、其力學(xué)特性和適用條件見下表。第十九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月U型鋼可縮性支架的力學(xué)性能及適用條件序號支架類型主要力學(xué)特征適用條件1半圓拱可縮性支架承載能力較大、特別是在均勻受壓時回采巷道和與集中膠帶機(jī)道連通的石門、圍巖壓力較大、較均勻或有一定側(cè)壓、頂?shù)装逑鄬σ平试?0%-35%之間2三心拱直腿可縮性支架承載能力較大、特別是在頂壓較大時回采巷道和與集中膠帶機(jī)道連通的石門、圍巖壓力較大、特別是頂壓較大、頂?shù)装逑鄬σ平试?0%-35%之間3三心拱曲腿可縮性支架承載能力較大、抗側(cè)壓能力較大回采巷道和與集中膠帶機(jī)道連通的石門、圍巖壓力較大、壓力較均勻、頂壓和側(cè)壓均較大、
11、頂?shù)装逑鄬σ平试?0%-35%之間第二十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 3. 封閉曲線形可縮性金屬支架 主要有圓形金屬可縮性支架和方環(huán)形可縮性金屬支架兩種、其力學(xué)特性和適用條件見下表。 封閉曲線形可縮性支架的力學(xué)特性及適用條件表序號支架架型主要力學(xué)特征使用條件1圓形可縮性支架承載能力大、抗底臌和兩幫移近量的能力大、特別是在均壓時圍巖松軟、移近量大、底臌和兩幫移近量較嚴(yán)重、在使用非封閉支架時、圍巖移近率30%35%、在壓力較均勻、并在回風(fēng)平巷使用時更為有利2方環(huán)形可縮性支架承載能力大、抗底臌和兩幫移進(jìn)量的能力大、特別是肩壓大、壓力不太均勻時圍巖松軟、移近量大、底臌和兩幫移近量較
12、嚴(yán)重、在使用非封閉支架時、圍巖移近率30%35%、其壓力不太較均勻、并在回風(fēng)平巷使用時更為有利第二十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 (三)錨桿支護(hù)從支護(hù)機(jī)理上看,錨桿支護(hù)屬于“主動”支護(hù),可以充分利用圍巖的自承能力,提高巷道圍巖的穩(wěn)定性,將載荷體變?yōu)槌休d體。在相同生產(chǎn)地質(zhì)條件下,錨桿支護(hù)的巷道圍巖變形量比棚式支護(hù)減少一半以上。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上對比,錨桿支護(hù)可以節(jié)約大量鋼材,減少材料運(yùn)輸工作量,減輕工人的勞動強(qiáng)度和改善作業(yè)環(huán)境;保持采煤工作面上下兩道和開切眼的暢通,為回采工作面快速推進(jìn)和高產(chǎn)高效低成本生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件;也提高了巷道的有效利用斷面。錨桿支護(hù)巷道施工簡單,機(jī)械化程度高,
13、可大幅度降低巷道支護(hù)成本,提高掘進(jìn)速度和生產(chǎn)效率。第二十二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月1. 煤巷錨桿支護(hù)作用機(jī)理(1)懸吊理論(2)組合梁理論(3)組合拱(壓縮拱)理論 (4)最大水平應(yīng)力理論第二十三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月(1) 懸吊理論 機(jī)理:將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)定巖層上,以避免較軟弱巖層的破壞、失穩(wěn)和塌落,錨桿所受的拉力來自被懸吊的巖層重量。缺點(diǎn):沒有考慮圍巖的自承能力,而且將被錨固體與原巖體分開。適用條件:錨桿可以錨固到頂板堅(jiān)硬穩(wěn)定巖層第二十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月(2) 組合梁理論 機(jī)理:將錨固范圍內(nèi)的巖層擠
14、緊,增加各巖層間的摩擦力,防止巖石沿層面滑動,避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象,提高其自撐能力。將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個薄巖層鎖緊成一個較厚的巖層(組合梁)。在上覆巖層載荷的作用下,這種組合厚巖層內(nèi)的最大彎曲應(yīng)變和應(yīng)力都將大大減小,組合梁的撓度亦減小。缺點(diǎn):將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開;隨著圍巖條件的變化,在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時,組合梁也就不存在了。適用條件:層狀地層頂板在相當(dāng)距離內(nèi)不存在穩(wěn)定巖層,懸吊作用處于次要地位。第二十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月(3) 組合拱(壓縮拱)理論 機(jī)理:在破裂區(qū)中安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時,在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應(yīng)力,如果沿巷道周邊布置錨
15、桿群,只要鋪桿間距足夠小,各個錯桿形成的壓應(yīng)力圓錐體將相互交錯,就能在巖體中形成一個均勻的壓縮帶,即承壓拱,這個承壓拱可以承受其上部破碎巖石施加的徑向荷載。在承壓拱內(nèi)的巖石徑向及切向均受壓,處于三向應(yīng)力狀態(tài),其圍巖強(qiáng)度得到提高,支撐能力也相應(yīng)加大。缺點(diǎn):一般不能作為準(zhǔn)確的定量設(shè)計(jì)。適用條件:頂板無穩(wěn)定巖層第二十六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月(4) 最大水平應(yīng)力理論 機(jī)理:礦井巖層的水平應(yīng)力通常大于垂直應(yīng)力,水平應(yīng)力具有明顯的方向性。在最大水平應(yīng)力作用下,頂?shù)装鍘r層易于發(fā)生剪切破壞,出現(xiàn)錯動與松動而膨脹造成圍巖變形,錨桿的作用即是約束其沿軸向巖層膨脹和垂直于軸向的巖層剪切錯動。
16、缺點(diǎn):直觀性較差。第二十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月錨桿分類材質(zhì):木質(zhì)錨桿、塑料或是玻璃鋼錨桿、金屬錨桿錨固:機(jī)械錨固、粘結(jié)錨固錨固長度:局部錨固、全長錨固目前90以上的錨固為金屬樹脂局部錨固錨桿錨桿支護(hù)主動支護(hù)通過錨桿的預(yù)應(yīng)力加固松動圍巖,提高圍巖的自承載能力實(shí)現(xiàn)主動支護(hù)的兩個關(guān)鍵因素第一時間施打第一時間施加預(yù)應(yīng)力錨桿選型盡可能選用預(yù)應(yīng)力錨桿以最小的扭矩產(chǎn)生最大的預(yù)應(yīng)力。三力匹配問題和三徑匹配問題金屬錨桿左旋細(xì)絲錨桿(Q335、Q500)。右旋全螺紋鋼錨桿(Q500)。圓鋼麻花錨桿(Q215、Q335)2. 錨桿形式與錨桿結(jié)構(gòu)第二十八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于202
17、2年6月左旋預(yù)應(yīng)力阻尼錨桿是一種預(yù)應(yīng)力錨桿。阻尼有樹脂或塑料阻尼、銷式阻尼、金屬蓋片式阻尼三種。初期錨固力(或預(yù)應(yīng)力)靠樹脂粘結(jié)力實(shí)現(xiàn)。錨桿攪拌完畢后需要等待4060秒時間,然后打開阻尼實(shí)現(xiàn)錨桿的預(yù)應(yīng)力(初錨力)錨桿的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生范圍只在非錨固范圍實(shí)現(xiàn)。該錨桿安裝口訣是: “一推”、“二轉(zhuǎn)”、“三?!薄ⅰ八木o”。 隨著礦井開采深度加大和巷道斷面的擴(kuò)大,該類錨桿應(yīng)該是今后發(fā)展應(yīng)用的主流錨桿。第二十九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 左旋細(xì)絲預(yù)應(yīng)力錨桿 該錨桿的缺點(diǎn):加工過程多了壓圓、滾絲兩個工藝。該錨桿的優(yōu)點(diǎn)是:()錨桿預(yù)應(yīng)力大。由于該錨桿螺紋是國標(biāo)螺紋,螺紋螺距2.5mm,螺紋自鎖
18、效果好,通過特制的阻尼螺母,很容易達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力。120型氣動錨索鉆機(jī)既可實(shí)現(xiàn)4噸的預(yù)應(yīng)力。()錨桿錨固力高。因該錨桿桿體設(shè)計(jì)的螺紋方向?yàn)樽笮较蚝湾^桿的攪拌樹脂方向(右旋)相反,在攪拌樹脂的過程中會對樹脂產(chǎn)生一個軸向擠壓力,大量測試表明,同樣桿體直徑和同樣樹脂的情況下,左旋細(xì)絲預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固力比右旋等強(qiáng)全螺紋鋼錨桿錨桿,錨桿力可提高20以上。()桿體的有效斷面大,錨桿強(qiáng)度高。大量試驗(yàn)表明,同直徑同材質(zhì)的左旋細(xì)絲預(yù)應(yīng)力錨桿的破斷力比右旋等強(qiáng)全螺紋鋼錨桿的破斷力高出20以上。()左旋細(xì)絲預(yù)應(yīng)錨桿因采用了合理的阻尼螺母,螺母材質(zhì)為球墨鑄鐵,球墨鑄鐵和錨桿桿體的摩擦力是最小的,另外采用了減阻特制
19、塑料墊圈,使錨桿的扭矩應(yīng)力比大大提高。A 六方螺母預(yù)應(yīng)力錨桿B 四方螺母預(yù)應(yīng)力錨桿上圖 左旋細(xì)絲預(yù)應(yīng)力錨桿示意圖第三十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 左旋細(xì)絲預(yù)應(yīng)力錨桿 第三十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月右旋無阻尼等強(qiáng)螺紋鋼錨桿第三十二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月該錨桿的優(yōu)點(diǎn):加工制造簡單。該錨桿的缺點(diǎn)是:()桿體螺距大。螺距通常在1012mm左右,大螺距螺母與桿體咬合力低,摩擦力大,時常出現(xiàn)錨桿退絲現(xiàn)象,而且錨桿的安裝應(yīng)力低,很難達(dá)到2噸以上的預(yù)應(yīng)力。()錨桿錨固力低。因該錨桿桿體設(shè)計(jì)的螺紋方向(右旋)和錨桿的攪拌樹脂方向(右旋攪拌)旋向
20、相同,在攪拌樹脂的過程中會對樹脂產(chǎn)生一個向外的輸送力,大量測試表明,同樣桿體直徑和同樣樹脂的情況下,右旋全螺紋等強(qiáng)錨桿的錨固力比左旋細(xì)絲預(yù)應(yīng)力錨桿,錨桿力降低20。()桿體的有效斷面小,強(qiáng)度低。大量試驗(yàn)表明,同直徑同材質(zhì)的右旋等強(qiáng)錨桿的破斷力比左旋細(xì)絲預(yù)應(yīng)力錨桿低20以上。第三十三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月左旋與右旋螺紋鋼錨桿強(qiáng)度對比 左旋滾絲螺紋鋼錨桿桿體強(qiáng)度表?xiàng)U體直徑(Bar Size)鋼材級別(Grade)屈服強(qiáng)度(噸)抗拉強(qiáng)度(噸)國標(biāo)實(shí)測國標(biāo)實(shí)測16MG3356.2819.09.18713.018MG3358.27711.012.10716.018MG50012.
21、35415.016.30720.020MG50015.32718.020.23224.022MG50017.78920.023.48227.0右旋等強(qiáng)螺紋鋼錨桿桿體強(qiáng)度表?xiàng)U體直徑(mm)鋼材級別(MPa)屈服強(qiáng)度(噸)抗拉強(qiáng)度(噸)國標(biāo)實(shí)測國標(biāo)實(shí)測18MG3358.79.112.613.020MG33510.810.215.615.022MG33513.113.3518.920.25第三十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月圓鋼麻花式錨桿 (1)錨固力低(35噸) (2)桿體強(qiáng)度低第三十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月管逢式錨桿 (1)全長摩擦錨固錨固力 (2)錨固
22、強(qiáng)度低 (3)國外用于金屬礦山硬巖巷道支護(hù)第三十六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月漲殼式錨桿快裝全長預(yù)應(yīng)力錨桿安裝簡單迅速全長預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力高樹脂用量少組合粱效果好適合于層狀軟巖第三十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月第三十八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月(四)煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范(試行)1.范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、煤巷錨桿支護(hù)監(jiān)測及煤巷錨桿支護(hù)施工質(zhì)量檢測。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦煤巷錨桿支護(hù),也適用于半煤巖巷錨桿支護(hù)。第三十九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月2.規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引
23、用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 GB/T52242003 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線 GB/T143702000 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器 GB500862001 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范 MT146.12002 樹脂錨桿 錨固劑 MT146.22002 樹脂錨桿 金屬桿體及其附件 MT/T9422005 礦用錨索 MT50091994 煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn) 第四十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作
24、于2022年6月3.術(shù)語和定義 下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 3.1 煤巷:斷面中煤層面積占4/5或4/5以上的巷道。 3.2 半煤巖巷:斷面中巖石面積(含夾石層)大于1/5到小于4/5的巷道。 3.3 錨桿支護(hù):以錨桿為基本支護(hù)形式的支護(hù)方式。 3.4 錨桿桿體破斷力:錨桿桿體能承受的極限拉力。第四十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3.5 錨桿拉拔力:錨桿錨固后,拉拔試驗(yàn)時,錨桿破斷或失效時的極限拉力。3.6 錨固力:錨桿的錨固部分或桿體在拉拔試驗(yàn)時,所能承受的極限載荷。3.7 設(shè)計(jì)錨固力 :設(shè)計(jì)時給定的錨桿應(yīng)能承受的錨固力。3.8 樹脂錨桿 :以樹脂錨固劑配以各種材質(zhì)桿體及
25、托盤(托板)、螺母與減磨墊圈等構(gòu)件組成的錨桿。 第四十二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3.9 樹脂錨固劑 :起粘結(jié)錨固作用的材料稱錨固劑,樹脂錨固劑由樹脂膠泥與固化劑兩部份分隔包裝成形?;旌虾竽苁箺U體與被錨固體煤巖粘接在一起。3.10 錨固長度:錨桿的錨固劑或錨固裝置與鉆孔孔壁的有效結(jié)合長度。3.11 端頭錨固:錨桿的錨固長度不大于鉆孔長度的1/3。3.12 全長錨固:錨桿的錨固長度不小于鉆孔長度的90。第四十三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3.13 加長錨固:錨桿的錨固長度介于端頭錨固與全長錨固之間。3.14 拉拔試驗(yàn):測試錨桿拉拔力的試驗(yàn)。3.15 攪拌時間
26、:安裝樹脂錨桿時,從開始攪拌樹脂錨固劑到停止攪拌所用的時間。3.16 等待時間:安裝錨桿時,攪拌停止后到可以上緊螺母托板的時間。第四十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3.17 預(yù)緊力:安裝錨桿(錨索)時,通過擰緊螺母或采用張拉方法施加在錨桿(錨索)上的拉力。3.18 預(yù)緊力矩:擰緊螺母使錨桿達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力時,施加到螺母上的力矩。3.19 錨桿快速安裝:使用錨桿鉆機(jī)連續(xù)完成攪拌樹脂錨固劑、擰緊螺母的全過程。3.20 初始設(shè)計(jì):根據(jù)已有資料提出的巷道支護(hù)形式與參數(shù)。第四十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3.21 信息反饋:對支護(hù)監(jiān)測信息進(jìn)行解釋,并據(jù)此對支護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行
27、驗(yàn)證和修改的過程。3.22 正式設(shè)計(jì):根據(jù)監(jiān)測信息,對初始設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證或修改,在技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性等方面均能滿足生產(chǎn)要求的支護(hù)設(shè)計(jì)。3.23 巷道頂板離層臨界值:支護(hù)設(shè)計(jì)或工程實(shí)踐分析確定的巷道頂板允許的最大離層值。第四十六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月3.24 復(fù)雜地段:指斷層及圍巖破碎帶、應(yīng)力集中區(qū)、頂板淋水區(qū)、裂隙發(fā)育區(qū)、巷道穿層地段、瓦斯異常區(qū)、大斷面、大跨度巷道等地段。3.25 異常情況:指巷道位移、離層、錨桿受力等發(fā)生突變的情況。第四十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月4.技術(shù)要求 4.1煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)評估 4.1.1地質(zhì)力學(xué)評估是煤巷錨桿支護(hù)
28、設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一, 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)評估。 4.1.2煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)評估的內(nèi)容包括現(xiàn)場地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件調(diào)查、煤巷圍巖物理力學(xué)性質(zhì)測定、圍巖結(jié)構(gòu)觀測、地應(yīng)力測量和錨桿拉拔力試驗(yàn)。煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)評估的具體內(nèi)容見表1。第四十八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月4.1.3根據(jù)礦井開拓部署和采區(qū)劃分合理安排煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)參數(shù)的測試。測點(diǎn)應(yīng)具有代表性,應(yīng)能最大程度地反映整個井田和采區(qū)的實(shí)際情況,并根據(jù)測試數(shù)據(jù)繪制礦井地應(yīng)力分布圖。 4.1.4地質(zhì)力學(xué)評估首先應(yīng)確定評估區(qū)域,應(yīng)考慮煤巷服務(wù)期間影響支護(hù)系統(tǒng)的主要因素,錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)該限定在這個區(qū)域內(nèi)。 4.1.5煤巷圍巖地質(zhì)
29、力學(xué)參數(shù),包括圍巖物理力學(xué)性質(zhì)、圍巖結(jié)構(gòu)和圍巖應(yīng)力。 4.1.6原巖應(yīng)力測量宜優(yōu)先采用應(yīng)力解除法或水壓致裂法。 第四十九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 表1 地質(zhì)力學(xué)評估內(nèi)容 序號參 數(shù)內(nèi) 容1煤層厚度指被煤巷切割的煤層厚度。2煤層傾角與水平方向的夾角在井下直接測取,或由工作面地質(zhì)說明書給出。 3地質(zhì)構(gòu)造煤巷周圍地質(zhì)構(gòu)造的分布情況,由工作面地質(zhì)說明書給出。4水文地質(zhì)條件煤巷涌水量,水對圍巖物理力學(xué)性質(zhì)的影響,由工作面地質(zhì)說明書給出。5煤巷幾何形狀和尺寸根據(jù)工作面回采需要確定,一般宜選用的幾何形狀為矩形和梯形。62倍左右煤巷寬度范圍內(nèi)頂?shù)装鍘r層層數(shù)和厚度由地質(zhì)綜合柱狀圖或鉆孔資料
30、確定。7巖(煤)層物理力學(xué)參數(shù)在井下原位測取,或在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用巖(煤)樣測定。8巖層的分層厚度指分層厚度的平均值。9各層節(jié)理裂隙間距指沿結(jié)構(gòu)面法線方向的平均間距,在(類似條件)煤巷內(nèi)測取。10煤巷軸線方向由工作面巷道布置圖給出。11煤巷埋深地表到煤巷的垂直距離。12原巖應(yīng)力的大小和方向在井下實(shí)測。13煤柱寬度煤柱的實(shí)際寬度。14采動影響煤巷受到周圍掘進(jìn)或回采工作面采動影響的情況。15錨桿在巖(煤)層中的拉拔力錨桿在巖(煤)層中的拉拔力試驗(yàn)。第五十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 鉆孔應(yīng)力解除法測試地應(yīng)力示意圖 第五十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月第五十二張,PP
31、T共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.1.7巷道支護(hù)設(shè)計(jì)所需的煤巖體物理力學(xué)參數(shù),可通過井下采取巖樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)獲得,巖樣的采取、包裝應(yīng)滿足錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的要求;一些參數(shù)(單軸抗壓強(qiáng)度、變形模量等)也可通過井下原位測量獲得。 4.1.8煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)包括煤巖體的真密度、視密度、孔隙率、單軸抗拉強(qiáng)度、單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角和水理性質(zhì)等。 4.1.9圍巖結(jié)構(gòu)測量應(yīng)采用煤巷表面觀察、鉆孔取芯測量和鉆孔窺視等方法進(jìn)行。結(jié)構(gòu)面力學(xué)特性測試應(yīng)在現(xiàn)場取樣后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。第五十三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.1.10煤巷圍巖應(yīng)進(jìn)行錨桿拉拔力試
32、驗(yàn),試驗(yàn)方法參見附錄A。錨桿拉拔力試驗(yàn)應(yīng)在需支護(hù)的煤巷現(xiàn)場或類似條件的圍巖中進(jìn)行,每次不少于3根錨桿。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判斷圍巖的可錨性。 4.1.11在一個地點(diǎn)獲取的參數(shù)用于同一煤層的其它地點(diǎn)時,應(yīng)進(jìn)行充分的現(xiàn)場調(diào)研和分析、評估。 4.1.12當(dāng)煤巷圍巖物理力學(xué)性質(zhì)、圍巖結(jié)構(gòu)和原巖應(yīng)力條件發(fā)生顯著變化時,應(yīng)對地質(zhì)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行重新測定。 4.1.13應(yīng)根據(jù)地質(zhì)力學(xué)評估結(jié)果采用適合本礦區(qū)的方法進(jìn)行巷道圍巖穩(wěn)定性分類。第五十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月4.1.14有下列情況之一的應(yīng)重新進(jìn)行圍巖穩(wěn)定性分類 a)當(dāng)巷道圍巖條件、開采深度、開采范圍與原分類差異很大時; b)新采區(qū)各煤層巷道
33、首次采用錨桿支護(hù)時。4.2煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)4.2.1巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)評估結(jié)果證明錨桿支護(hù)可行時,進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)。4.2.2在采區(qū)巷道布置時,應(yīng)盡量使煤巷的軸線方向與最大水平主應(yīng)力的方向平行。第五十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月4.2.3煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)采用動態(tài)設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)應(yīng)在地質(zhì)力學(xué)評估的基礎(chǔ)上按以下程序進(jìn)行:初始設(shè)計(jì)井下監(jiān)測信息反饋正式設(shè)計(jì)。4.2.4根據(jù)地質(zhì)力學(xué)評估結(jié)果,進(jìn)行錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì)。初始設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下內(nèi)容: a) 巷道地質(zhì)與生產(chǎn)條件及地質(zhì)力學(xué)評估結(jié)果; b) 煤巷斷面設(shè)計(jì); c) 錨桿支護(hù)形式設(shè)計(jì); d) 錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì); e) 錨桿支護(hù)材料選擇和施工機(jī)
34、具設(shè)備配套;第五十六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 不同掘進(jìn)方向巷道狀況的差異第五十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 f)錨桿支護(hù)施工工藝、安全技術(shù)措施和施工質(zhì)量指標(biāo); g)錨桿支護(hù)礦壓監(jiān)測設(shè)計(jì); h)煤巷圍巖復(fù)雜地段的支護(hù)方法和煤巷受到采動影響時的超前支護(hù)設(shè)計(jì)。4.2.5錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì)可采用以下一種或多種方法組合進(jìn)行4.2.5.1工程類比法 根據(jù)已經(jīng)支護(hù)巷道的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過類比,直接第五十八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月提出錨桿支護(hù)形式與參數(shù)。也可根據(jù)巷道圍巖穩(wěn)定性分類結(jié)果進(jìn)行錨桿支護(hù)形式與參數(shù)設(shè)計(jì)。4.2.5.2理論計(jì)算法 選擇適合本礦區(qū)煤
35、巷條件的錨桿支護(hù)理論進(jìn)行理論計(jì)算設(shè)計(jì)。4.2.5.3數(shù)值模擬法 根據(jù)地質(zhì)力學(xué)評估結(jié)果建立計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬模型,通過多方案比較,確定錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì)。4.2.6煤巷斷面一般采用矩形或梯形,特殊情況可采用拱形或其它形狀斷面。煤巷斷面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下因素: 第五十九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 a)煤巷布置(運(yùn)輸)的最大設(shè)備尺寸; b)煤巷管線布置和行人要求; c)煤巷通風(fēng)要求; d)預(yù)留煤巷變形量。4.2.7錨桿支護(hù)形式以錨桿為基本支護(hù)構(gòu)件,可選以下構(gòu)件進(jìn)行組合: a)組合構(gòu)件(鋼筋托梁、鋼帶、鋼梁等); b)護(hù)網(wǎng); c)錨索。4.2.8錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下內(nèi)容: a)錨桿種類(螺
36、紋鋼錨桿、圓鋼錨桿、玻璃鋼錨桿或其它錨桿等); 第六十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 b) 錨桿附件(托板、球形墊圈、減摩墊圈和螺母等)的規(guī)格和力學(xué)性能; c) 錨桿幾何參數(shù)(直徑和長度等); d) 錨桿力學(xué)參數(shù)(屈服載荷、破斷載荷和延伸率等); e) 錨桿預(yù)緊力; f) 錨桿布置(錨桿間距、排距、安裝角度等); g) 鉆孔直徑、錨固方式和錨固長度; h) 錨桿設(shè)計(jì)錨固力;第六十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 i) 錨固劑的型號、數(shù)量等; j) 組合構(gòu)件(鋼筋托梁、鋼帶、鋼梁等)形式、規(guī)格和力學(xué)性能; k) 護(hù)網(wǎng)形式、規(guī)格和力學(xué)性能; l) 錨索形式和材質(zhì)(單
37、根錨索或錨索束,鋼絲繩或鋼絞線等); m) 錨索附件(錨索托板和錨具等)的規(guī)格和力學(xué)性能; n) 錨索幾何參數(shù)(直徑和長度等); o) 錨索力學(xué)參數(shù)(屈服載荷、破斷載荷和延伸率等);第六十二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 p) 錨索預(yù)緊力; q) 錨索布置(錨索間距、排距、安裝角度等); r) 錨索鉆孔直徑、錨固方式和錨固長度; s) 煤巷錨桿支護(hù)布置圖; t) 組合構(gòu)件加工示意圖; u) 支護(hù)材料消耗清單。第六十三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月4.2.9錨桿支護(hù)基本參數(shù)宜選用表2中的系列。表2 錨桿支護(hù)基本參數(shù)序號參 數(shù) 名 稱單 位參 數(shù) 值1 錨桿長度m1
38、.63.02 錨桿公稱直徑mm16.025.03 錨桿排距m0.71.54 錨桿間距m0.71.55 錨索有效長度m4.010.06 錨索公稱直徑mm15.222.0第六十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.2.10鉆孔直徑、錨桿直徑和樹脂錨固劑直徑應(yīng)合理匹配,鉆孔直徑和錨桿桿體直徑之差應(yīng)為6mm10mm,鉆孔直徑與樹脂錨固劑直徑之差應(yīng)為4mm8mm。 4.2.11煤巷頂板優(yōu)先采用樹脂錨固螺紋鋼錨桿,對于煤頂巷道、全煤巷道和大斷面煤巷,頂板宜采用高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿組合支護(hù)。 4.2.11.1采煤工作面?zhèn)鹊拿簬蛢?yōu)先采用可切割錨桿。 4.2.11.2煤巷頂板錨桿支護(hù)補(bǔ)強(qiáng)加固手段應(yīng)優(yōu)
39、先采用錨索(設(shè)計(jì)長度確保錨固到穩(wěn)定巖層中的長度不小于1.0m)。第六十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 錨索 頂板潛在 冒落范圍 頂板錨桿第六十六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.2.11.3煤巷復(fù)雜地段應(yīng)進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)(斷層破碎帶、切眼等應(yīng)采取錨索、架棚特殊措施)。復(fù)雜地段的支護(hù)范圍應(yīng)該延伸到正常地段5m以上。 4.2.12煤巷錨桿支護(hù)施工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)包括施工設(shè)備配置、施工工藝、施工質(zhì)量指標(biāo)和安全技術(shù)措施等。 4.2.13煤巷錨桿支護(hù)礦壓監(jiān)測設(shè)計(jì)應(yīng)包括監(jiān)測內(nèi)容、測站安設(shè)方法、數(shù)據(jù)測讀方法、測讀頻度和監(jiān)測儀器等。礦壓綜合監(jiān)測應(yīng)給出反饋指標(biāo)和錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì)修改準(zhǔn)則
40、;礦壓日常監(jiān)測應(yīng)給出監(jiān)測方法、合格標(biāo)準(zhǔn)和異常處情況的處理措施。 第六十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.2.14初始設(shè)計(jì)在井下實(shí)施后應(yīng)及時進(jìn)行礦壓監(jiān)測。將煤巷受掘進(jìn)影響結(jié)束時的監(jiān)測結(jié)果用于驗(yàn)證或修正初始設(shè)計(jì)。修正后的支護(hù)設(shè)計(jì)作為正式設(shè)計(jì)在井下使用。煤巷回采影響期間的監(jiān)測結(jié)果可用于其它類似條件巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證與修改。 4.2.15正式設(shè)計(jì)實(shí)施過程中,應(yīng)進(jìn)行礦壓監(jiān)測。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件發(fā)生顯著變化時及時修正。 4.3錨桿支護(hù)材料 4.3.1一般要求 設(shè)計(jì)選用的煤巷錨桿支護(hù)材料應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并具有產(chǎn)品合格證。錨桿(錨索)桿體第六十八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于202
41、2年6月及其附件、其它組合構(gòu)件等的力學(xué)性能應(yīng)相互匹配。(定期進(jìn)行質(zhì)量檢測) 4.3.2錨桿、托板、螺母 4.3.2.1金屬桿體、托板、螺母應(yīng)符合MT146.22002的規(guī)定。 4.3.2.2樹脂錨桿玻璃纖維增強(qiáng)塑料桿體應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 4.3.3錨固劑 樹脂錨固劑應(yīng)符合MT146.12002的有關(guān)規(guī)定。錨固劑生產(chǎn)廠家應(yīng)提供質(zhì)量合格證。 第六十九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.3.4鋼帶 鋼帶的選用應(yīng)根據(jù)巷道具體情況選用不同型號和規(guī)格,鋼帶材料抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于375MPa。 4.3.5錨索 4.3.5.1錨索用鋼絞線應(yīng)符合GB/T52242003的規(guī)定;應(yīng)優(yōu)先選用抗拉強(qiáng)
42、度等級不低于1860MPa,延伸率不小于3.5%,直徑不小于15.2mm的鋼絞線。 4.3.5.2與鋼絞線配套的錨具應(yīng)符合GB/T143702000的規(guī)定。 4.3.5.3錨索托板的承載力應(yīng)符合MT/T9422005的要求。第七十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.3.6網(wǎng) 煤巷錨桿支護(hù)巷道宜選用金屬焊接網(wǎng),在條件允許的情況下,可選用符合相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的編織金屬網(wǎng)或其它材料的網(wǎng)。 4.3.7噴射混凝土 服務(wù)期長的巷道或維修巷道可采用噴射混凝土等封閉措施。 4.4錨桿、錨索支護(hù)施工 4.4.1煤巷錨桿支護(hù)施工應(yīng)按掘進(jìn)工作面作業(yè)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 4.4.2錨桿支護(hù)巷道掘進(jìn)工作面應(yīng)
43、采用臨時支護(hù),不應(yīng)空頂作業(yè),其臨時支護(hù)形式、規(guī)格、要求等應(yīng)在作業(yè)規(guī)程、措施中明確規(guī)定。第七十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.4.3錨桿支護(hù)巷道落煤(巖)后,應(yīng)及時進(jìn)行頂板支護(hù)。若兩幫煤體穩(wěn)定,幫錨桿施工可適當(dāng)滯后,滯后距離和最大空幫時間應(yīng)在作業(yè)規(guī)程、措施中明確規(guī)定。 4.4.4錨桿孔施工 4.4.4.1頂板錨桿孔應(yīng)由外向掘進(jìn)工作面逐排順序施工,每排錨桿孔宜由中間向兩幫順序施工。 4.4.4.2錨桿孔實(shí)際鉆孔角度相對設(shè)計(jì)角度的偏差應(yīng)不大于5。 4.4.4.3錨桿孔的間排距誤差應(yīng)不超過100。第七十二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.4.4.4錨桿孔深度誤差
44、應(yīng)在030范圍內(nèi)。 4.4.4.5錨桿孔內(nèi)的煤巖粉應(yīng)吹干凈。 4.4.5錨桿安裝(樹脂錨固劑快速承載+預(yù)緊力) 4.4.5.1錨桿安裝應(yīng)優(yōu)先采用快速安裝工藝。 4.4.5.2錨固劑使用前應(yīng)進(jìn)行檢查,不應(yīng)使用過期、硬結(jié)、破裂等變質(zhì)失效的錨固劑。(3個月) 4.4.5.3當(dāng)使用兩卷以上不同型號的樹脂錨固劑時,應(yīng)按錨固劑凝固速度先快后慢的順序,將錨固劑依次放入鉆孔中,先將錨固劑推到孔底,再啟動錨桿鉆機(jī)攪拌樹脂錨固劑。(CK/K)第七十三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.4.5.4螺母應(yīng)采用機(jī)械設(shè)備緊固,需要二次緊固時,其扭矩或預(yù)緊力大小、緊固時間應(yīng)在作業(yè)規(guī)程、措施中明確規(guī)定。 4.
45、4.5.5螺母安裝達(dá)到規(guī)定預(yù)緊力矩后,一般不得將螺母卸下重新安裝。 4.4.5.6托板應(yīng)緊貼鋼帶、網(wǎng)或巷道圍巖表面,當(dāng)錨桿與巷道的周邊不垂直時應(yīng)使用異型托板。 4.4.5.7錨桿托板與螺母之間宜使用減摩墊圈。 4.4.5.8網(wǎng)的規(guī)格、聯(lián)網(wǎng)方式及參數(shù)應(yīng)在規(guī)程中明確規(guī)定。 4.4.6錨索施工 4.4.6.1采用錨索鉆機(jī)或錨桿鉆機(jī)鉆孔。第七十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.4.6.2錨索孔深度誤差應(yīng)不大于100mm。 4.4.6.3錨索宜垂直于頂板或巷道輪廓線布置,實(shí)際鉆孔角度與設(shè)計(jì)角度的誤差不大于10。 4.4.6.4錨索間排距誤差不大于100mm。 4.4.6.5安裝錨索應(yīng)
46、優(yōu)先使用電動或氣動張拉機(jī)具,不宜使用手動式張拉機(jī)具。 4.4.6.6安裝錨索時,鋼絞線應(yīng)推到孔底,安裝后外露鋼絞線長度不宜超過300mm。(150250mm) 4.4.6.7錨索施工后,應(yīng)及時對錨索進(jìn)行檢查,錨索預(yù)緊力的最低值應(yīng)不小于設(shè)計(jì)預(yù)緊力的90%。發(fā)現(xiàn)工作載荷低于預(yù)緊力時應(yīng)及時進(jìn)行二次張拉。 4.4.6.8錨索鉆孔中有淋水時,應(yīng)采用補(bǔ)強(qiáng)措施。第七十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.4.7其它施工要求 4.4.7.1錨桿支護(hù)作業(yè)時,如遇復(fù)雜地段(如煤炮劇烈、頂?shù)装寮皟蓭鸵平匡@著增加、頂板出現(xiàn)淋水或淋水加大、圍巖層節(jié)理發(fā)育、突發(fā)性片幫掉渣、巷道不易成型、鉆眼速度異常等)
47、,應(yīng)停止作業(yè)、分析原因,采取措施后方可施工。 4.4.7.2復(fù)雜地段應(yīng)優(yōu)先選用錨桿、錨索、錨注等支護(hù)形式進(jìn)行支護(hù),并適當(dāng)加大支護(hù)密度,必要時應(yīng)采用金屬支架、支柱等進(jìn)行加固(斷層落差較大圍巖破碎帶、交叉點(diǎn)、應(yīng)力集中區(qū)、頂板有較大淋水及煤層特別松軟破碎區(qū)等)。 4.4.7.3對失效、松動等不合格的錨桿、錨索應(yīng)及時補(bǔ)打或緊固。第七十六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 4.4.7.4采用錨桿支護(hù)的煤層巷道,應(yīng)備有一定數(shù)量的其它支護(hù)材料作防范措施。 4.4.7.5任何煤巷作業(yè)地點(diǎn),作為永久支護(hù)的錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)等不應(yīng)作為起吊設(shè)備或懸掛其他重物。 4.4.8噴射混凝土施工 4.4.8
48、.1噴射混凝土的施工應(yīng)按GB50086-2001的規(guī)定執(zhí)行。 4.4.8.2為防止混凝土的塑性收縮和龜裂,可選用聚丙烯腈纖維噴射混凝土。 第七十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月5 煤巷錨桿支護(hù)監(jiān)測5.1煤巷錨桿支護(hù)監(jiān)測 煤巷錨桿支護(hù)監(jiān)測分為綜合監(jiān)測和日常監(jiān)測兩種。綜合監(jiān)測的目的是驗(yàn)證或修正錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì),評價和調(diào)整支護(hù)設(shè)計(jì);日常監(jiān)測的目的是及時發(fā)現(xiàn)異常情況,采取必要措施,保證巷道安全。 5.2監(jiān)測內(nèi)容 綜合監(jiān)測的主要內(nèi)容為巷道表面和深部位移、頂板離層、錨桿(錨索)受力狀況;日常監(jiān)測主要內(nèi)容為頂板離層觀測。 5.3測站安設(shè) 每條錨桿支護(hù)煤巷應(yīng)安設(shè)綜合監(jiān)測測站;每間隔一定距離安設(shè)
49、一個頂板離層指示儀進(jìn)行日常監(jiān)測。當(dāng)圍巖地質(zhì)和生產(chǎn)條件發(fā)生顯著變化時,應(yīng)增減測站和第七十八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月頂板離層指示儀的數(shù)目;復(fù)雜地段必須安設(shè)頂板離層指示儀。頂板離層指示儀安設(shè)時應(yīng)緊跟掘進(jìn)工作面。 5.4繪制測站位置和儀器分布圖 應(yīng)繪制每個測站的位置和儀器分布圖,測站的監(jiān)測儀器應(yīng)專門編號,以便測讀時識別。 5.5觀測頻度 距掘進(jìn)工作面50m內(nèi)和回采工作面100m內(nèi)觀測頻度每天應(yīng)不少于一次。在此范圍以外,除非離層有明顯增長,頂板離層儀的觀測頻度可為每周一次。 第七十九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月5.6綜合監(jiān)測5.6.1巷道表面位移監(jiān)測 5.6.1.
50、1巷道表面位移監(jiān)測內(nèi)容包括頂?shù)装逑鄬σ平?、頂板下沉量、底鼓量、兩幫相對移近量和巷幫位移量?5.6.1.2 一般采用十字布點(diǎn)法安設(shè)測站,每個測站應(yīng)安設(shè)兩個監(jiān)測斷面,基點(diǎn)應(yīng)安設(shè)牢固。 5.6.1.3巷道深部位移觀測范圍不小于巷道跨度的1.5倍,孔內(nèi)測點(diǎn)數(shù)不少于4個。第八十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月5.6.2巷道頂板離層監(jiān)測 巷道表面位移監(jiān)測是在巷道的頂?shù)装搴蛢蓭驮O(shè)置監(jiān)測點(diǎn),即采用中腰線十字布點(diǎn)法,如圖所示。采用鋼卷尺和測繩測量,綜合監(jiān)測頻度距掘進(jìn)迎頭100m以內(nèi)一般每天不少于一次,100m以外每周不少于1次。 第八十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 5.6.
51、2.1 頂板離層指示儀的淺基點(diǎn)應(yīng)固定在錨桿端部位置,深基點(diǎn)一般應(yīng)固定在錨桿上方穩(wěn)定巖層內(nèi)300mm500mm,若無穩(wěn)定巖層,深基點(diǎn)在頂板中的深度應(yīng)不小于巷道跨度的1.5倍。 第八十二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月第八十三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月第八十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 5.6.2.2 頂板離層值超過設(shè)計(jì)頂板離層臨界值時,應(yīng)及時采取補(bǔ)強(qiáng)加固措施。 5.6.2.3不能進(jìn)行有效測讀的頂板離層指示儀應(yīng)立即更換,如果不能安裝在同一鉆孔中,應(yīng)靠近原位置鉆一新孔進(jìn)行安設(shè),原指示儀更換后,要記錄其讀值,并標(biāo)明已被更換。新指示儀的基點(diǎn)安設(shè)層位與
52、高度應(yīng)與原測點(diǎn)一致。 5.6.3 錨桿、錨索受力監(jiān)測 5.6.3.1采用測力錨桿監(jiān)測加長(全長)錨固錨桿的受力狀況,采用錨桿(錨索)測力計(jì)監(jiān)測端部錨固錨桿(錨索)的受力狀況。 第八十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 5.6.3.2錨桿(錨索)的受力監(jiān)測儀器應(yīng)在巷道錨桿(錨索)支護(hù)施工過程中安設(shè)。 5.6.4 信息反饋 應(yīng)及時分析處理綜合監(jiān)測數(shù)據(jù),進(jìn)行信息反饋,并提交正式設(shè)計(jì)。掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程應(yīng)作相應(yīng)修改,審批通過后實(shí)施,并繼續(xù)進(jìn)行綜合監(jiān)測。 5.7日常監(jiān)測 5.7.1基本要求 錨桿支護(hù)的煤巷都應(yīng)進(jìn)行日常監(jiān)測。制定日常監(jiān)測方案,按技術(shù)要求組織實(shí)施。 第八十六張,PPT共一百二十八頁,
53、創(chuàng)作于2022年6月 5.7.2 檢測人員培訓(xùn)要求 對監(jiān)測人員應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn),使其掌握測站安設(shè)、儀器操作、數(shù)據(jù)測讀和數(shù)據(jù)處理方法。其他人員也應(yīng)隨時注意觀察離層儀的變化,以便及早發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象。 5.8 異常情況 發(fā)現(xiàn)異常情況,監(jiān)測人員應(yīng)立即向礦主管部門匯報,并分析出現(xiàn)異常的原因及其危害,提出處理辦法并及時組織落實(shí)。 5.9存檔制度 各礦應(yīng)保存監(jiān)測數(shù)據(jù),編制監(jiān)測報告,并存檔。 第八十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月6.煤巷錨桿支護(hù)施工質(zhì)量檢測 6.1檢測職責(zé) 錨桿支護(hù)施工質(zhì)量檢測由礦主管部門負(fù)責(zé)。各礦應(yīng)配備專職施工質(zhì)量檢測人員。各礦業(yè)集團(tuán)公司應(yīng)對專職檢測人員進(jìn)行培訓(xùn),經(jīng)考核合格者由礦業(yè)
54、集團(tuán)公司發(fā)給上崗證。 6.2檢測內(nèi)容 錨桿支護(hù)施工質(zhì)量檢測的內(nèi)容包括錨桿(索)錨固力檢測、錨桿(索)安裝幾何參數(shù)檢測、錨桿(索)預(yù)緊力矩或預(yù)緊力檢測、錨桿(索)托板安裝質(zhì)量檢測、組合構(gòu)件和網(wǎng)安裝質(zhì)量檢測、噴射混凝土的強(qiáng)度和噴層厚度檢測。 第八十八張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 6.3檢測要求 錨桿支護(hù)施工質(zhì)量應(yīng)及時按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求,應(yīng)停止施工,進(jìn)行整改。施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的,應(yīng)及時采取補(bǔ)救措施。 6.4錨桿錨固力檢測 6.4.1采用錨桿拉拔計(jì)進(jìn)行錨桿錨固力檢測。檢測方法參見附錄A。 6.4.2 錨桿錨固力檢測抽樣率為3%,每300根頂、幫錨桿各抽樣一組(共
55、9根)進(jìn)行檢查,不足300根時,按300根進(jìn)行;第八十九張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 6.4.3錨桿錨固力均不低于設(shè)計(jì)錨固力為合格;如有一根低于設(shè)計(jì)錨固力,應(yīng)重新抽樣檢測,如重新檢測的錨桿錨固力均不低于錨桿設(shè)計(jì)錨固力為合格,如仍有一根不合格則判錨桿施工安裝質(zhì)量為不合格。 6.5錨桿安裝幾何參數(shù)檢測 6.5.1錨桿安裝幾何參數(shù)檢測內(nèi)容包括錨桿間距、排距、錨桿安裝角度和錨桿外露長度等。 6.5.2錨桿安裝幾何參數(shù)檢測范圍不小于15m,檢測點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于3個。 6.5.3錨桿間距和排距采用鋼卷尺測量呈四邊形布置的4根錨桿之間的距離。第九十張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月
56、 6.5.4 錨桿安裝角度采用半圓儀測量鉆孔方位角; 6.5.5 錨桿外露長度采用鋼板尺測量測點(diǎn)處一排錨桿外露長度最大值。 6.6錨桿預(yù)緊力或力矩檢測 6.6.1錨桿預(yù)緊力或力矩檢測抽樣率不低于5%,每300根頂、幫錨桿抽樣各一組(共15根)進(jìn)行檢測,不足300根時,按300根進(jìn)行。 6.6.2錨桿預(yù)緊力或力矩不低于設(shè)計(jì)預(yù)緊力矩的90%為合格。 6.7錨桿托板安裝質(zhì)量檢測第九十一張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 6.7.1檢測頻度同錨桿幾何參數(shù),每個測點(diǎn)應(yīng)以一排錨桿為一組進(jìn)行檢測。 6.7.2錨桿托板安裝質(zhì)量檢測用實(shí)地觀察和敲擊法進(jìn)行; 6.8組合構(gòu)件和網(wǎng)安裝質(zhì)量檢測 網(wǎng)、鋼帶、
57、鋼筋托梁與煤巷表面緊貼程度用現(xiàn)場目測法檢測,網(wǎng)、鋼帶、鋼筋托梁與煤巷表面貼緊長度不低于70為合格;網(wǎng)片搭接長度用鋼卷尺測量。 6.9錨索安裝質(zhì)量檢測 6.9.1 錨索安裝間距、排距、安裝角度和錨索外露長度的檢測方法同錨桿。第九十二張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 6.9.2 錨索預(yù)緊力的檢測用錨索測力計(jì)或張拉設(shè)備進(jìn)行。6.10噴射混凝土的檢測 噴射混凝土的檢測方法應(yīng)符合GB50086-2001的有關(guān)規(guī)定。6.11煤巷錨桿支護(hù)質(zhì)量評定 6.11.1煤巷錨桿支護(hù)質(zhì)量評定應(yīng)符合MT50091994的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 6.11.2煤巷錨桿支護(hù)質(zhì)量達(dá)不到合格標(biāo)準(zhǔn)要求時,應(yīng)及時采取補(bǔ)強(qiáng)措施,補(bǔ)
58、強(qiáng)后的巷道應(yīng)對其工程質(zhì)量重新進(jìn)行質(zhì)量評定和驗(yàn)收。第九十三張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 附 錄 A (資料性附錄) 錨桿拉拔力試驗(yàn) 錨桿拉拔力試驗(yàn)的目的是判定巷道圍巖的可錨性、評價錨桿、樹脂、圍巖錨固系統(tǒng)的性能和錨桿的錨固力。試驗(yàn)必須在現(xiàn)場進(jìn)行,使用的材料和設(shè)備與巷道正常支護(hù)相同。 A.1 試驗(yàn)工具和設(shè)備 試驗(yàn)的工具與設(shè)備主要有:(1)錨桿拉力計(jì)(量程200kN、分辨率1.0kN)(2)鉆孔機(jī)具。第九十四張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月A.2 準(zhǔn)備工作 A.2.1 地點(diǎn)的選擇 試驗(yàn)地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近掘進(jìn)工作面,圍巖較平整,未發(fā)生脫落、片幫等現(xiàn)象。試驗(yàn)錨桿應(yīng)避開鋼帶(鋼
59、筋梯)安裝,距鄰近錨桿不小于300mm。 A.2.2 錨桿、錨固劑 試驗(yàn)用錨桿的表面應(yīng)無銹、油、漆或其他污染物。樹脂錨固劑按設(shè)計(jì)選用。 A.2.3 鉆孔 用錨桿鉆機(jī)在選擇的地點(diǎn)鉆孔。試驗(yàn)前測量鉆孔直徑、錨桿直徑、樹脂直徑。 第九十五張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月A.2.4 錨桿安裝(1)將樹脂錨固劑放入孔中,用錨桿將其慢慢推到孔底;(2)用錨桿鉆機(jī)將錨桿邊旋轉(zhuǎn)邊推進(jìn)到孔底,然后再旋轉(zhuǎn)5s10s停止;(3)等待30s后,退下錨桿鉆機(jī);(4)做好標(biāo)記,以備試驗(yàn)。A.3 拉拔試驗(yàn) 拉拔試驗(yàn)在錨桿安裝后0.5h4.0h進(jìn)行。時間過短影響錨固劑固化后的強(qiáng)度,時間過長則因巷道圍巖發(fā)生變形影
60、響測量結(jié)果。 第九十六張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 按圖A.1所示安設(shè)儀器,確保錨桿拉力計(jì)油缸的中心線與錨桿軸線重合。試驗(yàn)前,檢查手動泵的油量和各連接部位是否牢固,確認(rèn)無誤后再進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)由兩人完成,一人加載,一人記錄(見表A.1)。試驗(yàn)時應(yīng)緩慢均勻地操作手動泵壓桿。當(dāng)錨桿出現(xiàn)明顯位移時,停止加壓,記錄錨桿拉力計(jì)此時的讀數(shù),即為拉拔試驗(yàn)值。 圖A.1錨桿拉拔力試驗(yàn)示意圖第九十七張,PPT共一百二十八頁,創(chuàng)作于2022年6月 表A.1 錨桿拉拔力試驗(yàn)記錄表 巷道名稱:錨桿序號時間巖性錨桿長度(mm)錨桿直徑(mm)孔徑(mm)錨固長度(mm)錨 固 劑直徑(mm)拉拔力(kN
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