XXXX集团煤巷锚杆支护技术规范Word文档下载推荐.docx

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第二章巷道围岩现场调查与地质力学评估

2.1巷道现场调查与围岩地质力学评估是煤巷锚杆支护设计的基础依据和先决条件，应在进行支护设计之前完成。

2.2现场调查与地质力学评估首先应确定调查与评估的区域，考虑巷道服务期间影响支护系统的所有因素，随后的锚杆支护设计应该限定在这个区域内。

2.3地质力学评估与现场调查主要包括以下内容：

煤巷围岩地质力学评估的内容包括现场地质条件和生产条件调查、煤巷围岩物理力学性质测定、围岩结构观测、地应力测量和锚杆拉拔力试验。

煤巷围岩地质力学评估的具体内容见表1。

表1地质力学评估内容

序号

参数

内容

1

煤层厚度

指被煤巷切割的煤层厚度

2

煤层倾角

在井下直接测取，或由工作面地质说明书给出

3

地质构造

煤巷周围地质构造的分布情况，由工作面地质说明书给出

4

水文地质条件

煤巷涌水量，水对围岩物理力学性质的影响，由工作面地质说明书给出

5

2倍煤巷宽度范围内顶底板岩层层数和厚度

由综合地质柱状图或钻孔资料确定

6

岩（煤）层物理力学参数

在井下原位测取，或在实验室内利用岩（煤）样测定

7

岩层的分层厚度

指分层厚度的平均值

8

各层节理裂隙间距

指沿结构面法线方向的平均间距，在煤巷内（类似条件）测取

9

煤巷轴线方向

由工作面巷道布置图给出

10

煤巷埋深

地表到煤巷的垂直距离

11

原岩应力的大小和方向

在井下实测

12

煤柱宽度

煤柱的实际宽度

13

采动影响

煤巷受到周围掘进或回采工作面采动影响情况

14

煤巷几何形状和尺寸

根据工作面回采需要确定，一般宜选用的几何形状为矩形和梯形

15

锚杆在岩（煤）层中的拉拔力

锚杆在岩（煤）层中的拉拔力试验

2.4根据矿井开拓部署和采区划分合理安排煤巷围岩地质力学参数的测试。

测点应具有代表性，应能最大程度地反映整个井田和采区的实际情况，并根据测试数据绘制矿井地应力分布图。

2.5煤巷围岩地质力学参数包括围岩物理力学性质、围岩结构和围岩应力。

目前根据国内外的技术水平和科研成果，应采用先进的测试方法进行测试。

（1）煤岩体的物理力学性质参数包括煤岩体的真密度、视密度、孔隙率、单轴抗拉强度、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角和水理性质等。

这些参数可通过井下采取岩样进行实验室试验获得；

一些参数（单轴抗压强度、变形模量等）也可通过井下原位测量获得；

（2）围岩结构可采用巷道表面观察，钻孔取芯测量和钻孔窥视等方法进行；

（3）地应力测量优先采用水压致裂法或应力解除法测量。

2.6应在煤巷围岩中进行锚杆拉拔力试验，试验方法参见附录1。

锚杆拉拔力试验应在需支护的煤巷现场或类似条件的围岩中进行，每次每种围岩不少于三根锚杆。

根据试验结果判断围岩的可锚性。

2.7巷道围岩地质力学参数有一定的适用范围。

当在一个地点获取的参数用于同一煤层的其它地点时，应进行充分的现场调研和分析，以保证两地点条件的相似性。

2.8当巷道围岩岩性与分布、围岩结构和地应力发生较大变化时，如遇到大型地质构造，开采新的煤层，矿井开拓延伸至深部等，应对地质力学参数进行重新测定。

第三章煤巷锚杆支护设计

3.1在现场调查、巷道围岩地质力学测试与评估的基础上进行锚杆支护设计。

先提出锚杆支护初始设计，然后随井下施工进行矿压监测，信息反馈，以验证或修改初始设计。

3.2在采区巷道布置时，应尽量使煤巷的轴线方向与最大水平主应力的方向平行。

3.3煤巷锚杆支护设计应采用动态信息设计方法。

设计应在地质力学评估的基础上按以下步骤进行：

初始设计—井下监测—信息反馈—正式设计。

3.4根据地质力学评估结果，进行锚杆支护初始设计。

初始设计应包括以下内容：

（1）巷道地质与生产条件及地质力学评估结果；

（2）煤巷断面设计；

（3）锚杆支护形式设计；

（4）锚杆支护参数设计；

（5）锚杆支护材料选择和施工机具、设备配套；

（6）锚杆支护施工工艺、安全技术措施和施工质量指标；

（7）锚杆支护矿压监测设计；

（8）煤巷围岩复杂地段及受到采动影响时的特殊设计。

3.5锚杆支护初始设计可采用以下一种或多种方法组合进行：

（1）工程类比法：

根据已经支护巷道的实践经验，通过类比，直接提出锚杆支护形式与参数。

也可根据巷道围岩稳定性分类结果进行锚杆支护形式与参数设计。

当一个地点的巷道锚杆支护设计通过井下施工和监测证明是合理的，在同一煤层类似尺寸的其它巷道，通过充分的现场调查和评估，证明两个地点在地质条件、围岩性质、应力场等方面是相似的，则第二个地点可参考第一个地点的锚杆支护设计。

（2）理论计算法：

选择适合本矿煤巷条件的锚杆支护理论进行理论计算设计；

（3）数值模拟法：

根据地质力学评估结果建立数值模拟模型，通过多方案比较，确定锚杆支护初始设计。

3.6煤巷断面一般采用矩形或梯形，特殊情况可采用拱形或其它形状断面。

煤巷断面设计应考虑以下因素：

（1）煤巷布置（运输）的最大设备尺寸；

（2）煤巷管线布置和行人要求；

（3）煤巷通风要求；

（4）预留煤巷变形量。

3.7煤巷锚杆支护形式以锚杆与锚索为基本支护构件，可选以下方式进行组合：

（1）组合构件（钢筋托梁、钢带、钢梁等）；

（2）护网；

（3）喷浆。

对于服务时间长的煤巷，根据需要还应进行喷浆。

3.8锚杆支护设计应包括以下内容：

（1）锚杆种类（螺纹钢锚杆、圆钢锚杆、玻璃钢锚杆或其它锚杆等）；

（2）锚杆附件（托板、球形垫圈、减摩垫圈和螺母等）的规格和力学性能；

（3）锚杆几何参数（直径和长度等）；

（4）锚杆力学参数（屈服载荷、破断载荷、延伸率及冲击吸收功等）；

（5）锚杆预紧力或预紧力矩；

（6）锚杆布置（锚杆间距、排距、安装角度等）；

（7）钻孔直径、锚固方式和锚固长度；

（8）锚杆设计锚固力；

（9）锚固剂的型号、数量等；

（10）组合构件（钢筋托梁、钢带、钢梁等）形式、规格和力学性能；

（11）护网形式、规格和力学性能；

（12）锚索形式和材质；

（13）锚索附件（锚索托板、锚具、防护套等）的规格和力学性能；

（14）锚索几何参数（直径和长度等）；

（15）锚索力学参数（屈服载荷、破断载荷和延伸率等）；

（16）锚索预紧力；

（17）锚索设计锚固力；

（18）锚索布置（锚索间距、排距、安装角度等）；

（19）锚索钻孔直径、锚固方式和锚固长度；

（20）煤巷锚杆支护布置图；

（21）组合构件加工示意图；

（22）支护材料消耗清单。

3.9锚杆支护基本参数宜选用表2中的系列。

表2锚杆支护基本参数

参数名称

单位

参数值

锚杆长度

m

1.6～3.0

锚杆公称直径

mm

16.0～25.0

锚杆排距

0.7～1.5

锚杆间距

锚索有效长度

4.0～10.0

锚索公称直径

17.8～22.0

3.10钻孔直径、锚杆直径和树脂锚固剂直径应合理匹配，钻孔直径和锚杆杆体直径之差应为6～10mm，钻孔直径与树脂锚固剂直径之差应为4～8mm。

3.11对于煤顶巷道和全煤巷道，顶板应采用树脂锚固高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆组合支护，并进行锚索补强。

巷帮支护也优先采用高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆组合支护。

冲击地压巷道，尽量选用高韧性高强度的左旋无纵筋螺纹钢锚杆组合支护，并进行锚索补强。

但可根据巷道围岩条件、使用要求选择其它锚杆形式。

3.12对于冲击地压巷道、深部巷道或复杂困难巷道，优先采用强力锚杆与锚索组合支护形式，也可采用全锚索支护形式。

根据巷道围岩条件，优先采用全长预应力锚固方式。

3.13煤巷复杂地段应进行联合支护。

复杂地段的支护范围应该延伸到正常地段5m以上。

3.14煤巷锚杆支护施工工艺设计应包括施工设备配置、工艺流程、施工质量指标和安全技术措施等。

3.15煤巷锚杆支护矿压监测设计应包括监测内容、测站安设方法、测站数量和安设位置、数据测读方法、测读频度和监测仪器、监测数据分析方法等。

矿压综合监测应给出反馈指标和锚杆支护初始设计修改准则，矿压日常监测应给出监测方法、合格标准和异常情况的处理措施。

3.16初始设计在井下实施后应及时进行矿压监测。

将煤巷受掘进影响结束时的监测结果用于验证或修正初始设计。

修正后的支护设计作为正式设计在井下使用。

煤巷回采影响期间的矿压监测结果可用于其它类似条件巷道支护设计的验证与修改。

3.17正式设计实施过程中，应进行矿压监测。

当地质条件发生显著变化时应及时修正。

第四章煤巷锚杆支护材料

4.1设计选用的煤巷锚杆支护材料应符合国家标准和相关行业标准，并具有产品合格证与安全标志。

4.2锚杆支护材料包括锚杆杆体、托板、螺母、垫圈、锚固剂，组合构件钢筋托梁、钢带、网，锚索、锚具、锚索托板、锚索托梁等。

各构件的性能、强度与结构必须相互匹配。

4.3金属杆体、托板、螺母应符合MT146.2－2011的规定，还应符合以下规定：

（1）强力锚杆杆体的屈服强度不低于500MPa，极限抗拉强度不低于670MPa，延伸率不低于20%，冲击吸收功不小于40J；

（2）高强度螺纹钢锚杆杆体的屈服强度不低于335MPa，极限抗拉强度不低于490MPa，延伸率不低于20%；

（3）圆钢锚杆杆体的屈服强度不低于235MPa，抗拉强度不低于370MPa，延伸率不低于20%；

（4）锚杆杆尾螺纹加工应采用精度较高的设备，采用滚压加工工艺成型，螺纹公称直径应大于杆体公称直径2mm。

4.4靠采煤工作面一侧的煤帮锚杆优先采用非金属锚杆（玻璃钢锚杆等）。

当非金属锚杆不能满足要求时，可采用金属锚杆。

4.5树脂锚固剂应符合MT146.1－2011的有关规定，其中锚固剂抗压强度应大于60MPa。

4.6锚杆托板符合以下规定：

（1）金属托盘钢号不小于Q235，金属托板形状为拱形，高强及强力螺纹钢锚杆配套用金属托盘高度不小于36mm，根据需要还应配用调心垫圈，螺母与调心垫圈间应加减摩垫片，减摩垫片材质优先选用1010尼龙。

（2）托板的承载能力应与杆体尾部螺纹承载力相匹配，托板承载力不低于尾部螺纹的极限拉断力。

（3）金属托板尺寸不小于100100mm，高强度螺纹钢锚杆配套用金属托板厚度不小于8mm，强力锚杆配套用金属托板厚度不小于10mm。

4.7托梁符合以下规定：

（1）在一般条件下，优先选用钢筋托梁。

在钢筋托梁不能满足要求时，使用W型钢带或W型钢护板；

（2）钢筋托梁必须保证焊接质量；

（3）W型钢带执行煤炭行业MT/T861-2000《矿用W钢带》标准。

应根据巷道具体情况选用不同型号和规格的钢带，钢带材料抗拉强度应不低于370MPa。

4.8网：

煤巷锚杆支护巷道宜选用金属焊接网，在条件允许的情况下，可选用符合相应技术标准的编织金属网或其它材料的网。

4.9锚索应符合以下规定：

（1）锚索用钢绞线应符合GB/T5224－2014的规定。

应优先选用抗拉强度等级不低于1860MPa，最大力总伸长率不小于3.5%，直径不小于17.8mm的钢绞线；

对于冲击地压、深部、高应力、大断面等复杂困难巷道应优先选择直径不小于20mm的强力锚索。

切断钢绞线宜采用无齿锯或液压切断器，钢绞线长度应符合锚索结构设计要求，长度允许误差范围为士50mm；

（2）与钢绞线配套的锚具应符合GB/T14370－2015的规定。

锚具应与所选用的钢绞线的规格和强度级别相匹配，锚具的承载力应不小于索体的极限拉断力；

（3）锚索托板的承载力应符合MT/T942－2005的要求。

锚索托板和托梁的承载力与索体强度匹配；

优先选用拱形托板，规格尺寸不小于300mm×

300mm；

若选用平托板，则厚度应不小于16mm；

托板中心孔径比钢绞线公称直径大2～4mm；

（4）托板承载力应不小于锚索设计承载力的1.5倍；

强力锚索（直径≥20mm）拱形托板厚度应不小于14mm，托板高度应不小于60mm；

（5）树脂锚固锚索的锚固长度不小于1200mm；

（6）注浆锚索所用的普通硅酸盐水泥标号不低于42.5#。

5.1煤巷锚杆支护施工应按掘进作业规程的有关规定进行。

5.2锚杆支护施工前应做好一切准备工作，包括：

（1）编制掘进作业规程：

施工前必须依据巷道支护设计及有关资料编制详细的掘进作业规程，并按规定程序上报审批；

（2）支护材料：

根据巷道支护设计要求准备好施工所需的支护材料，并确保产品质量；

（3）施工机具：

根据支护设计要求，选择合适的锚杆机具，包括锚杆（索）钻机，钻杆、钻头，锚杆预紧工具或设备，锚索张拉设备等，锚索张拉千斤顶须有合理的限位距离（一般为8～13mm），并保证产品质量和配件，施工机具中各部分要求相互匹配，必要时设立标识；

（4）培训：

施工前必须对操作工人进行作业规程贯彻学习，使其熟练掌握施工工艺、技术要求和机具的操作方法，强调施工质量的重要性和保证措施。

5.3井下施工时，必须严格按照掘进作业规程要求进行，确保锚杆支护施工质量。

5.4巷道掘进应符合以下规定：

（1）锚杆支护的煤巷优先采用掘进机掘进。

若采用炮掘，必须进行合理的爆破参数设计，最大程度地减小爆破作业对巷道围岩稳定性的影响；

（2）巷道掘进断面应符合支护设计要求，保证成形质量。

5.5临时支护应符合以下规定：

（1）严禁在空顶下作业，必须按作业规程要求进行临时支护；

（2）优先选用具有一定初撑力的临时支护装置和先进可靠的临时支护方法；

（3）临时支护形式、规格、要求等应在掘进作业规程、措施中明确规定。

5.6锚杆必须紧跟掘进工作面及时支护，最大空顶距严格按作业规程要求执行。

最小空顶距不得大于300mm，严禁留较大的空顶交给下一班。

5.7锚杆钻孔应符合以下规定：

（1）顶板锚杆孔应由外向掘进工作面逐排顺序施工，每排锚杆孔宜由中间向两帮顺序施工；

（2）钻孔前应根据设计要求和围岩情况定好孔位；

（3）钻孔深度必须符合设计要求，锚杆孔深度误差应在0～30mm范围内；

（4）锚杆孔实际钻孔角度与设计角度的偏差应不大于5°

;

（5）锚杆孔的间排距误差应不超过100mm；

（6）钻孔中的煤粉或岩粉应按作业规程要求在安装锚杆前清理干净。

5.8锚杆安装应符合以下规定：

（1）锚杆安装应优先采用快速安装工艺；

（2）锚固剂使用前应进行检查，严禁使用过期、硬结、破裂等变质失效的锚固剂；

（3）当使用两卷以上不同型号的树脂锚固剂时，应按锚固剂凝固速度先快后慢的顺序，将锚固剂依次放入钻孔中，先将锚固剂推到孔底，再启动锚杆钻机搅拌树脂锚固剂；

（4）树脂锚固剂搅拌是锚杆安装中的关键工序。

搅拌时间按不同型号和厂家要求严格控制，同时要求搅拌过程连续进行，中途不得间断；

（5）托板应紧贴钢带、网或巷道围岩表面，未接触部分必须楔紧、垫实；

当锚杆与巷道的周边不垂直时应使用异型托板；

（6）螺母应采用专门的预紧设备紧固，必须达到支护设计要求的预紧力矩。

（7）锚杆安装必须有一定的预紧力。

强力锚杆的安装力矩应为400～550N•m，高强度锚杆的安装力矩应为300～500N•m，玻璃钢锚杆的安装力矩不得小于40N•m；

（8）锚杆托板与螺母之间应使用减摩垫圈。

5.9钢筋托梁、W钢带或W钢护板应尽量与巷道壁面保持良好接触。

当巷道壁面不平整无法贴紧时，应采用背板材料垫实。

5.10铺网应按设计要求进行，网的规格、联网方式及参数应在规程中明确规定。

铺网时必须将网铺平拉紧，网片间连接牢固。

5.11锚索安装应符合以下规定：

（1）采用锚索钻机或锚杆钻机钻孔；

（2）锚索孔深度误差应不大于100mm；

（3）锚索宜垂直于顶板或巷道轮廓线布置，实际钻孔角度与设计角度的误差不大于10°

；

（4）锚索间排距误差不大于100mm；

（5）安装锚索应优先使用电动或气动张拉机具，不宜使用手动式张拉机具；

（6）安装锚索时，钢绞线应推到孔底，安装后外露钢绞线长度不宜超过300mm；

（7）锚索搅拌树脂药卷和托板安装的技术要求同锚杆安装；

（8）锚索安装必须施加一定的预紧力，预应力按照支护设计要求进行。

考虑到锚索预应力损失，φ22mm的强力锚索预应力应控制在250～300kN，预应力损失后一般不得小于200kN；

φ17.8～20mm的锚索预应力应控制在150～250kN；

（9）张拉锚索时要两人协作，张拉油缸应与钢绞线保持在同一轴线上，操作人员要避开张拉缸轴线方向，以保证安全；

（10）锚索施工后，应及时对锚索进行检查，锚索预紧力的最低值不得小于设计值。

发现工作载荷低于预紧力时应及时进行二次张拉；

（11）一般情况，不允许井下切割锚索，井下必须切割时，应制定好安全措施。

切割器使用时必须两人协作。

采用专用套管将钢绞线套好，防止钢丝散落。

（12）锚索钻孔中有淋水时，应采用补强措施。

5.12锚杆支护作业时，如遇复杂地段，应停止作业、分析原因，采取措施后方可施工。

5.13掘进时形成的巷道超宽和超高应及时处理。

可采用加长组合构件、补打锚杆（索）等方法进行。

5.14复杂地段应优先选用锚杆、锚索、锚注及注浆等支护加固形式进行支护，并适当加大支护密度，必要时应采用金属支架、支柱等进行加固。

5.15对失效、松动等不合格的锚杆、锚索应及时补打或紧固。

5.16采用锚杆支护的煤巷，应备有一定数量的其它支护材料作为防范措施。

5.17任何煤巷作业地点，作为永久支护的锚杆、锚索、钢带、钢筋托梁、金属网等不应用作起吊设备或悬挂其他重物。

5.18喷射混凝土的施工应按GB50086-2015的规定执行。

6.1锚杆支护施工质量检测由各矿主管部门负责。

各矿应配备专职施工质量检测人员。

各矿应对专职检测人员进行培训，经考核合格者由上级主管部门发给上岗证。

6.2锚杆支护施工质量检测的内容包括锚杆（索）锚固力检测、锚杆（索）安装几何参数检测、锚杆（索）预紧力矩或预紧力检测、锚杆（索）托板安装质量检测、组合构件和网安装质量检测、喷射混凝土的强度和喷层厚度检测。

6.3锚杆支护施工质量应及时按设计要求进行检测。

检测结果不符合设计要求，应停止施工，进行整改。

施工质量不达标的，应及时停工并采取补救措施。

6.4必须定期进行井下锚杆锚固力检测，检测内容、频度和要求如下：

（1）锚杆锚固力检测采用井下锚杆拉拔试验完成，锚杆拉拔力试验要求见附录1；

（2）锚固力检测抽样率为3%。

每300根顶（帮）锚杆抽样一组（9根）进行检查。

不足300根时，按300根考虑；

（3）锚杆锚固力均不低于设计锚固力为合格；

如有一根低于设计锚固力，应重新抽样检测，如重新检测的锚杆锚固力均不低于锚杆设计锚固力为合格，如仍有一根不合格则判定锚杆施工安装质量为不合格。

必须组织有关人员研究锚杆施工质量不合格的原因，并采取相应的处理措施；

（4）锚杆拉拔试验应遵守下列规定：

①锚杆拉拔计在试验过程中必须固定牢靠；

②拉拔锚杆时，拉拔装置正对方附近严禁站人；

③锚杆杆体直径一旦出现颈缩时，应及时卸载；

④锚杆拉拔试验后，应及时重新拧紧螺母。

如果锚杆失效，应及时补打锚杆。

6.5在下列情况下，应做相应的拉拔试验：

（1）锚杆支护设计或支护材料发生变更；

（2）巷道围岩地质条件发生较大变化，如遇断层、破碎带、褶曲等地质构造；

（3）巷道顶板出现较大淋水；

（4）施工中发现锚固剂有异常；

（5）更换锚固剂厂家或调整锚固剂配方等情况。

6.6锚杆安装几何参数检测：

（1）锚杆安装几何参数检测内容包括锚杆间距、排距、锚杆安装角度和锚杆外露长度；

（2）锚杆安装几何参数检测范围不小于15m，检测点数不应少于3个；

（3）锚杆间距和排距采用钢卷尺测量呈四边形布置的4根锚杆之间的距离；

（4）锚杆安装角度采用半圆仪测量钻孔方位角；

（5）锚杆外露长度采用钢板尺测量测点处一排锚杆外露长度最大值。

6.7必须进行锚杆预紧力或力矩检测。

检测内容、频率和要求如下：

（1）锚杆预紧力检测采用力矩扳手；

（2）锚杆预紧力矩检测抽样率不低于5%，每300根顶、帮锚杆抽样各一组（共15根）进行检测，不足300根时，按300根进行；

（3）锚杆预紧力矩不低于设计预紧力矩时为合格。

若其中一个螺母预紧力矩不合格，将其重新拧紧即可；

若有2个或2个以上不合格，则判定锚杆施工安装质量为不合格，应将本班安装的所有锚杆螺母重新拧紧一遍。

6.8锚杆托板安装质量检测要求：

（1）检测频度同锚杆几何参数，每个测点应以一排锚杆为一组进行检测；

（2）锚杆托板安装质量检测采用实地观察和敲击法进行。

6.9组合构件和网安装质量检测要求：

网、钢带、钢筋托梁与煤巷表面紧贴程度用现场目测法检测，网、钢带、钢筋托梁与煤巷表面贴紧长度不低于70％为合格，网片搭接长度用钢卷尺测量。

6.10锚索安装质量检测要求：

（1）锚索安装间距、排距、安装角度和锚索外露长度的检测方法同锚杆；

（2）锚索预紧力的检测采用性能可靠的锚索测力计或张拉设备进行。