第一篇:煤巷錨桿支護管理辦法新
綜掘區煤巷錨桿支護管理辦法
為進一步規范綜掘區煤巷錨桿支護巷道日常管理,進一步提高工程質量標準、努力打造本質安全型區隊、特制定本管理辦法。
一、管理辦法:
1、區技術人員負責對全區各隊記錄人員的培訓。
2、建立錨桿支護材料抽檢制度,由區長牽頭,副區長、隊長、技術員、材料員參加,對每批次入井材料隨時進行抽查,不合格材料嚴禁使用。
3、煤巷錨桿支護技術含量較高,必須維持支護設計、規程、措施的權威性和嚴肅性,任何掘進頭和個人嚴禁擅自進行修改技術參數,嚴格按照施工作業牌板及作業規程進行施工。
4、加強煤巷錨桿質量標準化管理,嚴格控制超挖,確因地質原因造成的巷道超寬超高,不作為檢查要求,但必須保證錨桿的施工質量。
5、錨桿支護時必須采取臨時支護,嚴禁空頂作業,可采用前探梁、戴帽點柱等有效支護方式,臨時支護在作業規程中明確規定。頂板錨桿要緊跟迎頭,幫部錨桿根據煤層條件可適當滯后,幫部錨桿、錨索滯后迎頭距離嚴格按照安全技術措施中技術參數要求進行施工。
6、區部錨桿支護領導小組負責對錨桿支護巷道進行日常巡檢,失效的錨桿應即時補打。發現離層加快、下沉量突增等情況,及時采取點柱、挑棚、套棚等有效加固措施,并向公司錨桿支護領導小組匯報。
7、錨桿支護作業時,如遇到頂底板及兩幫移近量顯著增加、底板出現較大底鼓、頂板出現淋水或淋水增大、圍巖節理裂隙發育、突發性片幫掉渣、巷道不易成型、鉆眼速度異常等情況,必須立即停止施工,報公司錨桿支護領導小組,由錨桿支護領導小組組織相關單位人員查明原因,研究制定施工方案,掘進頭不得隨意改變支護形式。
8、錨桿支護巷道,杜絕采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網等做為起吊梁。
9、每掘進巷道30~50米,區技術人員要利用施工錨索進行頂板巖性探查,定期收集迎頭頂板狀況(巖性,厚度、打眼時間),編制柱狀圖并做好記錄臺帳。頂板變化出現異常時,需要變更設計進行施工時,施工單位技術人員必須 先向生產技術部提出申請,生產技術部報請公司錨桿支護工作領導小組擬定施工方案后,方可改變支護形式。
10、掘進頭必須按作業規程、技術安全措施、操作規程進行施工,班組必須做好現場支護質量的自檢、互檢工作,管技人員必須做好后路頂板觀測工作。工作面現場各類記錄臺帳齊全并如實填寫(①、錨索施工記錄臺帳;②、錨索抽查記錄臺帳;③、錨桿班組自檢、互檢記錄臺帳;④、錨桿區隊日檢記錄臺帳;⑤、頂板離層儀觀測記錄臺帳;⑥、頂板巖性柱狀圖)。班組自檢、互檢工作由班長負責,發現問題及時采取補救措施,全區日檢工作由區長、書記負責。
11、掘進頭班長必須認真填寫當班的自檢、互檢記錄和錨桿、錨索施工記錄以及頂板離層儀記錄。
12、巷道頂板離層監測:采用頂板離層指示儀。由主管技術員、技術員或隊長負責安裝,安裝要求為六煤層巷道每隔50m、綜掘滯后迎頭不超過60m,炮掘不超過80m;四煤層巷道每隔40m、綜掘滯后迎頭不超過50m,炮掘不超過70m建立一個頂板離層觀測站,每站安裝一組指示儀,并且在測站懸掛記錄牌板;對于斷層及圍巖破碎帶、頂板淋水、應力集中、交叉點及硐室等特殊地段巷道必須安設頂板離層指示儀。
13、離層臨界值確定為40mm,當頂板離層總量超過40mm的規定時,應及時采取安全有效措施,防止頂板離層進一步擴大。
14、錨桿載荷監測(錨桿測力計):采用敏感性液壓枕監測,每條巷道至少對一個斷面半數以上錨桿載荷進行監測。
15、區錨桿支護檢測領導小組負責對本單位錨桿抗拔力、錨桿預緊力、錨索張緊力、錨桿角度、頂板離層監測以及各類記錄臺帳進行抽查。
16、錨桿錨固力及預緊力必須符合作業規程規定,頂板金屬螺紋鋼錨桿錨固力不小于80KN,預緊力不小于150N·m,幫部玻璃鋼錨桿及金屬螺紋鋼錨桿錨固力均不小于50KN,預緊力不小于100N·m,且托板緊貼巖面不松動。錨桿外露長度(螺母外)15mm~50mm。
17、錨桿安裝前,用桿體將錨固劑推至孔底,啟動錨桿鉆機帶動桿體旋轉,勻速將桿體推至孔底,使固化劑與膠泥混合均勻,攪拌時間控制在40秒左右,等待時間180秒。
18、錨索選用Φ15.24mm鋼絞線,每眼采用K2335型(4卷)樹脂錨固劑錨固,托板、鎖頭配套使用;錨索必須生根于頂板堅硬巖層中,且生根長度不少于1000mm;錨索外露長度150mm~250mm,錨索張緊力不得小于100KN,不大于120KN。
19、每根錨索使用四根K2335錨固劑,依次送入孔內,用鋼絞線輕輕將樹脂藥卷送入孔底,不回落鉆機停轉,等待2分鐘,回落鉆機卸下攪拌器完成錨索的內錨固;錨索張拉時,樹脂藥卷錨固需要養護1小時,養護好后再裝托梁,托板,鎖具,并使它們緊貼頂板巖面,掛上張拉千斤頂,進行張拉,觀察壓力表的讀數,若千斤頂的行程不夠,應迅速回程,然后繼續張拉,達到設計預緊力120KN,停止張拉,卸下千斤頂。
20、針對本區各掘進隊現有生產技術水平,為保障錨桿支護技術參數規范操作,區煤巷錨桿支護工作領導小組鼓勵各掘進隊采用自薦、推薦相結合的方式,將部分能吃苦、勤思考、敢負責的員工選拔擔任各掘進隊錨桿支護“監督員”,每日負責填寫所在掘進頭觀測離層儀記錄,并認真、如實填寫離層儀牌板及《頂板離層儀觀測數據記錄臺帳》、《錨桿施工記錄臺賬》、《錨索施工記錄臺賬》、《三班錨桿、錨索施工質量檢查記錄臺賬》、《頂板離層儀安裝巖性分析記錄臺賬》,為鼓勵各掘進隊錨桿支護“監督員”積極學習業務技能,提高監測質量,確保安全生產,凡所在掘進隊被評為“無架棚掘進工作面”且期內未發生重傷及重傷以上事故,質量全優的,給予錨桿支護“監督員”200元嘉獎。如記錄臺賬存有虛報、漏報和瞞報,或參數與現場施工不相符的,每發現一次罰“監督員”及隊長各30元/次。
21、區煤巷錨桿支護領導小組成員每次下井對小班自檢、互檢、區隊日檢記錄臺賬即時進行監督落實,認真做好觀測和記錄工作,不得虛報、漏報和瞞報,否則每發現一次罰施工隊長、班長各30元/次。
22、各掘進頭責任施工巷道頂板觀測站及記錄牌板愛護和保護,如發現人為破壞或觀測記錄與現場不符的,罰班隊長30元/次。
23、施工單位必須及時安裝頂板離層指示儀,如發現超過規定不裝或安裝不符合規定的,每次罰分管技術員、隊長各20元;頂板離層儀初始讀數必須調0,確保離層儀有效監測頂板離層情況,每發現一處頂板離層儀未調0的,罰主管技術員和隊長各20元。
24、掘進頭必須保證錨桿拉拔儀、錨索張拉千斤頂及錨桿扭矩扳手等檢測工具完好合格,保證檢測工具清潔,扭矩扳手必須歸于零位,并裝箱上鎖,不得出現儀器缺油、漏油、儀表失效、部件缺失等現象,如因檢測工具質量問題導致客觀事實存在的,掘進頭隊長及時反饋區錨桿支護領導小組,否則,凡因檢測工具影響檢測工作的,每次給予班隊長各罰款50元。
25、區主管技術員負責掘進頭錨索施工管理臺帳、頂板離層儀檢測記錄、頂板巖性柱狀圖收集并按時上報交公司錨桿支護監測管理小組核查。
26、錨桿(錨索)實行掛牌管理,牌板填寫必須認真,明細參數必須符合現場實際,由班隊長負責,凡發現不符合要求的,罰班隊長及施工責任人各30元。
27、凡是錨桿抗拔力、錨桿預緊力、錨索張緊力、錨桿角度不符合設計要求的,給予班隊長及施工責任人各罰款10元/根,錨桿抗拔力、預緊力連續4根檢測不合格的,罰班隊長、驗收員各100元,施工人員罰款200元。
28、網梁壓茬連接、錨桿間排距、錨桿外露長度、錨桿角度、錨桿托盤安裝質量、錨索間排距、錨索外露長度符合作業規程規定的,給予班隊長、驗收員及施工責任人各罰款10元/根、10元/片。
本規定自2009年5月1日起執行。
綜掘區 2009-4-29
第二篇:煤巷錨桿支護管理
煤巷錨桿支護管理實施細則
第一章 地質保障
第一條
對于錨桿支護初始設計所需的地質鉆孔、頂底板巖性、構造、水文地質條件、臨近層開采情況、周邊巷道實測巖性柱狀圖等地質資料由地質測量科負責提供,工程設計科、生產技術一、二科、安監處共同確定需要提供的地質資料范圍,并在地質測量科提供的相關資料清單上會簽,掘進副總、地測副總審核,總工程師批準。
第二條
進行錨桿支護初始設計支護參數選擇前,應重點分析煤層頂板以上20m范圍內煤層及煤線賦存情況,以確保錨桿(索)生根在穩定巖層中。
第三條
根據已有地質資料對于局部區域地質資料掌握不清且無法進行補勘的,經總工程師專題會議研究批準后,錨桿支護初始設計在初始驗證施工中,由地質測量科安排取芯進行巖性鑒定,以獲得真實的頂板20m范圍內的巖性資料用于驗證或修改初始設計。
第四條
施工單位打錨索孔觀察收集迎頭頂板巖性狀況時,對于實際巖性較地質預測資料變化較大的,必須現場立即電話匯報地質測量科和生產技術二科,生產技術二科根據巖性的變化立即安排掘進施工單位對錨桿支護參數進行調整;對于巖性與地質預測資料基本一致的,掘進施工單位兼職地質技術員于探測當日將巖性資料報單位技術主管審核,經單位技術主管審核簽字后存檔備查。地質測量科、生產技術二科、安監處工程技術人員或管理人員以及在該掘進頭跟班或到該掘進頭跑頭的安監員、測氣員、放炮員、防突員等四大員中必須有一人作為兼職監督員,監督掘進施工單位當班的頂板巖性狀況探測工作。
第五條
地質測量科地質專業人員必須及時對施工巷道進行準確、全面的地質調查和分析,及時處理施工單位兼職地質技術員反饋來的地質信息。對于施工單位反饋的地質信息有疑問的,必須親臨現場進行地質調查,并安排進行頂板巖性的再探測,現場校核頂板巖性。
第六條 井下地質情況復雜、地質人員有疑問的由地測副總工程師帶隊進行現場調查會診,保證頂板巖性等地質資料收集準確。
第二章 支護設計
第七條
支護設計可委托具有資質的科研院所負責設計或礦安全生產技術部門聯合自行設計。初始支護設計經礦總工程師組織會審批準后巷道方可施工。
第八條
錨桿支護設計必須采用以實測為基礎的動態反饋設計法,并嚴格遵循“地質力學評估→初始設計→井下監測→信息反饋→驗證和修改→正式設計”的設計步驟。
第九條
初始設計經過驗證和修改后作為正式設計在本巷道實施,也可供類似條件下的其他巷道進行初始設計時參考。
第十條
錨桿支護設計中,有關力學參數和支護材料必須滿足以下要求:
(一)頂部錨桿預緊力矩不得小于180N.m,幫部錨桿預緊力矩不得小于100N.m(幫部采用玻璃鋼錨桿的預緊力矩不得小于60N.m);錨索安裝預緊力不得小于90KN。
(二)錨桿設計錨固力頂部不得小于120KN、幫部不得小于60 KN,但不應大于桿體屈服強度,或不大于桿體破斷載荷的80%;錨索設計錨固力不得小于250KN。
(三)錨桿應優先選用碟型預應力托盤(厚度≥10mm)及其配套附件。
(四)錨桿螺母優先選用可實現快速安裝的扭矩螺母。
(五)鋼帶應根據現場具體情況選用M型鋼帶、梯型鋼帶、W型鋼帶,鋼帶與托盤的組合抗穿透強度應與錨桿設計錨固力相匹配。
(六)網片應優先選用菱形金屬網,也可選用符合相應技術標準的經緯金屬網及其它材料和形式的網。
第十一條
在復合頂板厚度超過3m的煤巷或遇巖層變化錨桿不能打到堅硬巖層的煤巷,設計時必須采用補打錨索配合槽鋼梁的支護方式,且錨索錨固段必須深入到穩定巖層里不少于1200mm。
第十二條
錨桿支護初始設計、正式設計的重要內容必須編入作業規程(或施工安全技術措施),并明確規定錨桿(錨索)
4以減小對巷道圍巖的破壞,保證巷道成形質量。
第二十五條
施工過程中巷道斷面(寬度、高度)超過設計斷面300mm以上時,根據現場情況可采用補打錨桿(錨索)或支撐式支護(點柱、挑棚、U型鋼棚、工字鋼棚等)或者以上兩種組合方式綜合等補強支護措施,補強支護設計由生產技術二科下達業務聯系書并安排施工單位組織實施。
第二十六條
錨桿(索)安裝前,應檢查樹脂錨固劑性狀。嚴禁使用過期、硬結、破裂等變質失效的錨固劑。
第二十七條
為保證錨桿(索)角度和施工質量,錨桿索施工打眼必須使用液壓、風動錨桿錨索鉆機;條件受限時可使用風錘打眼,但必須編制補充措施會審并經總工程師批準后方可實施。
第二十八條
采用錨桿、錨索支護巷道,施工嚴格按作業規程(或施工安全技術措施)和質量標準操作,錨桿(索)的預緊力矩(或預緊力)、錨固力必須達到設計值及以上。
第二十九條
安裝樹脂錨桿前,一定要用凈水將錨桿孔的錨固段沖洗干凈,以去掉孔底錨固段的糊狀巖粉;同時必須嚴格按設計要求的順序和數量在錨桿孔中放臵樹脂錨固劑。
第三十條
攪拌樹脂錨固劑時,必須嚴格按作業規程(或施工安全技術措施)規定的時間掌握攪拌時間和膠凝等待時間,安裝時造成桿體再次轉動的,必須重新補打錨桿(索)。
第三十一條
頂部、幫錨錨桿使用扭矩螺帽快速安裝工藝,安裝時先將樹脂藥卷輕輕地推入孔口,然后用錨桿尾部頂住藥卷輕輕送入孔底,最后開動錨桿機進行正向旋轉攪拌,以使錨桿錨固段的反向麻花將藥卷固化劑與加速劑均勻拌合在一起,嚴禁自孔口就邊攪拌邊將錨桿推進至孔底,保證錨桿安裝質量。
第三十二條
錨桿在使用錨桿機安裝完畢后1~2小時必須使用力矩扳手進行二次復擰緊固;錨索張拉必須采用風動或液壓漲拉機具,錨索漲拉機具采用綜掘機液壓系統時必須對液壓系統進行必要的改造,確保其達到規程措施規定的張拉預緊額定壓力。錨索預緊力的最低值不小于設計預緊力,發現工作載荷低于預緊力應及時二次漲拉。
第三十三條
頂板錨桿應緊跟迎頭施工,嚴禁空頂作業。頂板錨索需要滯后迎頭施工的,必須根據頂板巖性情況編制專門安全技術措施貫徹實施;頂板錨桿、錨索施工時打一個眼后,必須立即安裝一根錨桿、錨索,防止頂板離層破壞,以保持頂板的完整性。幫部錨桿支護可根據煤(巖)層條件適當滯后,但煤巷滯后迎頭不得超過2排,半煤巖巷滯后迎頭不得超過4排。
第三十四條
在錨桿支護作業時,如遇放煤炮、頂底板及兩幫移近量顯著增加、底板出現較大底鼓、頂板出現淋水或淋水加大、圍巖層(節)理發育、突發性片幫掉渣、巷道不易成型、鉆眼速度異常等情況,應立即停止作業并及時向有關部門匯報,采取加強支護措施后方可繼續作業。
第三十五條
在特殊困難條件下采用錨桿支護時,要進行可
8據需記錄備案,并標記掛牌管理(標明試驗日期、試驗技術參數、試驗單位及試驗人員等)。
(五)特殊條件下須加強現場檢測,當巷道頂板出現淋水、遇見地質構造或巷道圍巖發現明顯變化、錨固劑有異常時,必須進行錨桿、錨索拉拔力測試。
第四十二條
錨桿施工質量檢查標準如下:
(一)錨桿間排距誤差不超過設計值±100m;
(二)錨桿孔深度偏差0~+30mm,螺母外錨桿外露長度15~50mm;
(三)錨桿預緊力矩(用力矩板手抽查)要不低于設計預緊力矩;
(四)錨桿錨固力(用錨桿拉力計抽查)要不低于設計錨固力;
(五)托板必須緊貼頂幫;頂幫凹凸不平時難以與頂幫密切接觸的,必須加木墊板使之緊貼頂幫;
(六)錨桿角度(用半圓儀檢查),允許偏差±5度。第四十三條 錨索施工質量檢查標準如下:
(一)錨索間距偏差控制在±100mm;
(二)錨索外露長度不大于300mm;
(三)錨索安裝角度(用半圓儀檢查)允許偏差±10度;
(四)錨索張拉預緊力(采用風動或液壓錨索張拉機具張拉)要不低于設計預緊力;
(五)錨索托盤或槽鋼梁必須緊貼頂(幫);頂幫凹凸不平時難以與頂幫密切接觸的,必須加木墊板或將槽鋼梁事先采用風動或液壓裝臵將其壓彎后再行定位打眼安裝,并確保使之緊貼頂幫。
第四十四條 進行錨桿、錨索拉拔力、破壞試驗,必須制定詳細的試驗辦法及安全措施,報礦總工程師批準后執行。
第七章 礦壓監測及監管
第四十五條
礦成立錨桿支護礦壓觀測小組,組長為采掘副總工程師和地質副總工程師,副組長為生產技術一二科、地質測量科負責人,成員為生產技術一二科、地質測量科全體人員、安監處、調度一二所等單位的相關人員、采掘區隊長和工程技術人員,負責對錨桿支護巷道進行礦壓觀測、數據收集及分析;通過綜合監測驗證初始設計,為評估支護效果提供數據;進行日常監測以便及時發現異常情況,確保支護安全。礦壓觀測小組在生產技術一、二科設臵礦壓觀測管理辦公室,負責具體指導觀測方案的實施、數據收集、匯總、上報、備案,以及礦壓觀測工作的考核、責任追究等工作,負責對當月煤巷錨桿支護的安全狀況進行評估并形成評估報告。
第四十六條
日常監測方案由生產技術一、二科負責制定,并在作業規程中明確規定。監測儀器的現場安裝由掘進施工單位負責按技術要求實施。生產技術一、二科負責監測儀器的現場安裝、技術要求、測讀方法等的培訓及指導。
112訓三個月,生產技術一、二科科長行政記過處分。
(六)私自發放、使用不符合集團公司企業標準或現場使用未按規程措施規定的支護材料,給予直接責任人離崗培訓三個月,物資管理科科長、掘進區隊長行政記過處分。
(七)因管理責任造成安全質量事故或冒頂堵人三人及以上事故,按照礦一號文嚴肅處理。
第五十二條
對于發生無設計施工、不按設計施工、不按設計供給支護材料、不按規定進行支護監測、不按規定進行頂板巖性探測等情況,由總工程師按事故組織追查處理。
第五十三條 煤巷錨桿支護地質管理工作每查出一處不合格,罰施工單位責任人和技術負責人(技術主管)各300元,罰施工單位500元。
第五十四條
礦壓觀測數據及錨桿支護檢測報告填寫不規范,罰責任人200元,罰責任單位負責人500元;礦壓觀測數據及錨桿支護檢測報告每遲報或漏報一次罰責任人200元、責任單位1000元;礦壓觀測數據及錨桿支護檢測報告不屬實或數據造假、未進行觀測或檢查而虛報數據或瞞報有關數據的,由分管副總工程師組織追查,給予直接責任人送“三違”學習班、離崗培訓一個月或開除留用一年處分并罰款1000元,罰責任單位負責人1500元,罰責任單位10000元;對于未按規定安設測站和超距離安設測站的,每處罰責任單位10000元,并限期兩天內補設測站;對損壞、丟失礦壓監測儀器和牌板的,每處罰責任人300元、罰施工單位技術負責人(技術主管)500元,責任單位2000元。
第五十五條
錨桿(索)施工質量檢查驗收中,對于錨桿每一小項不合格罰責任人100元,對于錨索每一小項不合格罰責任人500元;同時對于掘進施工單位當班質量驗收員處以1000元罰款。
第五十六條
出現錨桿支護任何方面安全質量事故的,由礦總工程師組織追查處理,并按照職責劃分分級對有關責任人進行問責,并處以每條500~1000元罰款。
第三篇:礦區煤巷錨桿支護技術規范-易安網范文
礦區煤巷錨桿支護技術規范
第一章 總則
1.1 本規范是專門針對潞安礦區現有生產礦井所開采的3#煤層的地質與生產條件而編制的,旨在促進潞安礦區煤巷錨桿支護技術健康發展,為礦井實現安全高效創造良好條件。
1.2 根據《潞安礦區巷道圍巖地質力學測試與分類研究報告》和《潞安礦區煤巷錨桿支護成套技術研究》的結論,在潞安礦區的煤巷中可以并應積極推廣應用錨桿支護技術。
指導思想是:解放思想,實事求是,因地制宜,積極推廣應用。
工作原則是:以科學的理論依據為指導,以嚴謹的態度抓好設計、施工和管理。
1.3 本規范適用于潞安礦區以錨桿支護作為主要手段的煤巷,包括:(1)回采巷道(運輸巷,回風巷,開切眼,瓦排巷等);(2)采區集中巷;(3)煤層大巷;
(4)各類煤巷交岔點和峒室。
1.4 在進行煤巷錨桿支護設計前,必須有全面、準確、可靠的巷道圍巖地質力學參數,包括地應力的大小和方向、圍巖強度、圍巖結構等。否則,不能進行錨桿支護設計。
1.5 煤巷錨桿支護設計采用動態信息設計法。設計是一個動態過程,充分利用每個過程提供的信息。設計應嚴格按五個步驟進行,即巷道調查和地質力學評估、初始設計、井下施工與監測、信息反饋分析和修正設計、日常監測。
1.6 煤巷錨桿支護材料的尺寸規格、力學性能與產品質量必須滿足錨桿支護設計的要求,并符合煤礦安全有關規定。否則,不能下井使用。
1.7 煤巷錨桿支護施工應嚴格按照設計和作業規程要求進行,確保施工質量。
1.8 與煤巷錨桿支護技術有關的各級管理和技術人員,以及操作工人,都應進行錨桿支護技術培訓。
1.9 本規范未涉及的煤巷錨桿支護技術問題,應按煤炭行業有關規定執行。
第二章 巷道圍巖地質力學評估與現場調查
2.1 巷道圍巖地質力學評估與現場調查是煤巷錨桿支護設計的基礎依據和先決條件,必須在進行支護設計之前完成。
2.2 地質力學評估與現場調查首先應確定評估與調查的區域,考慮巷道服務期間影響支護系統的所有因素,隨后的錨桿支護設計應該限定在這個區域內。2.3 地質力學評估與現場調查主要包括以下內容
(1)巷道圍巖巖性與強度
煤層厚度、傾角和強度;頂、底板各巖層的巖性、厚度、傾角和強度。
(2)圍巖結構與地質構造
巷道圍巖內節理、裂隙等不連續面的分布,對圍巖完整性的影響;巷道附近較大斷層、褶曲等地質構造與巷道的位置關系,以及對巷道圍巖穩定性的影響程度。
(3)地應力
巷道原巖應力的大小和方向,與巷道軸線的夾角;巷道周圍采動狀況,以及采動對巷道圍巖應力的影響程度。
(4)環境影響
巷道水文地質條件,涌水量,瓦斯涌出量,對圍巖強度的影響程度,圍巖的風化特性等。
(5)錨桿錨固力
用井下施工中要采用的錨桿,以端部錨固的方式,在頂板和兩幫設計錨固長度范圍內進行拉拔試驗,錨固力滿足設計要求時,方能在井下使用。
2.4 巷道圍巖地質力學參數,包括地應力、圍巖強度和圍巖結構應采用先進的測試方法進行測試。目前根據國內外的技術水平和科研成果,應采用下列井下實測的方法確定。
(1)地應力可采用水壓致裂法或應力解除法測量。
(2)巷道圍巖強度可采用井下圍巖強度測定裝置直接在鉆孔中測量,也可在井下巷道中取巖芯,在實驗室制成巖樣進行測量。
(3)圍巖結構應采用巷道表面觀察,鉆孔取芯測量和鉆孔窺視相結合的方法進行。
2.5 巷道圍巖地質力學參數有一定的適用范圍。當在一個地點獲取的參數用于同一煤層的其它地點時,應進行充分的現場調研,以保證兩地點條件的相似性。
2.6 當巷道圍巖巖性、結構和應力條件發生較大變化時,如遇到大型地質構造,開采新的煤層,礦井開拓延伸至深部等,應對地質力學參數進行重新測定。
第三章 煤巷錨桿支護設計
3.1 在巷道圍巖地質力學測試與評估、現場調查的基礎上進行錨桿支護設計。先提出錨桿支護初始設計,然后隨井下施工進行進行礦壓監測,信息反饋,以驗證或修改初始設計。
3.2 錨桿支護初始設計可采用以下三種方法進行:(1)工程類比法:當一個地點的巷道錨桿支護設計通過井下施工和監測證明是合理的,在同一煤層類似尺寸的其它巷道,通過充分的現場調查和評估,證明兩個地點在地質條件、圍巖性質、應力場等方面是相似的,則第二個地點可參考第一個地點的錨桿支護設計。
(2)軟件設計法:采用“潞安礦區煤巷錨桿支護設計軟件LABOLT”設計或經公司認可的成熟的設計軟件進行設計。必須保證輸入軟件的參數合理、準確、可靠。
(3)數值計算法:對于特殊條件的巷道,應采用數值計算單獨進行設計,通過多方案比較,確定合理的錨桿支護初始設計。
3.3 錨桿支護初始設計應包括以下設計內容:
(1)巷道斷面設計
(2)錨桿支護形式設計
(3)錨桿支護參數設計
(4)錨桿支護材料設計
(5)錨桿支護施工設計
(6)錨桿支護礦壓監測設計
3.4巷道斷面設計應考慮以下因素(煤巷斷面一般采用矩形):
(1)巷道內布置的最大設備尺寸;
(2)巷道內管線布置及行人要求;
(3)巷道內通風要求;
(4)巷道變形預留量。
3.5 錨桿支護形式有以下類型:
(1)單體錨桿支護;
(2)錨網支護;
(3)錨梁(帶)支護;
(4)錨梁(帶)網支護;
(5)錨梁(帶)網錨索支護。
對于服務時間長的煤巷,根據需要還應進行噴漿。
3.6 對于煤頂巷道和全煤巷道,頂板采用高強度螺紋鋼錨桿組合支護,加長錨固,錨索補強。巷幫支護也優先采用高強度螺紋鋼錨桿組合支護,但可根據巷道圍巖條件、使用要求選擇其它錨桿形式。
3.7 錨桿支護參數設計包括以下內容:
(1)錨桿種類(高強度螺紋鋼錨桿,普通圓鋼錨桿,其它錨桿)
(2)錨桿直徑;
(3)錨桿長度;
(4)錨桿密度(即錨桿間、排距);
(5)錨固方式(端部錨固,部分錨固,加長錨固,全長錨固),錨固劑規格與數量;
(6)錨桿鉆孔直徑,當采用高強度螺紋鋼錨桿時,鉆孔直徑與桿體直徑之差應控制在6—10mm之間;
(7)錨桿角度,一般情況下頂板兩角錨桿與垂線呈25±5o角,其余垂直頂板;兩幫上部錨桿與水平線呈10o角;
(8)組合構件的規格和尺寸;
(9)錨索種類(樹脂錨索,樹脂注漿聯合錨固錨索);
(10)錨索直徑;
(11)錨索孔直徑與錨固方式,錨固劑規格與數量;
(12)錨索長度;
(13)錨索密度,即錨索間、排距;
(14)錨索組合構件規格和尺寸;
(15)錨索角度。
推薦的錨桿支護參數見表1。
表1 錨桿支護參數系列 項
目 系
列
錨桿長度
(m)1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
錨桿直徑
(mm)16 18 20 22
錨桿孔徑
(mm)28
錨桿排距
(m)0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 錨桿間距
(m)0.7~1.5,每級相差0.1 錨索直徑
(mm)15.24 錨索孔徑
(mm)28 32 錨索有效長度
(m)5~10
3.8 錨桿支護初始設計文件包括以下內容
(1)巷道布置和地質條件。包括巷道所處位置,與周圍其它巷道的關系,巷道頂、底板巖性分布,提供巷道布置圖和地質柱狀圖;
(2)支護地點現場調查和地質力學評估結果;
(3)巷道的使用特征和斷面設計結果;
(4)錨桿支護形式和參數,提供巷道支護布置圖;
(5)錨桿支護材料型號、力學性能、指標和加工方法,提供錨桿支護材料清單;
(6)井下施工機具清單,施工工藝和技術要求,以及安全技術措施;
(7)礦壓監測方法與內容,包括驗證初始設計的綜合監測和日常安全監測。說明監測站安設方法,儀器使用方法,提供礦壓監測、測站布置圖和所需儀器與物品清單;
(8)礦壓監測反饋指標及指標數值,錨桿支護初始設計修改方法和原則。
第四章 煤巷錨桿支護材料
4.1 錨桿支護材料包括錨桿桿體、錨固劑、托板、螺母,組合構件(鋼筋托梁、鋼帶、網,錨索、錨具、錨索托板、錨索托梁)等,各構件的性能、強度與結構必須相匹配。
4.2 金屬錨桿桿體符合以下規定:
(1)高強度螺紋鋼錨桿桿體的屈服強度不低于400MPa,極限抗拉強度不低于600MPa,延伸率不低于17%;
(2)圓鋼錨桿桿體的屈服強度不低于235MPa,抗拉強度不低于370MPa,延伸率不低于20%;
(3)錨桿桿尾螺紋應采用滾壓加工工藝成型,螺紋公稱直徑應大于桿體公稱直徑2mm。
(4)錨桿桿體的不直度不大于3mm/m。
4.3 靠采煤工作面一側的煤幫錨桿優先采用非金屬錨桿(玻璃鋼錨桿等)。當非金屬錨桿不能滿足要求時,方可采用金屬錨桿。
4.4 樹脂錨固劑:執行原煤炭工業部MT146.1-1995標準。
4.5 錨桿托板符合以下規定:
(1)金屬托板形狀為拱形,根據需要還應配用調心墊圈。
(2)托板的承載能力與桿體尾螺紋承載力相匹配。
(3)金屬托板尺寸不小于100100mm,其厚度不小于5mm。
4.6 托梁符合以下規定:
(1)在一般條件下,優先選用鋼筋托梁。在鋼筋托梁不能滿足要求時,使用W型鋼帶。
(2)鋼筋托梁有兩種規格,其一是在安裝錨桿的部位焊接縱筋,用于巷道圍巖條件較好的情況,鋼筋托梁的寬度應與錨桿托板匹配(托板尺寸應大于托梁寬度20mm);其二是在安裝錨桿的部位焊接帶孔鋼板,用于巷道圍巖較差的條件。
(3)鋼筋托梁必須保證焊接質量。
(4)W型鋼帶執行煤炭行業MT/T 861-2000《礦用W鋼帶》標準。
4.7 網:巷道頂板網采用金屬網。巷幫可根據條件選擇不同類型和材料的網。
4.8 錨索應符合以下規定:
(1)錨索索體采用高強度低松弛預應力鋼絞線,抗拉強度不小于1860MPa,延伸率3%;
(2)錨索索體錨固端設置攪拌頭和錨固劑堵頭,以保證錨索錨固質量;
(3)錨索錨具的承載能力不小于索體的拉斷載荷;
(4)錨索托板和托梁的承載能力與索體強度匹配;
(5)樹脂錨固錨索的錨固長度不小于1200mm;
(6)注漿錨索所用的水泥標號不低于425#。
4.9 有關錨桿支護材料的其它事宜,見《潞安礦區煤巷錨桿支護材料系列與標準》。
第五章 錨桿支護施工
5.1 錨桿支護施工前應做好一切準備工作,包括:
(1)編制掘進作業規程:施工前必須依據設計及有關資料編制詳細的掘進作業規程,并按規定程序上報審批。
(2)支護材料:根據設計要求準備好施工所需的支護材料,并確保產品質量;
(3)施工機具:根據本礦巷道圍巖條件,選擇合適的錨桿機具(包括錨桿(索)鉆機,鉆桿、鉆頭、錨索張拉設備等),并保證產品質量和配件;
(4)培訓:施工前必須對操作工人進行作業規程貫徹學習,使其熟練掌握施工工藝、技術要求和機具的操作方法,強調施工質量的重要性和保證措施。
5.2 井下施工時,必須嚴格按照錨桿支護設計要求進行,確保錨桿支護施工質量。
5.3 巷道掘進應符合以下規定:
(1)錨桿支護的煤巷優先采用掘進機掘進。若采用炮掘,必須進行合理的爆破參數設計,最大程度地減小爆破作業對巷道圍巖穩定性的影響;
(2)巷道掘進斷面按設計尺寸及有關要求進行,保證成形質量。
5.4 臨時支護應符合以下規定:
(1)嚴禁在空頂下作業,必須按作業規程要求進行臨時支護;
(2)優先選用具有一定初撐力的臨時支護裝置和先進可靠的臨時支護方法。
5.5 錨桿必須緊跟掘進工作面及時支護,最大空頂距嚴格按作業規程要求執行。最小空頂距不得大于200mm。嚴禁留較大的空頂交給下一班。
5.6 錨桿鉆孔應符合以下規定:
(1)鉆孔前應根據設計要求和圍巖情況定好孔位;
(2)鉆孔直徑應與錨桿桿體匹配。鉆孔直徑與螺紋鋼錨桿桿體直徑之差應控制在6-10mm之間;
(3)鉆孔深度必須符合設計要求,不得超過允許的誤差范圍;
(4)鉆孔軸線方向應符合設計要求,偏差應控制在5之內;
(5)鉆孔中的煤粉或巖粉應按作業規程要求在安裝錨桿前清理干凈。
5.7 錨桿安裝應符合以下規定:
(1)樹脂藥卷攪拌是錨桿安裝中的關鍵工序。攪拌時間按不同型號和廠家要求嚴格控制,同時要求攪拌過程連續進行,中途不得間斷;
(2)錨桿托板應緊貼托梁或煤(巖)壁,未接觸部分必須楔緊、墊實;
(3)錨桿安裝必須有一定的預緊力。高強度錨桿的安裝扭矩不得小于100N?m;圓鋼錨桿和玻璃鋼錨桿的安裝扭矩不得小于60 N?m;
(4)錨桿的外露長度不得大于50mm;
(5)錨桿間排距誤差不得超過50mm。
5.8 鋼筋托梁應盡量與巷道壁面保持良好接觸。當巷道壁面不平整,鋼筋托梁無法貼緊時,應采用背板材料墊實。
5.9 鋪網應按設計要求進行。鋪網時必須將網鋪平拉緊,網片間連接牢固。
5.10 錨索安裝應符合以下規定:(1)小孔徑樹脂錨固錨索鉆孔直徑不得大于28mm,其它要求同錨桿鉆孔;
(2)錨索攪拌樹脂藥卷和托板安裝的技術要求同錨桿安裝;
(3)錨索安裝必須施加一定的預緊力,預緊力控制在80~100kN;
(4)張拉錨索時要兩人協作,張拉油缸應與鋼絞線保持在同一軸線上,操作人員要避開張拉缸軸線方向,以保證安全;
(5)張拉時發現不合格錨索,必須在其附近補打合格錨索;
(6)張拉后,錨索的外露長度不得超過300mm;
(7)液壓切割器使用時必須兩人協作。采用專用套管將鋼絞線套好,防止鋼絲散落。切割時,切割器前方5m范圍內不得站人;
(8)錨索間排距誤差要求同錨桿。
5.11 掘進時形成的巷道超寬和超高應及時處理。可采用加長鋼筋托梁、補打錨桿(索)等方法進行。
5.12 巷道地質條件發生變化時,應根據變化程度調整支護參數或采取應急措施及時處理。如加密錨桿、錨索,采用單體液壓支柱或金屬支架支護等。
第六章 錨桿支護施工質量檢測
6.1 錨桿支護幾何參數應根據技術要求及時進行檢測,檢測內容、頻度和要求如下:
(1)檢測內容包括錨桿(索)的間、排距,錨桿(索)的安裝角度,錨桿(索)外露長度等;
(2)當檢測結果不符合要求時,應根據具體情況進行處理,并分析落實責任,屬施工操作的問題,追究施工者的責任,務必使其及時改正。屬技術措施不當,要及時修正;
(3)檢測頻度為每天一次,并做好相應的記錄。
6.2 必須定期進行井下錨桿錨固力檢測,檢測內容、頻度和要求如下:
(1)錨桿錨固力檢測采用井下錨桿拉拔試驗完成;
(2)錨固力檢測抽樣率為1%。每300根頂(幫)錨桿抽樣一組(3根)進行檢查。不足300根時,按300根考慮。拉拔加載至錨桿錨固力設計值的90%為止;
(3)錨桿錨固質量合格條件為:被檢測的3根錨桿都應符合要求。若有1根不合格,再抽樣一組(3根)。再不合要求,必須組織有關人員研究錨桿施工質量不合格的原因,并采取相應的處理措施;
(4)錨桿拉拔試驗應遵守下列規定:
① 錨桿拉拔計在試驗過程中必須固定牢靠;
② 拉拔錨桿時,拉拔裝置正對下方附近嚴禁站人;
③ 錨桿桿端直徑一旦出現頸縮時,應及時卸載。
(5)錨桿拉拔試驗后,應及時重新擰緊螺母。如果錨桿失效,應及時補打錨桿;
6.3 在下列情況下,應做相應的拉拔試驗:
(1)錨桿支護設計發生變更;(2)錨桿支護材料發生變更;(3)巷道圍巖地質條件發生較大變化,如遇斷層、破碎帶、褶曲等地質構造;(4)巷道頂板出現較大淋水。
6.4 必須進行錨桿預緊力檢查。檢查內容、頻率和要求如下:(1)錨桿預緊力檢查采用力矩扳手;
(2)每小班抽樣一組(3根),每根錨桿螺母擰緊力矩應符合技術要求;
(3)若其中一個螺母扭矩不合格,將其重新擰緊即可;若有2個或2個以上不合格,應將本班安裝的所有螺母重新擰緊一遍。
第七章 錨桿支護礦壓監測
7.1 所有采用錨桿支護的巷道都應進行礦壓監測,以了解巷道圍巖變形、破壞狀況,錨桿(索)受力分布狀況。
7.2 井下進行礦壓監測前,應做好以下準備工作:
(1)組織好礦壓監測隊伍,要求對監測工作認真負責,并具有一定錨桿支護知識和經驗;
(2)按設計要求的規格和數量準備好所需監測儀器和測站安設所需物品;
(3)準備好礦壓監測所需的記錄表格;
(4)對監測工進行技術培訓,使其掌握測站安設方法和儀器的使用和操作方法。
7.3 對于施工巷道(全長)礦壓監測分為兩種方法:
一是綜合監測,用于驗證和修改錨桿支護初始設計; 二是日常監測,用于監測巷道安全狀況。
7.4 綜合監測應符合以下規定:
(1)綜合監測內容包括巷道表面位移、頂板離層和錨桿(索)受力狀況;
(2)每條錨桿支護巷道應根據其圍巖條件和長度設計2-3個測站。當巷道尺寸或掘進工藝改變,或觀察到圍巖地質條件發生變化時,應根據變化情況增加測站個數;
(3)每個測站的位置、儀器分布繪圖標明,并詳細注明相關的地質與生產條件。每個測站都應設定專門的編號,以便用于讀數時識別;
(4)觀測頻度:每周1-2次。若遇到特殊情況,適當增加觀測次數;
(5)監測結果與記錄說明必須由專人保存,方便以后使用。
7.5 日常監測應符合以下規定:
(1)日常監測內容包括巷道表面位移和頂板離層;
(2)巷道表面位移每100-150m設置一個測站。頂板離層每30-50m安設一個頂板離層指示儀。當巷道尺寸、掘進工藝或圍巖地質條件發生變化時,應根據具體條件調整測站數。每個巷道交岔點要安設頂板離層指示儀,同一條巷道內只能安裝同一種型號頂板離層指示儀;
(3)測站分布應繪圖標明。每個測站都應設定專門的編號,以便讀數和記錄;
(4)觀測頻度應滿足以下要求: ① 巷道表面位移觀測頻度同綜合測站;
② 頂板離層儀在距掘進工作面50m內觀測離層值,每班1—2次,在50m以外,除非離層仍有明顯增長的趨勢,一般可停止測讀具體數據,改為觀察兩個刻度墜的顏色。
(5)監測結果由專人保存,以備后用。
7.6 巷道表面位移監測應滿足以下要求:
(1)巷道表面位移監測內容包括頂底板相對移近量、兩幫相對移近量、頂板下沉量、底臌量和幫位移量;
(2)采用測槍、測桿或其它有效儀器進行巷道表面位移監測;
(3)一般采用十字布點法安設測站,每個測站應安裝兩個監測斷面。基點應安設牢固,防止在監測過程中脫落。
7.7 巷道頂板離層監測應滿足以下要求:
(1)采用頂板離層指示儀監測頂板離層;
(2)頂板離層指示儀的安設應盡可能靠近掘進工作面;
(3)頂板離層指示儀應安設在巷道的中部;
(4)雙基點頂板離層指示儀淺基點應固定在錨桿端部位置,深基點一般應固定在巷道頂板以上7m的位置;
(5)所有存在缺陷、表面模糊不清或超出量程范圍的離層指示儀應立即更換,新指示儀應安裝在同一孔和同一高度上。如果不可能安裝在同一鉆孔中,應靠近原位置鉆一新孔。原指示儀更換后,要記錄其讀值,并標明其已被更換。
7.8 錨桿(索)受力監測應滿足以下要求:
(1)采用測力錨桿監測部分、加長或全長錨固錨桿受力。采用錨桿(索)測力計監測端部錨固錨桿和錨索受力;
(2)錨桿受力監測儀器應在巷道支護施工過程中安設;
(3)一個觀測斷面上的所有錨桿位置都應布置測力錨桿或在錨桿(索)上安裝測力計,以全面了解錨桿(索)受力分布狀況;
(4)每個測站的每根測力錨桿或每個錨桿(索)測力計都應有專門的標號,以便記錄讀數。
7.9 礦壓監測數據處理與信息反饋應滿足以下要求:
(1)應及時處理和分析已有的礦壓監測數據;
(2)將已獲取的礦壓監測數據與信息反饋指標相比較,判斷錨桿支護初始設計是否合理。需要修改時,提出修改意見;
(3)錨桿支護設計修改準則主要有以下幾條:
① 當錨固區內頂板離層值超限時,應增加錨桿密度或強度;
② 當錨固區外頂板離層值超限時,應增加錨桿長度或增設錨索;
③ 當錨桿受力超過反饋指標時,應增加錨桿直徑或增加錨桿密度;
④ 當兩幫移近量超限時,應根據具體條件增加幫錨桿密度、長度或直徑。
(4)當發現頂板離層或巷道表面位移速度急劇增加時,應召集有關人員分析原因,并及時采取相應的安全措施。
第八章 錨桿支護管理
8.1 為保證錨桿支護技術的健康發展,必須認真加強錨桿支護管理。加強錨桿支護管理首要是落實好各級相關人員的安全生產責任制。努力提高技術水平和管理水平。公司主要分管領導應責成有關業務處室健全和落實好錨桿支護技術的相關責任制,整體協調全公司錨桿支護技術、材料、機具、施工和管理工作。深入到各礦進行監督和檢查,促進全公司煤巷錨桿支護技術的健康發展。
8.2 各礦應建立健全本礦錨桿支護技術推廣應用的管理辦法和管理制度。從礦主要分管領導到相關科隊和相關崗位人員,都必須認真遵守。
(1)現場調查與巷道圍巖地質力學評估。應指派有關生產科室安排2-3名有較為豐富的地質和錨桿支護經驗的技術人員進行該項工作。依據事先經礦總工審批制定的《調查與評估方案》進行,必須認真負責,確保提供的信息和參數比較全面、準確、可靠。調查與評估結束時,應提交《現場調查與巷道圍巖地質力學評估》報告,評估人應在報告上簽字。
(2)錨桿支護設計。錨桿支護設計可分為采區、采煤工作面或單項工程三種類型。各礦生產科應由較為豐富的錨桿支護知識和設計經驗的掘進主管技術人員進行錨桿支護設計。熟練掌握“潞安礦區煤巷錨桿支護設計軟件LABOLT1.0”或其它先進設計軟件的應用。根據《調查與評估報告》及有關資料,進行初始設計。設計人員必須在初始設計說明書上簽字后提交礦總工程師組織討論、審查和修改,最后形成正式的錨桿支護設計,有關領導和人員簽字后方可交付施工隊進行作業規程編制。
(3)錨桿支護施工。施工前施工隊技術主管應結合三大規程對施工工人進行技術培訓。并應認真檢查支護材料、施工機具和監測儀器等是否齊備,產品質量是否符合設計要求,杜絕不合格產品下井。井下施工開始后,還應進行現場技術指導,及時解決井下出現的技術問題。
(4)錨桿支護施工質量檢測。各礦施工隊每生產班必須設專人進行錨桿支護施工質量檢測驗收工作。檢測驗收人員應具有一定的錨桿支護知識和實踐經驗,工作認真負責,按照礦統一的檢測驗收標準要求完成錨桿支護幾何參數、錨固力、預緊力以及頂板離層指示儀等的檢測。每次檢測都應填寫檢測表,由隊技術主管匯總上報。具體表格形式和上報程序由各礦確定。并加強業務人員檢查力度,若有不合格現象出現,應組織有關人員分析、討論,并及時采取有效措施進行處理。
(5)礦壓監測。各礦生產科必須設立錨桿支護礦壓監測小組,建立健全監測內容和管理制度。認真做好日常的綜合監測工作和落實好施工隊日常監測工作。監測人員應具有較為豐富的錨桿支護知識和礦壓監測經驗,工作認真負責,實事求是。熟練掌握“潞安礦區煤巷錨桿支護礦壓監測軟件LAMD,VERSION1.0”或其它先進監測軟件的應用。監測小組的主要任務和責任如下:
① 按照要求完成全礦井在用和施工中的錨桿支護巷道的礦壓監測工作;
② 及時進行綜合和日常監測數據的收集和處理,定期提交礦壓監測階段報告,監測人員應在報告上簽字; ③ 收集井下各地點各類人員反映的礦壓監測信息;
④ 當礦壓監測結果表明設計需要修改時,應及時按程序匯報,由礦總工程師組織相關人員進行討論、分析,確定修改方案,形成《修改補充設計》。有關人員簽字確定后方可進行作業規程修改補充措施,再在井下實施;
⑤ 遇到礦壓監測數據出現異常,應立即向業務科長和礦總工程師匯報,及時分析原因,采取有效的處理措施。
8.3 錨桿支護用品管理
(1)錨桿支護用品包括:支護材料,施工機具與設備,監測儀器。
(2)錨桿支護用品的型號、規格和性能必須滿足設計要求。產品還必須有以下證件:
① 產品合格證;
② 國家或行業權威質檢單位的檢測報告(或鑒定證書);
③ 煤礦安全標志。
(3)支護用品按管理程序和管理制度入庫和發放使用時,有關部門和使用單位,必須認真按設計要求對支護用品進行檢查驗收。發現不合格、過期變質的支護用品一律退回,杜絕偽劣產品下井。同時應認真填寫驗收記錄。
(4)應責成有關部門定期對本礦所有支護用品的保管和運輸等環節的管理狀況進行檢查,嚴防保管和運輸過程中的損失和損壞。
第九章 錨桿支護技術培訓
9.1 凡與煤巷錨桿支護技術有關的管理、技術、施工人員都應進行技術培訓。
9.2 領導與管理人員培訓領導與管理人員應參加與其工作有關的培訓,主要內容包括:
(1)國內外錨桿支護技術現狀與發展趨勢;
(2)錨桿支護作用原理;
(3)巷道圍巖地質力學參數測試的重要性和必要性,以及基本測試方法和內容;
(4)錨桿支護設計方法簡介;
(5)錨桿支護材料簡介;
(6)國內外錨桿支護施工機具概況,常用的機具簡介;
(7)錨桿支護施工質量的重要性,質量檢測的必要性,以及檢測內容;
(8)錨桿支護礦壓監測的重要性和必要性,一般的監測方法和儀器簡介;
(9)錨桿支護技術經濟效益分析。
9.3 技術人員培訓技術人員負責與錨桿支護有關的技術工作,必須經過1-2周全面、系統的技術培訓,培訓合格后方可從事錨桿支護技術工作。培訓內容主要包括:
(1)巖石力學基本知識;
(2)巷道圍巖地質力學測試內容、原理、方法,測試儀器介紹,數據處理和評估方法;
(3)錨桿支護與棚式支架支護原理的區別,常用的錨桿支護理論,錨桿與圍巖相互作用關系;
(4)常用的錨桿支護設計方法,全面、詳細的動態信息設計法介紹,煤巷錨桿支護設計軟件詳細培訓,包括軟件的組成、功能、操作方法、注意事項等;
(5)錨桿支護材料的種類、型號規格、力學性能和指標,支護材料質量檢測方法與標準;(6)國內外主要錨桿支護機具的型號、規格、性能、指標,錨桿機具的適用條件,使用中的注意事項;
(7)錨桿支護施工工藝,包括施工前的準備,井下施工工藝,技術要求,安全技術措施等;
(8)錨桿支護施工質量檢測內容、方法,檢測儀器的使用方法和檢測標準;
(9)錨桿支護礦壓監測,包括監測方法、內容,測站布置和監測儀器的使用方法。錨桿支護監測軟件的詳細培訓,信息反饋指標,驗證和修改初始設計的準則;
(10)錨桿支護效果分析,經濟效益統計、比較、計算。
9.4 施工人員培訓
施工人員的培訓內容主要與現場操作有關。培訓內容有以下方面:(1)錨桿支護的基本作用原理;
(2)井下使用的錨桿支護材料種類、型號、性能簡介;
(3)全面、系統的錨桿支護施工工藝、技術要求和安全技術措施培訓。機具的性能和操作方法,機具的保護與維修;
(4)錨桿支護施工質量的標準要求極其重要性,劣質工程的危害性;
(5)錨桿支護施工質量檢測的重要性,一般質量檢測方法和檢測儀器的使用方法;(6)錨桿支護礦壓監測的重要性,測站和監測儀器的保護,簡單監測儀器的用途和使用方法。
9.5加強培訓工作
(1)領導及管理人員的培訓由公司按培訓計劃安排;(2)技術人員的培訓由各礦培訓計劃安排;(3)施工人員的培訓由各施工隊安排;(4)各級培訓都應做好培訓記錄;
(5)施工人員并應結合培訓考試,做到持證上崗。
附
錄:
本規范主要名詞解釋
(1)煤巷:煤層巷道,在煤層中掘進的巷道。
(2)巖石頂板煤巷:沿煤層頂板掘進,頂板為巖層的煤巷。
(3)煤層底板煤巷:沿煤層底板掘進,頂板為煤層的煤巷。
(4)全煤巷道:在煤層中掘進,頂板和兩幫全部為煤層的煤巷。
(5)錨桿:對巷道圍巖起錨固作用的一套構件,包括桿體、錨固劑、托板和螺母等。
(6)錨桿支護:以錨桿為主要支護構件,配合其他構件和補強手段 的支護方式。包括單體錨桿支護,錨網支護,錨網梁(帶)支護,錨網梁(帶)錨索支護等。
(7)端部錨固:錨桿錨固長度不大于錨桿有效長度的1/3。
(8)部分錨固:錨桿錨固長度介于錨桿有效長度的1/3與1/2之間。
(9)加長錨固:錨桿錨固長度介于錨桿有效長度的1/2與錨桿有效長度的90%之間。
(10)全長錨固:錨桿錨固長度不小于錨桿有效長度的90%。
(11)桿體屈服載荷:錨桿桿體屈服時承受的拉力(kN)。
(12)桿體破斷載荷:錨桿桿體斷裂時所能承受的極限拉力(kN)。
(13)錨桿錨固力:錨桿在拉拔試驗中承受的最大拉力(kN)。
(14)錨桿預緊力:安裝錨桿時所施加的緊固力(kN)。(15)錨桿工作阻力:錨桿在支護狀態下承受的載荷(kN)。
第四篇:頂板和錨桿支護管理辦法
東風煤礦頂板管理辦法
一、頂板管理責任制
1、礦長對本礦的頂板管理工作負主要領導責任,負責組織健全機構和配備人員,落實頂板管理專項資金計劃,領導制定下屬機構和干部崗位責任制。
2、生產礦長對本礦頂板管理工作負直接領導責任,負責落實各項頂板管理措施,督促和檢查頂板管理計劃、規章制度、主要技術組織措施和資金等方面的落實情況,定期聽取生產技術科、安監處等部門的匯報,不斷改善頂板管理工作。
3、礦總工程師對本礦頂板管理工作負全面技術責任,負責配備技術力量,采用新的頂板管理技術,組織制定有效的技術組織措施,審定頂板管理工作計劃。
4、礦分管副總對分管范圍的頂板管理工作負技術責任,區、隊技術主管對本單位的頂板管理工作負技術責任,對本單位的頂板管理制定專門技術措施,并負責組織推廣和采用頂板管理新技術。
5、地測中心負責全礦采、掘、開工作面的地質預測預報工作,提供詳細的地質報告和地質預報以及對錨桿支護巷道提供頂板巖性預報,要有設計工作面的地質構造,上覆采空區或小窯積水的水位、水量、并提出防止小窯的措施。
6、各采區區長、隊長,對本單位的頂板管理工作負直接領導責任,負責落實本單位管轄范圍內的頂板管理工作。
7、安監處對全礦的頂板管理工作負監察責任,安監人員要按照規程規定,認真檢查頂板管理工作及措施執行情況,嚴格把關,不安全不生
-0止事故的擴大和再次發生。
二、現場管理:
(一)采煤工作面的頂板管理:
1、采煤工作面一旦發生冒頂事故,要及時制定安全技術措施,科、區、礦組織有關人員現場跟班指揮,盡快處理,將頂構嚴,防止繼續冒落。
2、工作面通過空巷、斷層及薄帶等地質構造時,應根據地質資料,制定具體措施,報總工程師批準。
3、采煤工作面必須有一定數量的坑木、支柱和頂梁,其數量、規格和存放地點要在作業規程中有明確規定:在頂板破碎的采在朵有不同規格(高度)的支柱、坑木和材料。
4、兩巷超前支護單體支柱必須進行監測,初撐力要求達到50KN以上,達不到要進行二次注液。
5、上、下順槽自工作面煤壁超前20m范圍內,支架完整無缺,高度不低于1.8m,有0.7m寬的人行道。
6、切頂線支柱數量要齊全,支柱有力,擋矸有效。特殊支護要符合作業規程要求。
7、掌握周期來壓規律,加強周期來壓時的支護設計和現場管理,并按規程確保基本柱和特殊支護的打設質量,嚴格按規程規定回柱放頂。
8、兩端頭支護后要拆掉錨桿托盤進行卸壓,以保證落山懸頂不超過規定要求。
9、工作面懸頂面積超過規定時必須及時進行人工放頂。
10、采后備管理:
20元。鋪鐵絲網質量必須符合設計及作業規程規定,網間壓接不小于200mm,連接壓茬好,發現一處不合格罰款20元。
4、錨桿間、排距誤差不超過-100——+100mm之間,每超100mm,罰款50元,錨桿密度不能隨意增大或放小。錨桿孔深度誤差要控制在0——50mm之間礦抽檢人員隨時現場實查鉆孔深度,發現一次不符合規定要求,罰款50元,并責令立即補打。錨桿角度必須符合規程規定,有一根不符,罰款10元。錨桿外露長度20-50mm,發現一根外露不符合規定或螺母沒有擰滿扣,罰款20元。
5、錨索質量必須符合設計和規程規定要求,預緊力必須符合要求達到80KN(10MPa),發現一處不合格,罰款50元。錨索外露長度誤差不得超過150—350mm,有一處不符,罰款50元。
6、相鄰兩根錨桿不合格視作空頂,對施工隊組罰款200元。
7、特殊地點(開門點、貫通點、見煤點、斷層、交岔點、開幫處、硐室等)采用特殊支護及加強支護措施時,必須按規定打設錨索(或錨桿),發現缺一根罰款100元,并責令停產補打。
8、對于1.0米以上的斷層破碎帶、煤層松軟區、地質構造變化帶、地應力異常區、動壓影響區和頂板淋水較大地段等圍巖支護條件復雜區域,必須采取錨桿+錨索+金屬棚子聯合支護措施。
9、錨桿支護的煤巷必須保證巷道形成質量,如因不可抗拒的原因造成施工斷面超寬、超高大于500mm時,須變更支護設計,采用補打錨桿(錨索)或支撐式(架棚)支護進行加固,并由分管掘進的副總工程師組織實施。由于施工不當造成巷道斷面及支護變更時,當旬質量定級為等外品。
1、各隊儀器由專人管理,誰使用誰保管,并按時查看儀器是否損壞。
2、操作人員必須經過培訓,嚴格按操作規程執行,如因操作失誤而損壞設備,由各隊及操作人員照價賠償。
3、儀器在井下出現故障或出現損壞,要在上井后及時通知生產科處理,嚴禁在井下私自拆開設備。
4、井下安裝的礦壓設備儀器,如壓力表、通訊分站、通訊電纜及頂板監測傳感器等,不得隨意損壞和丟失,如發生這種情況,由使用隊負責照價賠償。
(三)采煤工作面支柱壓力監測的規定:
1、工作面及超前維護所使用的單體液壓支柱,必須按作業規程規定的支護形式進行支護,工作阻力(包括初撐力)實測值不低于90KN。
2、由生產科不定期對各施工隊組的單體液壓支柱壓力進行檢測,并把每次檢測的結果通報有關單位及礦領導。
3、各隊檢測中發現的壓力不合格支柱要查找原因,認真對待。屬于注液不夠的,要進行補充注液;屬于支柱鉆底的,要進行穿鞋工作;屬于支柱失效漏液的,要及時予以更換,出坑進行檢修。
4、對檢測中發現支柱壓力低于50KN的柱子,每出現一根,由生產科對該隊罰款20元。如果低于50KN的單體支柱占到工作面全部的50%,則本旬該工作面的質量定為等外品,同時隊組停產整頓;經生產科驗收合格后,方可恢復生產。
(四)掘進工作面頂板監測:
1、由井區技術員負責對采用錨桿支護的巷道做定期拉拔試驗,半煤巷每安裝300根,做一次試驗(3根);巖巷每安裝150根做一次拉拔試
2、凡違反《東風礦頂板管理辦法》的隊組要視情節輕重,對隊干部及當班失職人員罰款50—100元。
3、凡違反規定造成冒頂事故的隊組,對承擔責任人員每人罰款200—500元;造成嚴重后果的,對責任者給予行政處理。
4、各職能科室、生產隊組及其它把關人員,在審批措施及現場檢查中都要嚴格把關、堵塞漏洞,防止頂板事故的發生。同時,每季在頂板安全無事故的情況下,礦按罰款額的30%提取頂板管理獎,報礦領導批準后,對上述把關人員進行適當的獎勵,由生產科具體發放。
第五篇:錨桿支護理論
錨桿支護理論
錨桿支護理論研究的目的是弄清楚錨桿、錨索與圍巖之間的相互作用關系,從而為錨桿支護設計提供理論基礎。
第一節錨桿支護構件的作用
錨桿支護由錨桿桿體、托板和螺母、錨固劑、鋼帶及金屬網等構件組成,錨桿支護的作用是由這些構件共同完成的。
一、錨桿桿體的作用 對于錨桿桿體本身來說,由于桿體長度方向的尺寸遠大于其他兩個方向的尺寸,所以力學上屬于桿體。這種構件主要可以提供兩方面的作用,一是抗拉,二是抗剪。至于桿體的抗彎能力和抗壓能力是非常小,可忽略不計。
1、錨桿的抗拉作用
錨桿桿體所能承受的拉斷載荷計算:
式中P—錨桿拉斷載荷,N;
d—錨桿直徑,mm; —錨桿鋼材抗拉強度。
2、錨桿的抗剪作用
錨桿桿體所能承受的剪切載荷計算:
式中Q—錨桿剪切載荷,N;
d—錨桿直徑,mm; —錨桿鋼材剪切強度。
二、錨桿托板的作用
一是通過給螺母施加一定的扭矩使托板壓緊巷道表面,給錨桿提供預緊力,并使預緊力擴散到錨桿周圍的煤巖體中,從而改善圍巖應力狀態,抑制圍巖離層、結構面滑動和節理裂隙的張開,實現錨桿的主動、及時支護作用; 二是圍巖變形使載荷作用于托板上,通過托板將載荷傳遞到錨桿桿體,增大錨桿的工作阻力,充分發揮錨桿控制圍巖變形的作用。
托板力學性能應與錨桿桿體的性能匹配,才能充分發揮錨桿的支護作用。托板強度不足、安裝質量差、受較大偏載都會顯著降低錨桿的作用。
對于端部錨固錨桿,托板是錨桿尾部接觸圍巖的構件,通過托板給錨桿施加預緊力,傳遞圍巖載荷至錨桿桿體,托板本身失效,以及托板下方的圍巖松散脫落,導致托板與表面不緊貼,都會使錨桿失去支護作用。
托板對全長錨固錨桿的受力分布有明顯的影響。無托板時錨桿軸力在巷道表面處為零,在一定深度達到最大值,剪力在軸力最大處為零;有托板時,由于錨桿施加的預緊力和圍巖通過托板作用在錨桿桿體上的力,使得錨桿軸力在巷道表面處達到一定值,而且使錨桿軸力最大的位置向孔口移動,更接近巷道表面。
三、錨固劑的作用
錨固劑的作用是將鉆孔孔壁巖石與桿體粘結在一起,使錨桿發揮支護作用。同時錨固劑也具有一定的抗剪與抗拉能力,與錨桿共同加固圍巖。
1、錨固劑的粘結作用
在拉拔作用下,桿體錨固段剪應力分布為負指數曲線。
2、錨固劑的抗拉與抗剪作用
我國樹脂錨固劑的抗拉強度一般可取11.5MPa,抗剪強度一般可取35MPa。
3、端部錨固與全長錨固的區別
對于端部錨固錨桿,錨固劑的作用在于提供粘結力,使錨桿能承受一定的拉力。對于全長錨固錨桿,錨固劑的作用比較復雜,主要有兩方面:將錨桿桿體與鉆孔孔壁粘結在一起,使錨桿隨著巖層移動承受拉力。當巖層發生錯動時,與桿體共同起抗剪作用,阻止巖層發生滑動。對于端部錨固錨桿,桿體各部位的應力和應變相等。在錨固范圍內,任何部位巖層的離層都均勻地分散到整個桿體的長度上,導致桿體受力對圍巖變形和離層不敏感,支護強度低。對于全長錨固錨桿,這種分散是不可能的,致使應力、應變沿錨桿長度方向分布極不均勻,離層和滑動大的部位錨桿受力很大,桿體受力對圍巖變形和離層很敏感,能及時抑制圍巖離層滑動,支護強度高。這是端部錨固錨桿與全長錨固錨桿的根本區別。
四、鋼帶的作用
鋼帶是錨桿支護系統中的重要構件,對提高錨桿支護整體支護效果、保持圍巖的完整性起著關鍵作用。其作用主要表現在以下3方面:
1、錨桿預緊力和工作阻力擴散作用。
2、支護巷道表面,改善圍巖應力狀態作用。
3、均衡錨桿受力,提高整體支護作用。
五、網的作用
1、維護錨桿之間的圍巖,防止破碎巖塊垮落。
2、緊貼巷道表面,提供一定的支護力,一定程度上改善巷道表面巖層受力狀態。同時,將錨桿之間巖層的載荷傳遞給錨桿,形成整體支護系統。
3、網不僅能有效控制巷道淺部圍巖的變形和破壞,而且對深部圍巖也有良好的支護作用。有的巷道雖然表面圍巖已破壞,但沒有松散、垮落,網作為傳力介質,使巷道深部圍巖仍處于三向應力狀態,提高巖體的殘余強度,顯著減小圍巖松散、破碎區范圍,同時保證了錨桿的錨固效果。
第二節錨桿支護理論
錨桿支護是一種主動支護形式,它是通過錨桿及其輔助構件與錨固范圍的圍巖形成錨固結構體,利用錨桿的橫向作用提高錨固范圍巖體的強度參數,錨桿的軸向作用改變錨固范圍巖體的應力狀態,從而達到提高巷道穩定性的目的。隨著錨桿支護工程實踐的不斷豐富,錨桿支護的理論計算模型已有許多有價值的成果。這些理論都是以一定的假說為基礎的,各自從不同的角度、不同的條件闡述錨桿支護的作用機理,而且力學模型簡單,計算方法簡便易懂,適用于不同的圍巖條件,得到了國內外的承認和應用。
目前,較成熟的理論主要可歸納為三大類:
一、基于錨桿的懸吊作用而提出的懸吊理論、減跨理論。
1、懸吊理論
錨桿上端錨固在圍巖內部較堅硬的巖石中,把一層或幾層穩定(或不穩定)且比較平而薄的直接頂板通過錨桿下端的托板及螺栓,錨固在比較堅硬的巖層上,從而起到了懸吊作用。錨桿的懸吊作用理論能很好地解釋錨桿長度范圍內存在穩定巖層的情況,但不能說明松軟巖層高度超出錨固范圍情況下的錨桿作用機理。只適用于巷道頂板,不適用于幫、底。且開掘巷道的頂板在一定范圍內,必須有堅硬穩定的巖層。當跨度較大的軟巖巷道中普氏拱高往往超過錨桿長度,或頂板軟弱巖層較厚,圍巖破碎區范圍較大時,無法將錨桿錨固到上面堅硬巖層或者未松動巖層上,懸吊理論就不適用了。
2、減跨理論 包括兩方面的內容:一是基于松散介質的自然冒落拱理論提出的錨桿作用原理,其依據是冒落拱高度與跨度成正比關系,認為利用錨桿的懸吊作用可增加頂板巖層的支點,從而減小支點間的跨距,進而達到降低冒落拱高度、減小所需支護強度的目的;二是基于梁的理論而提出的錨桿作用原理,即當巷道頂板為層狀巖層時,其變形特性近似于梁的性質,此時錨桿的作用是縮短梁的跨距,以減小其中的橫向應力產生的彎矩及彎矩產生的彎曲應力,尤其是彎曲拉應力,從而提高頂板的穩定性。從以上兩種情況可以看出,減跨理論中的錨桿作用機理以及適用條件與懸吊理論等同,即需要以穩定巖層或穩定巖層結構為依托。
二、基于錨桿的擠壓加固作用而提出的組合梁理論、加固拱理論以及楔固理論。
1、組合梁理論
通過錨桿的軸向作用力將頂板各分層壓緊,以增強各分層間的摩擦作用,并借助錨桿自身的橫向承載能力提高頂板各分層間的抗剪切強度以及層間粘結程度,使各分層在彎矩作用下發生整體彎曲變形,呈現出組合梁的彎曲變形特征,從而提高了頂板的抗彎強度。適用于頂板由多層厚度小的連續性巖層組成的巷道支護。巷道幫、底不能應用。
2、加固拱理論(擠壓加固理論)通過系統的布置錨桿,使巷道拱頂節理發育的巖體串聯在一起,沿巷道的斷面形成一個連續的具有自承受能力的拱形壓縮帶,使巖層得到補強,成為一個整體結構,支承其自身重量和上部的頂板壓力。對于平頂巷道的層狀連續性頂板而言,擠壓加固理論等同于組合梁理論,此時,錨桿的擠壓加固作用既可使層狀頂板形成組合梁結構,從而提高了其抗彎強度,又可改善巖層的應力狀態,使巖層沿平行于巖層層理方向的抗壓強度得到提高。本理論適用性較強,幾乎適用于所有的圍巖條件。
3、楔固理論
主要是針對巷道圍巖中的圍巖有時會沿其中的弱面滑移而提出的圍巖加固理論。當巷道圍巖中的部分巖體被其中的弱面切割為塊體時,其穩定性狀況一定程度上將取決于對關鍵塊體的維護情況,因為這種條件下圍巖的失穩大多起因于關鍵塊體的失穩。對此可將錨桿沿與弱面相交的方向布置,并借助錨桿的抗拉、抗剪、抗彎等作用防止圍巖發生滑動甚至脫離巖層而冒落,從而保持巷道圍巖的整體穩定性。
三、綜合錨桿的各種作用或基于特殊條件而提出的最大水平應力理論、圍巖松動圈理論、圍巖強度強化理論、錨桿桁架支護理論、錨固平衡拱支護理論、錨注支護理論。
1、最大水平應力理論
巷道圍巖的水平應力有時會大于垂直應力,此時,巷道頂、底板的穩定性主要受水平應力的影響;水平應力具有明顯的方向性,巷道軸向與最大水平應力之間的夾角不同,水平應力對頂、底板穩定性的影響程度也會有所差異:
①與最大水平應力方向平行的巷道受其影響最小,頂、底板穩定性最好;
②與最大水平應力方向成銳角的巷道的頂、底板變形破壞偏向巷道的某一幫; ③與最大水平應力方向垂直的巷道受其影響最大,頂、底板穩定性最差。
基于該理論,英國學者研究發現,在深部開采的高應力環境下,最大水平應力的作用使頂、底板巖層發生剪切破壞而出現錯動和膨脹,造成圍巖變形,隨著變形的發展,頂板對支護的載荷迅速增長,并使支護系統發生破壞。在這種作用下,錨桿的作用應當是在頂板變形的早期階段提高其穩定性,以控制頂板后期變形的嚴重程度。即錨桿的加固應在頂板巖層發生松動膨脹變形之前進行,而不是等頂板已經松動破壞、幾乎喪失自承能力后才被動地承受圍巖壓力。同時,應充分重視垂直應力對兩幫的影響:頂板錨固后,兩幫垂直應力集中區更靠近巷幫表面,控制兩幫破壞,防止頂板有效跨度超過頂板錨桿的有效支護范圍,對圍巖穩定極為重要。
2、圍巖松動圈支護理論 基于巷道圍巖狀態特征的研究,董方庭教授等提出了松動圈支護理淪,并提出了關于錨桿作用機理的動態解釋。認為在矩形巷道圍巖中,錨桿除了可以發揮懸吊作用以外,形成組合拱是其主要的支護作用,即破裂頂板在錨桿錨固力作用下可以形成具有一定強度和厚度的錨固層,隨著頂板的下沉變形,錨固層將達到新的平衡狀態,形成壓力拱或稱之為裂隙體梁式的平衡結構。
3、圍巖強度強化理論
通過對處于不同物性狀態巖體加錨前后的力學性質的研究,侯朝炯教授等提出了巷道錨桿支護圍巖強度強化理論。巷道錨桿支護的實質是錨桿和錨固區域巖體相互作用,并形成統一的承載結構;錨桿支護可以提高錨固體強度破壞前、后的力學參數,改善錨固體的力學性能;錨桿作用可以提高圍巖各狀態下的強度值,使巷道圍巖強度得到強化。通過對巷道底臌機理的深入研究,侯朝炯教授提出了加固巷道幫、角控制底臌的理論及方法,為巷道底臌的防治提供了一條有效、實用的途徑。
4、錨桿桁架支護理論 出現于20世紀60年代,人們通過對其支護機理的研究認為桁架錨桿的作用原理屬于擠壓加固一類,錨桿桁架對巷道圍巖的加固作用主要表現在以下三個方面:
①改變巷道頂板的應力狀態。即隨著錨桿桁架預緊力的增加,頂板中部的拉應力將減小,甚至出現壓應力,使頂板不受拉應力,從而彌補巖體抗拉強度較小的弱點; ②促進頂板裂隙體梁的形成。當巷道開挖在層狀巖體中時,頂板的破壞和變形可以用“巖梁”理論來分析,它的穩定性取決于裂隙體梁的成拱作用; ③提高頂板裂隙體梁拱座處的抗滑動性能。根據靜力平衡原理,當巖梁拱座處的抗剪切能力過低時,頂板將發生整體剪切滑動。桁架預緊力引起的主動作用將與拱座處的水平推力疊加,增大了該危險部位巖石或不連續面的摩擦阻力,從而提高頂板裂隙體梁在拱座處的剪切強度。
5、錨固平衡拱支護理論
根據困難條件下錨桿支護成拱的重要作用,煤炭科學院北京開采研究所的林崇德高工提出了錨固平衡拱支護理論。其主要內容包括:①煤巷軟弱頂板巖層在礦山壓力作用下經歷壓縮變形的過程;②錨固巖層沒有整體達到塑性破壞之前,頂板巖層仍可視為巖梁;③錨固巖層整體進入破壞階段后,巖層已經不是一個連續體;④錨固支架是否具有較大的承載能力和變形能力,取決于頂板巖層的力學性質和錨桿的成拱作用大小;⑤錨固支架形成錨固平衡拱的關鍵是通過錨桿的作用保持錨固巖層的整體性。
6、錨注支護理論
通過對軟巖巷道圍巖控制方法的研究,陸士良教授提出了外錨內注式的支護方法。認為軟巖巷道圍巖的破裂范圍及變形量都很大,傳統的剛性支護難以適應,而單純的錨桿支護或組合錨桿支護欲使破裂巖體處于擠緊狀態,從而形成平衡拱也難以實現。對于節理裂隙發育的軟巖,采用注漿的方法可以改變其松散結構,提高粘結力和內摩擦角,提高圍巖的整體性和強度系數,從而形成一個注漿加固圈,為錨桿提供可靠的著力基礎,使其能夠充分發揮懸吊、組合等基本功能,對注漿加固圈以下的松碎巖石起到支護的作用。這種支護方式的提出極大地拓寬了錨桿支護技術的應用范圍。第三節錨桿支護機理要點
1、錨桿支護的主要作用在于控制錨固區圍巖的離層、滑動、裂隙張開、新裂紋產生等擴容變形與破壞,使圍巖處于受壓狀態,抑制圍巖彎曲變形、拉伸與剪切破壞的出現,最大限度地保持錨固區圍巖的完整性,減小錨固區圍巖強度的降低,使圍巖成為承載的主體。在錨固區內形成剛度較大的預應力承載結構,阻止錨固區外巖層產生離層,同時改變圍巖深部的應力分布狀態。錨桿支護對巖石的彈性變形、峰值強度之前的塑性變形控制作用不明顯,要求支護系統應具有一定的延伸性,使圍巖的彈性變形、產生明顯擴容變形之前的塑性變形得以釋放。
2、錨桿支護系統的剛度十分重要,錨桿預緊力及其擴散起著決定性作用。根據巷道條件確定合理的預緊力,并使預緊力實現有效擴散是支護設計的關鍵。單根錨索預緊力的作用范圍是很有限的,必須通過托板、剛度和金屬網等構件將錨桿預緊力擴散到離錨桿更遠的圍巖中。特別是對于巷道表面,即使施加很小的支護力,也會明顯抑制圍巖的變形與破壞,保持頂板的完整。護表構件在預應力支護系統中發揮極其重要的作用。
3、錨桿支護系統存在臨界支護剛度,即使錨固區不產生明顯離層和拉應力區所需要支護系統提供的剛度。支護系統剛度小于臨界支護剛度,圍巖將長期處于變形和不穩定狀態;相反,支護系統的剛度達到或超過臨界支護剛度,圍巖變形得到有效抑制,巷道處于長期穩定狀態。支護剛度的關鍵影響因素是錨桿錨桿預緊力,因此存在錨桿臨界預緊力值。當錨桿預緊力達到一定數值后,可以有效控制圍巖變形和離層,而且錨桿受力變化不大。
4、錨索的作用主要有兩方面:其一是將錨桿支護形成的預應力承載結構與深部圍巖相連,提高預應力承載結構的穩定性,同時充分調動深部圍巖的承載能力,使更大范圍內的巖體共同承載;其二是錨索施加較大的預緊力,給圍巖提供壓力,使錨桿形成才壓力區組合成骨架網狀結構,主動支護圍巖,保持其完整性。