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科技成果——煤矿巷道高预应力锚杆支护技术

科技成果——煤矿巷道高预应力锚杆支护技术适用范围

该技术适用于特厚煤层综放开采大断面全煤巷道、强烈动压影响巷道、千米深井高应力巷道、深部矿井沿空留巷、软岩含水地层巷道、小煤柱沿空掘巷、近距离煤层群巷道等各类复杂困难巷道。目前已在大同、潞安、晋城、淮南、平庄、新汶、宁东、汾西、平朔等10余个矿区进行了推广应用,推广前景十分广阔。

技术原理

针对复杂困难巷道存在的锚杆与锚索破断、支护构件失效、预应力施加困难等问题,提出了高预应力一次支护理论,开发了先进、实用的高预应力锚杆与锚索系列支护材料、配套支护构件,研制了锚杆与锚索高预应力施加机具,精细化地研究了支护材料与构件的力学性能,形成了煤矿巷道高预应力强力锚杆支护成套技术。

关键技术

(1)研制出钢号为500-830MPa系列高强度、高冲击韧性锚杆材料;

(2)开发出1×19结构、φ18mm-φ28.6mm系列大吨位、高延伸率锚索及配套构件;

(3)开发出与强力锚杆配套的系列支护构件;

(4)发明了定力矩锁紧预应力锚杆液压张拉器等高预应力施加机具;

(5)精细化地研究并得出系列支护材料及构件力学性能。

技术流程

对煤矿巷道围岩进行地质力学测试,基于地质力学测试结果进行煤柱优化和巷道支护设计,提出基于高预应力一次支护理论的设计方案,采用开发的支护材料、构件及施工机具进行井下施工,通过在线矿压监测评估支护效果。

主要技术指标

(一)形成钢号为500-830MPa系列高强度、高冲击韧性锚杆材料;

(二)形成1×19结构、φ18mm-φ28.6mm系列大吨位、高延伸率锚索;

(三)研制高预应力施加机具,锚杆预紧力达到120kN以上。

典型案例

同煤大唐塔山煤矿8105工作面5105回风顺槽,巷道宽度为5.5m,高度为 3.6m,属于典型的大断面巷道。巷道穿越多条断层,同时还受临近8104工作面及8105工作面两次工作面采动影响。在该巷采用了新开发的高强度锚杆、锚索支护材料与高预紧力施工机具,在巷道围岩地质力学评估的基础上进行了高强度、高预紧力锚杆支护设计。从矿压监测结果来看,巷道变形量较原支护明显减小,巷道断面收缩率小于4%,支护状况发生了根本性的改变。

高强预应力锚杆支护技术在深井巷道中的应用

高强预应力锚杆支护技术在深井巷道中的应用 高长富石建华 鸡西矿业集团公司东海煤矿 0、前言 支护技术是煤矿生产的基础工程,寻求一种技术先进、安全可靠、适合本矿井生产地质条件的巷道支护方式,是提高矿井安全可靠度,提高经济效益,实现可持续发展的基础保证。 东海煤矿是一个有近50年开采史的老矿井,设计能力90万吨,2003年达120万吨,现有2个生产采区,五采区、六采区,生产水平在-450米以下,采深均达700米以上,最深达947米,为典型的深井开采矿井。煤层围岩复杂、稳定性差、深部断层构造多、矿压显现特点为原岩应力大、变形量大、变形速度快、波及范围广、呈工程软岩特性,巷道支护困难,传统的单一锚杆支护和刚性棚式等支护方式不能保证巷道的稳定性,支护改革成为关系矿井安全生产和发展亟待解决的课题。 2002年末,我们引进了高强预应力锚杆支护成套技术,通过2年的应用实践,取得显著成效。 1、高强度预应力锚杆支护成套技术 高强度预应力锚杆支护技术是以左旋无纵筋预应力螺纹钢锚杆为主体,钢带(W、M或梯型)、金属网(菱形),小孔径高强度预应力锚索,采用一种或多种组合形成的组合支护方式,它采用专用高效锚杆钻机及快速安装螺母实现钻锚一体化。能实现及时主动支护,具有高强度、高预紧力、高可靠性。是一种先进、安全、高效的支护手段。 1.1支护的理论依据及机理 (1)支护的理论依据及设计方法 锚杆支护理论很多,主要有悬吊理论,“刚性”组合梁理论;加固拱理论;围岩松动圈理论;主要承载圈及次生承载圈理论;扩容一稳定理论等。但在实际锚杆支护设计中,多以某种理论为基础,然后通过工程类比和实际施工与监测后进行修改、补充,找到一种适合某一煤层或巷道的支护方式。做到经济、安全、快速、高效。 设计理论计算方法一般煤巷采用悬吊或“刚性”组合梁理论,岩巷多采用加固拱及围岩松动圈理论。 (2)支护作用机理 a锚杆支护是以维护和利用围岩自承承载能力为基点,主动快速对围岩进行支护,控制围岩的松驰变形,使围岩成为支护体的组成部分,通过锚入围岩内部的杆体与围岩相互作用,通过其高预紧力,改变巷道围岩的力学状态,在巷道周围形成一个整体而又稳定的承载层(环),使荷载变为承载体,形成围岩,锚杆整体承载结构,达到维护巷道目的。 b钢带将各根单独作用的锚杆连在一起,使锚杆单独作用时产生的集中载荷变为均布载荷,使锚杆同步承载,有利于提高围岩自承能力。 c钢带和金属网使用,增大了锚杆和托板与围岩层的接触面积,对锚杆间围岩体施以约束,有效控制锚杆间区域围岩的破坏脱落,减缓阻止巷道围岩进一步扩容离层,提高了巷道围岩稳定性,同时钢带对形成的组合梁(拱)又增加了一个高强度梁(拱),对其上覆岩层起到有力加固作用,保证围岩整体稳定,避免锚杆失效,以形成有效的组合支护体系。 d锚索以它的大锚深高预紧力,除具有锚杆支护作用外,还具有对顶板(围岩)进行深部锚固而产生的强力悬吊作用,并沿巷道纵轴线形成连续强支撑点,以大预应力减缓围岩扩容变形。锚索把已组合的围岩和潜在冒落变形范围内的岩层同深部稳定岩层区域联结起来,使相邻的锚杆、锚索作用相互叠加组合生成一个岩梁(拱),这个岩梁(拱)厚度成倍增加,使压力扩散到岩体深部,有利围岩完整,使破坏变形得到有效控制。 由上述可知,此锚杆支护技术是一种主动支护体,由于锚杆具有一定的延伸性,允许围岩适度变形,具有让压增阻、增阻快,阻力高的特性,是一种高强度柔性支护方式,能适应深井、高地压,围岩变形力学特性,能最大限度与围岩共同作用,控制围岩破坏,保证巷道稳定,它能够依据巷道围岩特性、条件、巷道用途、使用要求,采取单一或多种方式组合的支护方式对巷道进行支护,满足安全生产需要。 2、试验应用情况 东海煤矿现开采煤层为五采区23#层、32#层、35#,六采区32#、34上层、34#层。均属深井高地

煤矿掘进巷道锚杆支护技术

煤矿掘进巷道锚杆支护技术 摘要:煤矿掘进巷道内部条件复杂,施工面强度大、危险度高,需要加强防 护工作。为防止掘进安全事故的出现,需要采取有效的超前支护措施,保障人员 安全的同时,提高煤矿掘进效率。锚杆支护是使用高强度的锚索对开采的围岩区 域进行注浆加固,控制开采区域的形变量,降低岩体破碎和脱落风险。锚杆支护 能形成一个防护支架,保障机械设备和施工人员的安全,促进煤矿掘进有序地进行。 关键词:煤矿掘进巷道;锚杆支护;技术 1煤矿掘进巷道锚杆支护技术概述 在实施该技术的过程中,可以以螺丝钢铁为主要材质,保证支撑力。在开展 技术施工前,施工人员应根据地下环境的具体情况,选择不同类型的锚棒。如果 周围岩石稳定,可以选择直径较小的锚带。如果周围岩石不稳定,可以选择直径 较大的锚棒。如果施工区域内的煤矿比较柔软,则选择较长的锚带施工。但是, 该技术后期的维护保修和检修工作比较麻烦,在具体应用过程中,事故无法预断,地形条件非常复杂的坑道存在较多的安全风险。另外,在实施这项技术时,对设 计人员和施工人员的技能水平要求很高,只有结合工程的实际需要,设计出合理 的施工设计图,才能保证施工人员的顺利施工,充分发挥锚带的支撑作用。 传统煤矿开采时,施工人员使用不同类型的金属支架支撑坑道,但这种形式 由于参与人员过多,工程人力成本上升,工程整体经济效益下降。同时,该支承 方式的安全性得不到良好的保障,不符合现代煤矿生产环境的需要。通过锚支承 技术的应用,可以有效地提高坑道的安全可靠性,减少工程费用,提高工程效率。应用这一技术时,施工人员会根据坑道的天花板合理排列锚带的距离。在固定力 的影响下,每个主播周围都会形成压缩区,施工人员将这一区域连接起来形成压 缩区,防止周围岩石松动或脱落。该技术可以促进螺栓的顶棚力发挥合成洑的作用,提高坑道的支撑力,还可以有效避免坑道屋顶的岩石崩塌,增强生产安全性。

科技成果——煤矿巷道高预应力锚杆支护技术

科技成果——煤矿巷道高预应力锚杆支护技术适用范围 该技术适用于特厚煤层综放开采大断面全煤巷道、强烈动压影响巷道、千米深井高应力巷道、深部矿井沿空留巷、软岩含水地层巷道、小煤柱沿空掘巷、近距离煤层群巷道等各类复杂困难巷道。目前已在大同、潞安、晋城、淮南、平庄、新汶、宁东、汾西、平朔等10余个矿区进行了推广应用,推广前景十分广阔。 技术原理 针对复杂困难巷道存在的锚杆与锚索破断、支护构件失效、预应力施加困难等问题,提出了高预应力一次支护理论,开发了先进、实用的高预应力锚杆与锚索系列支护材料、配套支护构件,研制了锚杆与锚索高预应力施加机具,精细化地研究了支护材料与构件的力学性能,形成了煤矿巷道高预应力强力锚杆支护成套技术。 关键技术 (1)研制出钢号为500-830MPa系列高强度、高冲击韧性锚杆材料; (2)开发出1×19结构、φ18mm-φ28.6mm系列大吨位、高延伸率锚索及配套构件; (3)开发出与强力锚杆配套的系列支护构件; (4)发明了定力矩锁紧预应力锚杆液压张拉器等高预应力施加机具; (5)精细化地研究并得出系列支护材料及构件力学性能。

技术流程 对煤矿巷道围岩进行地质力学测试,基于地质力学测试结果进行煤柱优化和巷道支护设计,提出基于高预应力一次支护理论的设计方案,采用开发的支护材料、构件及施工机具进行井下施工,通过在线矿压监测评估支护效果。 主要技术指标 (一)形成钢号为500-830MPa系列高强度、高冲击韧性锚杆材料; (二)形成1×19结构、φ18mm-φ28.6mm系列大吨位、高延伸率锚索; (三)研制高预应力施加机具,锚杆预紧力达到120kN以上。 典型案例 同煤大唐塔山煤矿8105工作面5105回风顺槽,巷道宽度为5.5m,高度为 3.6m,属于典型的大断面巷道。巷道穿越多条断层,同时还受临近8104工作面及8105工作面两次工作面采动影响。在该巷采用了新开发的高强度锚杆、锚索支护材料与高预紧力施工机具,在巷道围岩地质力学评估的基础上进行了高强度、高预紧力锚杆支护设计。从矿压监测结果来看,巷道变形量较原支护明显减小,巷道断面收缩率小于4%,支护状况发生了根本性的改变。

煤矿巷道锚杆支护技术工艺

煤矿巷道锚杆支护技术工艺 摘要:目前我国煤矿企业发展迅速,锚杆支护是煤矿巷道支护的主要形式,而 随着当前机械加工工艺的完善及材料性能的提高,锚杆支护结构的稳定性及性能 也得到了极大的提升。从锚杆支护技术的基本理论发展、支护技术控制要点进行 分析和探讨,并在此基础上对优化锚杆支护效果的措施进行了全面梳理和总结, 可以为煤矿巷道支护供参考及借鉴。 关键词:煤矿巷道;锚杆支护;技术工艺 引言 经过多年的发展,巷道支护中木支护、砌谴支护、型钢支护等形式在应用中 由于稳定性差及强度低等,目前在深井开采中应用较少。近两年,锚杆支护技术 的突破与应用为煤矿巷道安全提供了根本保证,也使得煤炭开采作业效率和经济 效益提高。 1锚杆支护基本理论发展 锚杆支护作为一种现矿区生产所常见的一类支护形式而被广泛地使用。而对 于该类支护形式的工作原理,一直是煤矿工作者所研究的重点,也是更好发挥该 工法所必须应对的保证。如关于该工法所提出了悬吊工法、加固供理论等。这些 理论在生产实践中都发挥了积极作用,但它们都有不同的适用条件,具有局限性 和片面性。 近年来,通过进一步的实测和计算,对锚杆支护理论的研究也有了较大发展,如从锚杆支护的作用在于控制锚固区围岩离层、滑动及裂隙张开等特性,以使围 岩在受压的状态下保持稳定及起到预防围岩变形等问题,对于最大限度地保持锚 固区的稳定性与刚度具有积极的价值,从而在一定程度上可起到改善围岩深部应 力状态的目的。而通过研究发现,在锚固支护中,预应力的存在可在支护结构体 系中起到积极作用,而根据顶板围岩条件确定预应力应作为锚杆支护设计的关键 因素进行考虑。 2煤矿巷道锚杆支护技术分析 2.1施工机具 根据巷道锚杆支护设计要求,准备相应的现场施工机具,包括锚杆钻车或钻机,配套钻杆和接长钻杆、巷道顶板和巷帮用钻孔、锚杆预紧风动扳手、锚索张 拉千斤顶、锚杆拉拔计、扭矩扳手等。 2.2选择合理的锚杆支护设计参数 支护设计是巷道支护中的一项十分重要的工作,对发挥锚杆支护的优越性和 保证巷道安全具有十分重要的作用。常用锚杆支护设计方法有工程类比法、理论 数值法和数值模拟法,其中数值模拟法能够通过多个方案比较分析,一般情况可 以选择更加合理的支护方案。由于各矿区地质条件各有不同,设计人员应在设计 前做好每个影响因素的考察和调研,并在对相关条件全面掌握的基础上对锚杆进 行科学设计。在施工过程中,当围岩条件发生变化和遇到构造时,应及时调整支 护参数,从而确保巷道施工和服务期间顶板安全。 2.3锚杆安装 2.3.1安装步骤 锚杆安装施工总结概括为推、转、等、紧4个主要步骤,即先将树脂锚固剂 推到钻孔制定位置,再用锚杆钻机旋转锚杆搅拌锚固剂,旋转到孔底后等待一定 时间等树脂锚固剂凝固,最后上紧螺母。具体步骤如下:①用锚杆机打钻孔,孔

煤矿巷道锚杆支护技术的发展与现状

煤矿巷道锚杆支护技术的发展与现状 【摘要】本文着重介绍了锚杆支护成套技术,包括地质力学测试、锚杆支护设计、支护材料、施工机具与工艺、工程质量检测及矿压监测、特殊地质条件支护技术等。实践表明:锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式,显著提高了巷道支护效果,保证了采煤工作面的安全、快速推进,促进了煤炭产量的大幅度增长。 【关键词】煤矿;巷道支护;锚杆支护 我国煤矿锚杆支护技术经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。目前,我国很多矿区煤巷锚杆支护率达到60%,有些矿区超过了90%,甚至达到100%。我国煤矿已经形成了有中国特色的煤巷锚杆支护成套技术体系,锚杆支护已经成为煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式。 1 锚杆支护理论的发展 目前的锚杆支护理论归纳起来有3种模式:被动地悬吊破坏或潜在破坏范围的煤岩体;在锚固区内形成某种结构(梁、层、拱、壳等);改善锚固区围岩力学性能与应力状态,控制围岩变形与破坏。通过不断深入的研究发现,锚杆支护的本质作用以第3种模式为主。同时,借鉴美国煤矿锚杆支护理论与实践经验,发现巷道开挖后立即支护,并施加足够高的安装力,即锚杆预应力,提高锚固体的刚度非常重要。 根据锚杆受力大小来分型,可将锚杆受力模型分成5级,即从锚杆预应力很低,支护不明显到高预应力、强力支护之间划分出五个档次,根据对锚杆受力变化特征的分析,得出锚杆支护围岩响应曲线,如图2所示,曲线1~5分别5级受力模型相对应。曲线5对应的高预应力、强力锚杆支护能有效控制围岩位移;曲线2锚杆破断之前围岩变形较小,锚杆破断后,围岩位移急剧增大;曲线3围岩发生较大位移后能趋于稳定;曲线4围岩发生较大位移后不能稳定,而且后期由于锚固力明显降低,围岩位移进一步加大,甚至失稳。 图1 锚杆支护围岩响应曲线 根据上述分析,提出高预应力、强力支护理论。 (1)锚杆支护主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形,将这种不连续变形控制到最小,保持煤岩体的完整性、连续性,使围岩处于受压状态,减小煤岩体强度降低。 (2)锚杆预应力及其扩散对支护效果起决定性作用。确定合理的预应力,并使其有效扩散是支护设计的关键。托板、钢带与金属网等护表构件在预应力支护系统中发挥极其重要的作用。

煤矿建井巷道施工锚杆支护施工技术

煤矿建井巷道施工锚杆支护施工技术 摘要:煤矿井下掘进开采时,巷道支护技术至关重要。发电领域对煤炭使用量逐日增长,煤矿开采深度也随之不断加深,巷道断面层承受压力与日俱增,应用传统支护技术已无法满足现代煤矿生产环境所需。通过正确应用巷道锚杆支护技术,既可以提高现代生产环境的安全性,也可以降低生产风险率,为企业节省不必要的成本支出,促进企业的长效发展。 关键词:煤矿建井;巷道施工;锚杆支护;施工技术 前言 煤炭开采的本质上就是对地质环境的破坏行为,原本埋藏在地下的煤炭原石本身就是结构的一部分,一旦被挖掘,原本的结构就被破坏,从而失去平衡性,因此很容易发生巷道围岩变形、巷道塌方等问题,尤其在高强度开采时严重威胁了地下煤矿工人的生命安全。面对这种情况,如何提高巷道安全性和稳定性至关重要,而煤炭巷道锚杆支护技术是一种常采用的安全防护措施。 1煤矿掘进巷道锚杆支护技术概述 该技术主要对煤矿巷道进行支护,成本低且操作简单。通过实施该技术可以加强巷道支撑力,对其产生保护作用,维护煤矿生产环境的安全性。在该技术的实施过程中,螺纹钢是主要材质,可以保证支护承载力。在开展技术施工前,施工人员要根据地下环境的具体情况选择不同类别锚杆。如果围岩稳定,可以选择直径小的锚杆;如果围岩处于不稳定状态,则可以选择直径大的锚杆;如果施工区域内的煤矿较为松软,则选择长度长的锚杆施工。但该技术后期开展维护与检修工作较麻烦,在具体应用过程中无法对事故做出预判,在地形条件极为复杂的巷道中存在较多安全隐患。另外,在实施该技术时,其对设计人员及施工人员的技能水平要求极高,唯有结合工程实际所需,设计合理的施工图纸,才可确保施工人员顺利施工,充分发挥锚杆的支护作用。传统煤矿开采时,施工人员使用不同类型的金属支架对巷道进行支护,但该形式参与人员过多,使工程人力成本上

煤矿深井巷道锚杆锚索支护技术研究与实践

煤矿深井巷道锚杆锚索支护技术研究与 实践 摘要:随着煤炭资源的不断开采,矿井深度逐渐增加,煤矿深井巷道的 安全问题日益突出。锚杆锚索支护技术作为一种先进的支护技术,被广泛应用于 煤矿深井巷道中。这种技术具有主动、及时、有效的特点,为矿井安全提供了强 有力的保障。然而,锚杆锚索支护技术在煤矿深井巷道中的应用效果仍需进一步 研究和探讨。本文旨在深入探讨锚杆锚索支护技术在煤矿深井巷道中的应用,为 提高矿井安全提供理论支持和实践指导。通过研究锚杆锚索支护技术的原理、优 势及适用范围,分析其在煤矿深井巷道中的应用效果,总结其优缺点,提出相应 的改进措施和发展建议。从而为煤矿安全生产提供有力支撑,推动我国煤炭工业 的可持续发展。 关键词:煤炭开采;深井巷道;锚杆锚索;支护技术 引言 随着煤炭资源的不断开发和利用,煤矿深井巷道的建设日益增多。然而,由于煤矿工作环境恶劣,巷道稳定性较差,容易发生坍塌事故,从而造成严重的 人员伤亡和财产损失。为了保障煤矿工人的生命安全和企业的正常运行,如何有 效地进行巷道支护成为了一个重要的研究课题。巷道支护的方法有很多种,包括 锚杆支护、喷射混凝土支护、支架支护等。这些支护方法各有优缺点,需要根据 巷道的实际情况选择合适的支护方式。此外,加强巷道围岩的稳定性也是至关重 要的。通过加固围岩、采取防排水措施等手段可以提高围岩的稳定性,减少巷道 坍塌的风险。同时,加强煤矿工人的安全意识和培训也是必不可少的。只有让工 人充分了解巷道支护的知识和注意事项,才能更好地保障他们的生命安全和企业 的正常运行。 1.煤矿深井巷道锚杆锚索支护技术的重要性

煤矿深井巷道锚杆锚索支护技术对于煤矿的安全生产和稳定运营至关重要。由于深井巷道的地质条件复杂,传统的支护技术往往难以满足工程需要,因 此锚杆锚索支护技术应运而生。这种技术具有高强度、高刚度和高稳定性的特点,能够有效提高巷道的支护效果,降低维护成本,保证煤矿的安全生产和稳定运营。在深井巷道中,锚杆锚索支护技术的重要性不言而喻。 2.煤矿深井巷道锚杆锚索支护技术的基本原理 2.1锚杆锚索的原理及作用 锚杆锚索是一种重要的地下工程支护措施,通过加固岩土体来提高其稳 定性。锚杆锚索的工作原理是将岩土体与锚杆和锚索连接起来,形成一个整体, 从而增加岩土体的承载能力和稳定性。在地下工程中,锚杆锚索被广泛应用于隧道、地铁、桥梁等工程的支护和加固中。通过对岩土体的加固,提高其稳定性和 承载能力,从而保证工程的安全性和可靠性。 2.2锚杆锚索与围岩的相互作用 锚杆锚索作为一种重要的加固措施,能够提高围岩的稳定性,防止隧道 在施工期间发生塌方等事故。在锚杆锚索与围岩的相互作用中,首先要了解围岩 的力学性质和地质特征,确定合理的锚杆锚索长度和直径,以确保加固效果和施 工安全。在锚杆锚索的施工过程中,应选择合适的锚固剂和锚杆垫板,确保锚杆 锚索能够与围岩紧密结合,形成共同承载体系。同时,在隧道施工过程中,应加 强对锚杆锚索和围岩的监测和质量控制,及时发现和处理潜在的安全隐患,确保 施工顺利进行。 2.3锚杆锚索的选型与设计原则 锚杆锚索是地下工程中重要的支撑和固定结构,因此选型与设计原则至 关重要。首先,需要根据工程的具体情况和要求来确定锚杆锚索的类型和规格。 其次,需要考虑锚杆锚索的材质和性能,如抗拉强度、弹性模量等。此外,还需 要考虑锚杆锚索的施工工艺和安装方法,以确保其安装质量和安全可靠性。在设 计过程中,还需要考虑一些其他因素,如地质条件、岩土性质、施工环境等,以

煤巷高强预应力锚杆支护技术与应用

煤巷高强预应力锚杆支护技术与应用 在煤矿开采过程中,巷道支护是保障矿井安全的重要措施之一。其中,煤巷高强预应力锚杆支护技术因其具有的高强度、高刚度和高稳定性而得到了广泛的应用。本文将围绕煤巷高强预应力锚杆支护技术的原理、特点、应用及探讨等方面进行阐述。 煤巷高强预应力锚杆支护技术是一种以锚杆为主体,通过施加预应力,将锚杆与巷道围岩牢固地连接在一起,以提高巷道围岩的稳定性和完整性的一种支护方法。该技术具有以下特点: 高强度:通过采用高强度材料和先进的加工工艺,确保锚杆具有较高的抗拉强度和延伸率,能够承受较大的围岩压力。 高刚度:高强预应力锚杆支护技术通过施加较大的预应力,使锚杆与围岩紧密接触,形成整体受力结构,提高了巷道的整体刚度。 高稳定性:由于高强预应力锚杆支护技术的自锁性能较好,能够有效避免围岩的变形和破坏,保证了巷道的稳定性。 煤巷高强预应力锚杆支护技术的应用主要涉及以下几个方面: 施工工艺:在煤巷施工前,需要根据地质条件和工程要求制定详细的

施工方案。在施工过程中,需要严格控制锚杆的加工、安装和张拉等环节,确保锚杆的质量和安装效果。 监测与维护:在煤巷高强预应力锚杆支护技术的应用过程中,需要对巷道进行实时监测,及时掌握巷道的变形和受力情况。针对出现的问题,采取相应的维护措施,确保巷道的安全稳定。 煤巷高强预应力锚杆支护技术的研究和应用对于提高矿井的安全性 具有重要意义。在实际应用中,需要结合工程实际,从施工工艺、监测和维护等方面入手,不断优化技术方案,提高支护效果。需要新技术的应用和发展,积极引进和创新先进的支护技术,以适应不断变化的矿山环境。 煤巷高强预应力锚杆支护技术以其高强度、高刚度和高稳定性的特点,在煤矿开采中得到了广泛应用。为了保证矿井的安全和稳定,我们需要不断加强对该技术的研究和应用,以期为煤矿的安全生产提供更加有力的保障。 随着矿井开采深度的增加,采煤工作面回采巷道处于高应力软岩环境中,巷道围岩稳定性控制成为煤矿生产中面临的重要问题。预应力锚杆和锚索支护技术作为一种先进的巷道支护手段,在保证巷道安全、提高围岩稳定性方面具有显著优势。本文旨在探讨高应力软岩回采巷

煤矿掘进巷道锚杆支护技术探讨

煤矿掘进巷道锚杆支护技术探讨 煤矿掘进巷道锚杆支护技术是煤矿工程中一项非常重要的技术之一。巷道支护是煤矿 开采中的关键问题之一,它直接影响到生产的安全性和效率性。巷道支护方式多种多样, 其中锚杆支护是一种比较常用的方法。本文就煤矿掘进巷道锚杆支护技术进行探讨和分 析。 一、锚杆支护的特点和优点 1.1 特点 锚杆支护的特点是强度高、刚度大、支撑力均匀,能够有效地保证巷道的稳定性和强度。可以在较短时间内完成支护作业,工期短,不占用空间,对于紧急的支护情况,可以 迅速开展支护工作。 (1) 高强度:由于采用了高强度的钢材,所以锚杆支护可以承受较大的水平荷载和竖 向荷载。 (2) 灵活性好:锚杆支护可以根据不同的煤层构造条件和掘进巷道的不同需求合理地 设计和组合支护方式。 (3) 安全性高:锚杆支护可以有效地增强巷道的稳定性和强度,提高巷道的安全性。 (4) 施工效率高:锚杆支护施工简便,操作简单,因此可以提高支护的施工效率。 二、锚杆支护的技术原理 锚杆支护是利用锚杆的内部锚固力将锚杆与巷道内部结构紧密连接,在应力状态下起 到传递载荷、加强巷道结构的作用。其技术原理主要有以下几个方面: 2.1 喷浆 喷浆是将巷道的表面涂上一层含特殊化学成分的涂料,该涂料可以在巷道露出的端面 形成一层坚硬的抗压层,能够有效地防止顶板下垮,提高巷道的承载能力。 2.2 锚杆 锚杆是锚固体系的关键组件。锚杆的工作原理是通过杆体内部构件的摩擦阻力和摩擦 之间的力量来产生对土体的固定作用。锚杆的选择要根据巷道开挖的参数、煤层地质条件、地压状态及需求服务年限等因素进行评估选型。 2.3 钢筋网

钢筋网是钢筋材料制成的一种网状结构,具有高强度、柔性及耐腐蚀性等优点。钢筋 网的作用是用来捆扎锚杆和固定钢筋,增强巷道的稳定性和强度。 2.4 超前支护 超前支护是一种前置的施工方式,在开采前就采取支护措施,其目的是保证巷道在开 采过程中不发生断层、冒顶和危险等问题。超前支护同时也可以避免发生较大的事故或损失。 三、相关问题及解决方案 3.1 锚杆的防腐问题 钢材有时会在一定的环境条件下结垢,这将导致钢杆表面的腐蚀率增加。为了解决这 一问题,应采用具有抗腐蚀性能的锚杆,或采用特殊措施进行防腐处理。 3.2 加强锚杆的锚固力 锚杆锚固的力量是锚杆支护的关键,如果锚固力不够,就不能确保锚杆和巷道的结构 紧密连接。解决方案是采用新型的锚固技术,如同轴式锚固焊接技术、锚皮板锚固技术、 预应力锚网技术等。 3.3 提高锚杆的桥接能力 巷道中存在多个支护单元的接口,这些接口的桥接能力将直接影响到巷道的稳定性和 强度。针对这一问题可采用调整锚杆的长度、锚杆组合的方式和材料的选择等方法,提高 锚杆的桥接能力。 四、结论 锚杆支护技术在煤矿掘进巷道的支护中具有重要的应用价值。本文对锚杆支护技术的 特点、优点以及技术原理进行了分析说明,同时还对该技术存在的问题进行了探讨与解决。我们相信,在不断的研究和实践中,煤矿掘进巷道锚杆支护技术将会得到进一步的发展和 完善,为煤矿开采的安全和高效发挥重要的作用。

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施

煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施 煤矿巷道锚杆支护是一种常用的巷道支护方式,能有效增加巷道的稳定性和承载能力。在实际施工过程中,难免会遇到各种问题,影响锚杆支护的有效性。本文将从施工影响因 素和相应的控制措施两个方面进行探讨。 影响锚杆支护有效性的施工影响因素有: 1. 巷道岩体条件:巷道围岩的稳定性和变形特征对锚杆支护的有效性有着重要影响。当巷道围岩存在强烈的节理、骨架破碎和软弱带等情况时,锚杆支护难以发挥作用。 控制措施:在设计和规划巷道时,应充分考虑巷道围岩的条件,并采取相应的支护措施,如预拓等。 2. 锚杆质量:锚杆的质量直接影响着其支护的有效性。如果锚杆的材质不合格,强 度不够,或者存在缺陷或损伤,会导致锚杆支护的效果不佳。 控制措施:在采购和使用锚杆时,应确保其符合相关标准,并对锚杆进行必要的检测 和验收。 3. 施工技术:施工技术水平直接决定着锚杆支护的效果。如果操作不规范,或者没 有进行必要的质量控制措施,会导致锚杆支护质量不可靠。 控制措施:在施工过程中,应严格遵守操作规程和施工工艺,并配备专业技术人员进 行指导和监督。 为了有效控制上述施工影响因素,可以采取以下控制措施: 1. 定期检测和评估巷道围岩的稳定性和变形特征,及时掌握巷道围岩的情况,对需 要进行支护的巷道进行预处理。 2. 选用符合要求的锚杆,确保锚杆的质量和强度满足要求,并对锚杆进行必要的检 测和验收。 3. 加强施工人员的培训和技术指导,提高施工技术水平,确保施工操作规范。 4. 系统控制施工过程,制定施工计划和施工工艺,加强质量控制和监督,保证锚杆 支护质量可靠。 5. 强化沟通和协作,加强与相关部门和人员的沟通,及时解决问题,确保施工进度 和质量。

煤巷锚杆支护技术要求规范

煤巷锚杆支护技术要求规范 煤巷锚杆支护技术是煤矿巷道支护的一种重要方法。通过锚杆将巷道 固定住,可以有效地增强巷道的稳定性,防止冒顶事故的发生。为了保证 巷道的安全和顺利进行矿业生产,煤巷锚杆支护技术需要遵循一系列的要 求和规范。本文将从锚杆的选择、预制锚杆的质量和安装要求等方面进行 详细介绍。 首先是锚杆的选择。在选择锚杆时,应根据巷道的具体情况进行选择。锚杆的长度、直径和材料的选择应根据巷道的围岩特性、走向和倾角而定。一般来说,煤巷的锚杆长度应大于2.5m,直径应在20mm至25mm之间。 在锚杆材料的选择上,应选择具有一定硬度、抗拉强度和耐腐蚀性能的材料,如高强度钢材。 其次是预制锚杆的质量要求。预制锚杆是在矿井地面或井口预先将锚 杆制作好,然后送到巷道现场进行安装。为了确保预制锚杆的质量,应按 照相关标准进行制作。首先,预制锚杆的材料应符合要求,应选用无明显 夹杂物、毛刺和裂纹的钢材。其次,预制锚杆的表面应光滑,不得有明显 的凹凸、毛刺和划伤等缺陷。最后,预制锚杆的锚杆和螺母的加工质量应 良好,确保与其他部件的连接牢固可靠。 再次是锚杆的安装要求。在进行锚杆的安装时,应按照矿井设计和工 艺要求进行操作,确保锚杆的安装质量。首先,应先进行巷道的顶部和两 侧的清理工作,保持巷道的干净整洁。然后,按照设计要求进行预埋孔的 开挖,孔的直径和深度应符合要求。接下来,将预制锚杆悬挂在孔中,并 使用专用工具进行旋转,确保锚杆与围石之间的紧密接触,同时又能够旋转。最后,拧紧锚杆上的螺母,使其与围石之间形成一定的张力。

此外,还需要注意以下几点。首先,在选择和使用锚杆过程中,应遵 循煤矿的相关规范和标准,在保证矿井安全的前提下进行操作。其次,锚 杆的安装应按照操作流程进行,不得随意改变。再次,锚杆的张力要适中,不能过紧或过松。最后,应定期对锚杆进行检查和维护,及时发现问题并 处理。 总之,煤巷锚杆支护技术要求规范包括锚杆的选择、预制锚杆的质量 和安装要求等方面。只有按照规范要求进行操作,才能保证煤巷的安全, 防止冒顶事故的发生。煤矿企业应重视煤巷锚杆支护技术的培训和推广, 提高工作人员的技术水平和安全意识,进一步保障煤矿生产的安全与顺利 进行。

矿建工程巷道掘进锚杆支护的特点及支护效果

矿建工程巷道掘进锚杆支护的特点及支 护效果 摘要:采矿巷道是煤炭资源地下开采的重要通道。如果巷道支护方案或支护 方法不合理,巷道围岩变形难以控制,将严重影响煤炭企业的安全高效开采。在 锚固技术中,锚杆与锚固中的围岩共同工作,两者统称为锚固体。在煤矿巷道中,合理布置锚杆可以使巷道顶板与锚杆共同作用,形成一个整体的承载结构,既能 支撑外围岩,又能限制外围岩的变形,还可以承受来自自身重量以及因为变形而 形成的压力,从而维持巷道的稳定。 关键词:矿建工程;巷道掘进;锚杆支护;特点;支护效果 引言 在煤矿生产中,为了实现煤矿巷道的快速开挖,需要对开挖过程中的各个环 节进行优化,以提高效率。在巷道开挖中,锚杆支护起着非常重要的作用,锚杆 支护是保障巷道安全的最重要环节。此外,随着锚杆支护安全性的提高,开挖速 度也会加快。在上述研究的基础上,本文主要研究巷道掘进锚杆支护技术的特点 及应用效果。同时简单介绍了锚杆支护技术的结构设计,为后期行业技术应用提 供资料支持。 1.矿井巷道锚杆支护技术简述 在煤矿生产中,常用锚杆对巷道围岩进行支护,加固巷道系统结构,其中对 巷道岩体保护最重要的因素是锚杆锚固区长度。由于锚固区长度不同,锚柱技术 可分为端部锚固、全长锚固和延伸锚固三种类型。其中,长度最短的是端部锚杆,其锚固区长度可达到采矿钻孔长度的30%以上,长度最长的是全长型锚杆,其长 度接近钻孔长度的90%,延伸型锚杆的长度介于上述两种类型的中间。端锚锚杆 支护技术是通过杆体的预紧力来提高巷道的稳定性,即锚杆需要在杆体上施加预 紧力,然后在巷道上产生拉力,再通过挤压巷道来减少巷道岩体的变形,最终达

煤矿巷道锚杆支护技术规范

煤矿巷道锚杆支护技术规范 Technical specifications for rock bolting in coal mine roadways 2018-5-10发布2018-12-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 目录 前言IV 1范围1 2规范性引用文件1 3术语和定义1 4技术要求6 4.1现场调查与巷道围岩地质力学评估6

4.2锚杆支护设计7 4.3锚杆支护材料与构件10 4.4锚杆支护施工14 5锚杆支护施工质量检测16 5.1检测职责16 5.2检测内容16 5.3检测要求16 5.4锚杆支护质量评定18 6锚杆支护监测18 6.1监测类型18 6.2监测内容18 6.3测站安设与保护18 6.4绘制测站位置和仪器分布图19 6.5综合监测19 6.6日常监测19 6.7观测频度20 6.8监测信息反馈20 6.9异常情况20 6.10监测人员培训20 6.11存档制度20 附录A(资料性附录)短锚固树脂锚杆拉拔试验21

附录B(资料性附录)锚杆拉拔试验27 附录C(资料性附录)双高度顶板离层指示仪安装与测读29 参考文献32 前言 本标准由中国煤炭工业协会提出并归口。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准参考BS 7861-1:2007 Strata reinforcement support system components used in coal mines-Part1: Specification for rockbolting、ASTM F 432-13 Standard Specification for Roof and Rock Bolts and Accessories、CAN/CSA-M 430-90 Roof and Rock Bolts, and Accessories、Guidance on the use of rockbolts to support roadways in coal mines(Published by Health and Safety Executive, 1996.03)。 本标准起草单位:中国煤炭工业协会煤矿支护专业委员会、天地科技股份有限公司、中国煤炭科工集团南京研究所、煤炭科学研究总院建井研究分院、中国矿业大学、煤炭科学研究总院检测分院、兖矿集团有限公司、山东能源新汶矿业集团有限责任公司、山西焦煤西山煤电集团公司、山西潞安矿业(集团)有限责任公司、山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司、江苏中煤矿山设备有限公司、石家庄中煤装备制造股份有限公司。 本标准主要起草人:康红普、陈桂娥、刘志强、张农、林健、丁全录、王方荣、吴拥政、王富奇、周明、秦斌青、王强、王俊杰、黄汉财、赵盘胜。 本标准首次发布。 煤矿巷道锚杆支护技术规范 1 范围 本标准规定了煤矿巷道锚杆支护技术的术语和定义、技术要求、锚杆支护施工质量检测及锚杆支护监测。 本标准适用于煤矿岩巷、煤巷及半煤岩巷的锚杆支护。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

近距离采空区下煤巷顶板预应力全锚索支护技术研究

近距离采空区下煤巷顶板预应力全锚索 支护技术研究 摘要:在煤矿井下开采过程中,顶板支护体系是非常关键的,直接决定了井 下开采空间的稳定性,避免发生不必要的安全事故。而采空区跟正常区域有较大 区别,对于顶板支护体系的要求更高,需要煤矿企业可以结合实际情况设计更高 质量的支护技术。本文先阐述了采空区煤矿巷道的特点,接着引入了顶板预应力 全锚索支护技术,探索了这项技术在近距离采空区的实践应用方式,最后还从多 个方面探究了煤巷顶板预应力全锚索支护技术应用过程中的保障措施,给煤矿安 全生产提供完备的支撑。 关键词:采空区;煤巷顶板;预应力;全锚索支护 当前我国大部分煤矿所开采的煤层都是近距离煤层,比如淮北矿区、神东矿 区等。但随着煤矿开采工作的进行,近距离煤层也会遭遇采空区,容易引发煤巷 顶板失效、煤层下沉等问题,增加了煤矿井下开采的安全隐患,甚至会直接引发 安全事故。在这种情况下,煤矿企业就应该充分重视近距离采空区煤巷支护体系 的建设,使用更高规格的支护技术,提高煤巷周围空间的稳定性,充分避免出现 不必要的安全事故。结合当前煤矿井下开采实践经验来看,煤巷顶板预应力全锚 索支护技术可以得到较好的应用。下面也结合这项技术的具体内容展开深入分析,探索其实践应用方式。 一、采空区煤矿巷道特点 相较于正常巷道来说,近距离采空区的煤矿巷道更加特殊,具有三个方面的 特点。第一,近距离煤层的煤矿中,各个煤层的间距比较小,因此在开采过程中 更容易形成大片的采空区,给巷道支护工作带来了较多困难。第二,近距离采空 区在形成以后,顶板支护体系不仅仅要考虑到采空区地质环境的稳定性,同时还 要考量到后续开采施工对顶板支护的影响,这也给顶板支护体系提出了更高要求。

煤矿掘进施工巷道复合顶板锚杆支护分析

煤矿掘进施工巷道复合顶板锚杆支护分 析 摘要:随着煤炭产业的不断发展,在矿山施工中,锚杆支护技术得到越来越 多的应用。然而,在实践中却存在着一些特殊的问题,因此,对复合顶板进行锚 杆支撑是很有价值的研究课题。本文从分析锚杆的工作原理入手,了解其发展现状,提出相应的改进措施。 关键词:煤矿;复合顶板;锚杆支护;存在问题 引言:目前,煤矿掘进施工巷道锚杆支护技术已在国内煤矿得到广泛的应用。相对于传统的搭棚支护,它可以节省大量的人力、物力,从而减轻工作人员的劳 动强度,从而提高工作效率。锚杆支护技术在煤巷中的应用,能有效地弥补常规 施工方法的不足,提高煤巷的安全性,是一项逐步发展起来的技术。 每一种新技能的使用,都有一个过程,即:从熟悉到了解,从了解到担心, 从担心到放松,最后变成粗心。因而,在实践中,锚杆支护技术的使用过程中, 往往会出现上述问题,严重制约该项技术的发展。每一种技术都有它的优缺点, 同时,如果不能有效地运用和管理,也会造成严重的危害。在此基础上,论文重 点对锚杆支护技术的相关因素进行简单的介绍,并进一步讨论该技术在复杂顶板 条件下的应用问题。 1锚杆支护技术的应用原理 锚杆支护作为一种新的巷道支护形式,与传统方式相比,在改善支护效果, 降低支护成本、加快成巷速度、减轻劳动强度、提高巷道断面利用率、简化回采 面端头区维护工艺等方面的优越性都非常突出。正确设计和应用锚杆支护技术, 加深对锚杆支护机理的认识,完善锚杆支护理论作指导,才能使支护技术在现场 管理中发挥作用,完成生产任务。在锚杆支护技术中,锚杆安装是最重要的一个 环节,其他与锚杆安装相关的设备都需要在锚杆安装的基础上才能发挥作用。因

锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用

锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用 【摘要】随着煤矿开挖深度的不断增加,巷道支护面临着重大问题,本文从锚杆锚索支护的作用原理、当前煤矿巷道支护现状与存在的问题,以及锚杆与锚索联合支护的分析这三个方面对锚杆锚索在煤矿巷道支护中的应用进行阐述。 【关键词】锚杆;煤矿;巷道;支护 一、前言 随着经济的发展,煤作为主要的能源面临的需求也越来越大,煤矿作为生产煤炭的主体行业也面临着向深部开发的问题,随着开挖深部的增加,巷道的支护面临诸多困难,为了提高支护强度,提高安全性,我们需要对锚杆支护在煤矿内部的应用进行分析。 二、锚杆锚索支护的作用原理 锚杆锚索是直接作用在巷道围岩的岩石内部,不同于以往的木支护以及工字钢支护,用通俗的语言来说,就是从过去的在围岩外部的被动支护变为围岩内部的主动支护,这样可以减少巷道变形,提高支护的承载力。由于巷道围岩的地质条件不同,锚杆锚索支护的形式也有相应的变化,使得作用机理也各不相同。现如今主流的的锚杆支护原理主要有以下几种:悬吊理论、组合梁(拱)理论、锚杆桁架支护理论等。 悬吊理论适用于老顶较为稳定的岩层中,将锚杆与老顶通过树脂胶进行相连接,从而将直接顶悬吊起来对巷道进行支护;组合梁(拱)理论主要是通过将各个锚杆应力作用区相连接进而形成稳定的拱,提高巷道的支护强度。在利用锚杆锚索支护时,由于锚杆锚索支护的作用强度以及刚度均大于围岩的变形值,同时在支护时改变围岩的应力状态,同时通过加强对裂隙以及破碎岩石的挤压,增加锚杆的抗剪强度,从而增大围岩自身的承载能力。 例如进行平巷掘进,在平巷掘进之后,由于直接顶缺乏支撑,将会发生沉降变形,此时可以通过锚杆锚索以及托盘将直接顶悬吊起来,将直接顶的变形值转化为锚杆对老顶的拉力,提高直接顶的稳定性,使得岩层可以形成稳定的结构。锚杆锚索的支护作用效果比较的复杂,不能简简单单的用一个理论进行解释,尤其是在锚杆锚索对围岩岩石的加固作用效果上,其主要表现为以下几个方面: 锚杆锚索通过树脂胶等胶体与岩层进行稳定的连接,提高了岩层的抗拉强度,将岩层变为一个整体。 通过锚杆锚索与稳定岩层相连,可以将不稳定岩层悬吊起来,增加对不稳定

煤矿锚杆支护技术规范(新)

煤矿锚杆支护技术规范 一、术语和定义 1、煤巷:断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。 2、半煤岩巷:断面中岩石面积(含夹石层)大于1/5到小于 4/5的巷道。 3、锚杆支护:以锚杆为基本支护形式的支护方式。 4、锚杆杆体破断力:锚杆杆体能承受的极限拉力。 5、锚杆拉拔力:锚杆锚固后,拉拔试验时,锚杆破断或失效时的极限拉力。 6、锚固力:锚杆的锚固部分或杆体在拉拔试验时,所能承受的极限载荷。 7、设计锚固力:设计时给定的锚杆应能承受的锚固力。 8、树脂锚杆:以树脂锚固剂配以各种材质杆体及托盘(托板)、螺母与减磨垫圈等构件组成的锚杆。 9、树脂锚固剂:起黏结锚固作用的材料称锚固剂,树脂锚固剂由树脂胶泥与固化剂两部分分隔包装成卷形。混合后能使杆体与被锚固体煤岩黏接在一起。 10、锚固长度:锚杆的锚固剂或锚固装置与钻孔孔壁的有效结合长度。 11、端头锚固:锚杆的锚固长度不大于钻孔长度的1/3。 12、全长锚固:锚杆的锚固长度不小于钻孔长度的90%。 13、加长锚固:锚杆的锚固长度介于端头锚固与全长锚固之间。

14、拉拔试验:测试锚杆拉拔力的试验。 15、搅拌时间:安装树脂锚杆时,从开始搅拌树脂锚固剂到停止搅拌所用的时间。 16、等待时间:安装锚杆时,搅拌停止后到可以上紧螺母托板的时间。 17、预紧力:安装锚杆(锚索)时,通过拧紧螺母或采用张拉方法施加在锚杆(锚索)上的拉力。 18、预紧力矩:拧紧螺母使锚杆达到设计预紧力时,施加到螺母上的力矩。 19、锚杆快速安装:使用锚杆钻机连续完成搅拌树脂锚固剂、拧紧螺母的全过程。 20、初始设计:根据已有资料提出的巷道支护形式与参数。 21、信息反馈:对支护监测信息进行解释,并据此对支护设计进行验证和修改的过程。 22、正式设计:根据监测信息,对初始设计进行验证或修改,在技术性、经济性以及安全性等方面均能满足生产要求的支护设计。 23、巷道顶板离层临界值:支护设计或工程实践分析确定的巷道顶板允许的最大离层值。 24、复杂地段:断层及围岩破碎带、应力集中区、顶板淋水区、裂隙发育区、巷道穿层地段、瓦斯异常区、大断面、大跨度巷道等地段。 25、异常情况:巷道位移、离层、锚杆受力等发生突变的情况。

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