2023年锚杆支护技术管理规范.docx

学海无涯 锚杆支护技术治理标准 第一节 总那么 第1条 为使锚杆支护工程的设计符合技术先进、经济合理、平安可靠、确保施工质量，促进锚杆支护技术健康开展，特制订本标准。 第2条 推行应用锚杆支护技术时，必须坚持科学态度，依托科技进步，高度注重锚杆支护的技术征询题，积极推行应用新技术、新工艺、新机具、新材料。 第3条 本标准是在大土河矿业投资所属矿井煤巷、半煤岩巷应用锚杆支护技术的经历进展总结的根底上，结合国内外先进技术和公司今后煤巷锚杆支护技术的开展方向而制定的。 第4条 岩石巷道的锚杆支护参照本标准执行。 第二节 质力学评估及巷道围岩稳定性分类 第5条 煤巷围岩地质力学评估的内容包括现场地质条件和消费条件调查、煤巷围岩物理力学性质测定、围岩构造观测、地应力测量和锚杆拉拔力试验。煤巷围岩地质力学评估的详细内容见表1。 第6条 矿井开辟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，并按照测试数据绘制矿井地应力分布图。 第7条 地质力学评估首先应确定评估区域，应考虑煤巷效劳期间阻碍支护系统的主要要素，锚杆支护设计应该限定在这个区域内。 第8条 围岩地质力学参数包括围岩物理力学性质、围岩构造和围岩应力。 第9条 原岩应力测量宜优先采纳应力解除法或水压致裂法。 第10条 支护设计所需的煤岩体物理力学参数，可通过井下采取岩 第11条 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。 第12条 围岩构造测量应采纳煤巷外表观察、钻孔取芯测量和钻孔窥视等方法进展。构造面力学特性测试应在现场取样后在实验室进展试验。 第13条 煤巷围岩应进展锚杆拉拔力试验，试验方法参见附录A。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展，每次不少于三组。 第14条 在一个地点获取的参数用于同一煤层的其它地点时，应进展充分的现场调研和分析、评估。 第15条 当煤巷围岩物理力学性质、围岩构造和原岩应力条件发生明显变化时，应对地质力学参数进展重新测定。 第16条 应按照地质力学评估结果采纳适宜本矿区的方法进展巷道围岩稳定性分类。 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 煤层倾角与水平方向的夹角 在井下直截了当测取，或由工作面地质说明书给出 3 地质构造 煤巷四周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阻碍，由工作面地质说明书给出 5 煤巷几何形状和尺寸 按照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 6 2倍左右煤巷宽度范围内顶底板岩层层数和厚度 由地质综合柱状图或钻孔材料确定 7 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 8 岩层的分层厚度 指分层厚度的平均值 9 各层节理裂隙间距 指沿构造面法线方向的平均间距，在煤巷内（类似条件）测取 10 煤巷轴线方向 由工作面巷道布置图给出 续表1 序号 参 数 内 容 11 煤巷埋深 地表到煤巷的垂直间隔 12 原岩应力的大小和方向 在井下实测 13 煤柱宽度 煤柱的实际宽度 14 采动阻碍 煤巷遭到四周掘进或回采工作面采动阻碍的情况 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 第17条.有以下情况之一时应重新进展围岩稳定性分类： 1.巷道围岩条件、开采深度、开采范围与原分类差异特别大时； 2.新采区各煤层巷道初次采纳锚杆支护时。 第18条 巷道围岩稳定性进展分类，其目的是为巷道锚杆支护设计、施工与治理提供按照。 第19条巷道围岩稳定性按糊聚类分析进展巷道围岩稳定性分类，巷道围岩稳定性分为Ⅰ特别稳定、Ⅱ稳定、Ⅲ中等稳定、Ⅳ不稳定、Ⅴ极不稳定五类。巷道围岩稳定性分类指标，见 表 2-2、2-3、2-4、2-5。 围岩岩体完好性指数 D 表2—2 节理、层理 分级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 节理、层理 发育程度 特别不发育 不发育 中等发育 发育 特别发育 节理间距 D（m） 3 1-3 分层厚度 D（m） 2 1-2 岩块干饱和吸水率W 表2—3 岩体膨胀性 非膨胀性 微膨胀性 弱膨胀性 强膨胀性 剧膨胀性 岩块干饱和吸水率/% 〈10 10-20 20-50 50-100 〉100 开辟、预备巷道围岩稳定性分类指标 表2—4 围岩单向抗压强度 б 取巷道宽度 2 倍范围内的顶板岩层、巷道宽度 1 倍范围内底 板岩层及两帮岩层岩石单向抗压强度的加权平均值 围岩应力 不受采动阻碍时， 巷道的围岩应力等于巷道所在位置的原岩 应力；受采动阻碍时，巷道围岩应力指标用巷道埋深 H 乘采动影 响指数 K 代替。其中，当巷道不受采动阻碍或保护煤柱选择合理 时，K=0.8-1；当巷道受采动阻碍或保护煤柱选择不合理时， K=3-5 围岩岩体完好性指数 D 围岩岩体完好性指数 D 见表 2 岩块干饱和吸水率 W 岩块干饱和吸水率 W是指每 100g 绝对单调的或在案 105 摄 氏度时烘干后的岩块，在蒸馏水中所吸附的非重力水的重量。具 体指标见岩块干饱和吸水率 W 表 3。 回采巷道围岩稳定性表 表2—5 分类指标 说明 顶板强度σγ(指单向抗压强度，Mpa， 下同) 取巷道宽度 2 倍范围内的顶板强度 的加权平均值 煤层强度σ 取巷帮煤岩层强度的加权平均值 底板强度σ 取巷道宽度范围内的底板强度的加权平 均值 巷道埋深 H（m） 巷道所在位置至地表的垂直间隔 护巷煤柱宽度 X 一侧煤柱的实际宽度。其中，沿空掘巷时（无煤柱） X=0；， 两侧均为实体煤时， X=100 采动阻碍系数 N 指因工作面回采引起的超前支承压力的 阻碍，直截了当顶厚度/采高（当 N4 时， 取N=4） 围岩岩体完好性指数 D 指围岩节理裂隙、 层理的阻碍程度，以直 接顶初次垮落步距代替 第三节锚杆支护设计 第20条 锚杆支护的设计与施工，必须详细地搜集有关地质材料，按照地质力学评估——初始设计——稳定性分析——按初选方案施工——现场监测——信息反响与修正、完善设计六个步骤进展，因地制宜，正确有效地加固围岩，充分发挥围岩的自承才能。 第21条 按照地质力学评估结果说明待施工巷道能采纳锚杆支护时，进展锚杆支护初步设计。各消费矿必须对巷道方位进展优化论证，防止巷道轴线垂直于较大应力或与主应力成较大夹角，提高支护效果。锚杆、锚索 支护设计必须进展方案论证，并将论证结论编入井巷作业规程。 第22条 各矿煤巷锚杆支护设计方案由分管副总工程师或技术科长负责，由技术科负责详细设计，报矿总工程师组织审批。 第23条 为减少水平应力对巷道支护的阻碍，在采区设计时，应尽可能使回采工作面推进方向与最大水平应力方向平行。 穿插点及硐室设计要充分考虑临近巷道的平面空间位置关系，简 化巷道布置系统，最大限度的减少由于巷道布置及施工而造成围岩应力变化对巷道产生的破坏。 第24条 巷道应采纳矩形断面，在特别条件可采纳拱形或微拱形断面。在满足通风、运输、行人、管线架设、设备安装 等要求的前提下，各矿应按照煤层详细赋存情况及围岩稳定情况 确定巷道断面变形予留量，并在设计中明确规定。 第25条 为便于现场施工，技术和质量治理及支护材料加工，锚杆 杆体直径与钻孔直径的孔径差应操纵在 6—10mm、 间排距应按照支护强度及工程类比确定。 锚杆参数按下表选取 序号 参 数 名 称 单位 参 数 值 1 锚杆长度 m 2 锚杆公称直径 mm 3 锚杆排距 m 4 锚杆间距 m 5 锚索有效长度 m 6 锚索公称直径 mm 第26条 煤巷锚杆支护初始设计须遵照以下原那么 （一）支护方式选择原那么 1.所有开辟、掘进巷道取消单体锚杆支护。 2.围岩稳定、层须为端锚或加长锚固，必要时打锚索加固。 4.厚煤层沿巷道底板留顶煤掘进的巷道；巷道断面大的工作面两巷；构造复杂的巷道，必须采纳锚梁网、锚索结合支护。锚固方式必须为端锚或加长锚固。 （二）锚杆支护参数选取原那么 1.必须在相关理论指导下进展，平安系数不小于 2。 2.锚杆设计锚固力不小于杆体屈从载荷；锚索设计锚固力不小于钢绞线极限载荷的 90%。 3.安装应力不小于杆体屈从载荷的 40%。 4.必须提高巷道护表构件的刚度和强度，使安装应力向四周煤、岩体扩散。 5.锚杆、锚索支护强度必须匹配，保证支护整体功能。 6.煤巷锚杆支护巷道顶板两肩角锚杆，必须倾斜安装，与铅垂线夹角为 20-30°。 （三）锚杆、锚索支护材料选择原那么 1.锚杆、锚索支护材料，属于“煤安标志〞目录的产品，如锚杆、锚固剂、钢绞线锁具、预应力锚索等必须具有“煤矿产品平安标志证书〞和出厂检验合格证；不属于“煤安标志〞目录的 产品，如 W、M 型钢带、钢筋梯子梁、金属网等必须具有型式检验合格证和出厂检验合格证，否那么不准在井下使用。 2.锚杆螺母必须采纳扭矩螺母，实现快速安装。 （五）设计锚固力的取值 1.煤层顶板巷道端锚设计锚固力不小于 70KN。 2.加长锚固锚杆，设计锚固力不小于 150KN。 第27条 初始设计可按以下方法进展 1.计算机数值模仿方法，其根本步骤为： ①利用地质力学评估结论的材料建立地质力学模型。 ②利用地质力学模型分析巷道围岩的变形失稳类型。 ③利用地质力学模型对各种可行的支护方案进展支护效果 分析比拟，优选出最正确方案作为初始设计。 2.理论分析和工程类比法支护理论主要为悬吊理论、组合梁理论、自然平衡拱理论和围岩强度强化理论。按照巷道围岩地质力学评估，分析锚杆支护 应适用何种支护理论，按照支护理论明确支护应注重的要求。理论分析作为锚杆支护作用的定性分析，其简化理论计算公式作为锚杆支护参数确定参考按照。支护参数应按照围岩稳定性分类及在本标准明确的锚杆支护方式和支护参数范围内选择支护方案。同时和本采区同类型巷道的地质构造异同情况和支护参数进展对 比，并详述已施工巷道支护情况及预测拟施工巷道支护效果。 第28条 简化理论公式验算按下式进展 1、按悬吊理论 (1)锚杆长度 L，L=L1+L2+L3 式中：L1——锚杆外露长度 L2——软弱岩层厚度，可按照柱状图确定 mm L3——锚杆伸入稳定岩层深度一般不小于 300mm (2)锚固力 N：可按锚杆杆体的屈从载荷计算 N=π/4(d σ屈) 式中：σ屈——杆体材料的屈从极限 Mpa