锚杆支护技术标准规范设计(正式版本).doc

|锚杆支护技术规范(正式) 第 一 章 总 则 1 为贯彻安全第一的生产方针，严格执行煤矿安全规程 和煤炭工业技术政策， 确保正确地进行锚杆支护设计和施工质量，促进煤巷锚杆支护技术的健康 发展，特制定本规范。 2 锚杆支护巷道施工必须进行设计。锚杆支护设计要注重现场调查研究，吸取国内 外锚杆支护设计、施工和监测方面的先进经验，积极采用新技术、新工艺、 新材料，做到技术先进、经济合理、安全可靠。新采区采用锚杆支护时，要进行基础数据收集并进行锚杆支护试验工作， 锚杆支护设计要组织有关单位会审，并报集团公司备案。 3 对在煤巷应用锚杆支护的有关人员（管理人员、工程技术人员及操作人员） ，都必 须进行技术培训。 4 在应用锚杆支护的巷道中，必须有矿压及安全监测设计。在施工中必须按设计设 置矿压及安全监测装置，并有专人负责监测。 第二章 巷道围岩的稳定性分类 5 采用煤巷锚杆支护技术，必须对巷道围岩稳定性进行分类，为指导锚杆支护设计、 施工与管理提供依据。 6 巷道分类按原煤炭部颁发的缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案 执行。 7 煤层围岩分类指标以缓倾斜、倾斜薄煤层及中厚煤层回采巷道分类指标为基本分 类指标。其它条件下的煤巷（如煤层上山）稳定性分类指标，可根据具体 情况对分类指标进行相应替代，详见表 1 和表 2。 缓倾斜、倾斜薄及中厚煤层回采巷道分类指标 表 1分 类 指 标 说 明 顶板强度（指单项抗压强度 Mpa，下同） 取巷道宽度 1.5 倍范围内顶板强度的加权平均值 煤层强度 cc 取巷帮煤层强度加权平均值 底板强度 cf 取巷道宽度内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距离 护巷煤柱宽度 X（m ） 一侧煤柱的实际宽度，其中： 沿空掘巷（无煤柱）时 X=0； 巷道两侧均为实体煤时 X=100|采动影响系数 N 只因工作面回采引起的超前支撑压力的影响 N=直接顶厚度/采高（当 N>4 时，取 N=4 ） 围岩稳定性指数 D 指围岩节理裂隙、层理的影响程度，以非锚杆支护 工作面直接顶初次跨落步距代替 煤层上、下山分类指标 表 2分 类 指 标 说 明 与 代 替 方 法 顶板强度 说明同表 煤层强度 说明同表 底板强度 说明同表 取上、下山两端埋深的平均值 说明同表 ×，为煤柱影响系数，W=1-X/L 。 L-为回采工作面超前支撑压力带影响范围 说明同表 第三章 锚杆支护设计 8 锚杆支护设计应贯彻地质力学评估初始设计监测与信息反馈修改设计等四 个步骤。锚杆支护设计参考以地应力为基础的煤巷锚杆支护设计方法，结合锚杆支 护实践，可根据直接顶稳定情况，按悬吊理论、自然平衡拱理论、组合梁 理论或锚杆楔固理论进行设计计算；亦可采用工程类比法进行设计。无论 采用哪种设计方法，都必须对支护状况进行监测，包括锚杆受力、巷道围 岩表面与深部位移及弱化范围、顶板离层等内容。根据监测信息反馈结果 对设计进行验证或修改。 第 9 条 为进行科学的锚杆支护设计，必须具备表 3 所要求的原始资料。巷道施工 后，根据实际揭露的围岩及地质构造等情况，对有关数据进行校核，为修 改和完善锚杆支护设计提供依据。 锚杆支护设计必备的原始资料( 表 3) 序号 原始资料 说明与测取|1 一般取 1.5 倍巷道宽度范围内顶板 不同岩性层数与厚度（m） 由邻近钻孔柱状图和已采工作面资料确定 2 层理间距 D1（m ） 指沿结构面法线方向上的间距，在巷道内或类 似条件巷道测取或由表 2 查得 3 岩层的分层厚度 D2（m ） 指分层厚度的平均值或由表 2 查得 4 岩层的单项抗压强度 cf （MPa） 井下直接测取或利用岩样测定 5 巷道厚度 hc（m ） 指被巷道切割的煤层厚度 6 煤层倾角 （。 ） 由工作面说明书给出或在井下直接测取 7 煤层的单项抗压强度 cc （MPa） 在井下直接测取或利用煤样测定 8 巷道埋深 H（m ） 地表到巷道的垂直距离 9 主应力大小与方向 一般应在井下实测，条件不具备时，根据地质 构造判断主应力方向 10 地质构造描述 11 水文情况描述 12 煤柱宽度 X（m ） 煤柱的实际宽度 13 锚杆在顶板岩层中锚固力 Pr（KN） 井下顶板岩层锚杆拉拔力 14 锚杆在煤层中锚固力 Pr（KN） 井下煤层锚杆拉拔力 15 巷道几何形状与尺寸 宜选用的几何形状是矩形、斜矩形和拱型 节理、层理发育情况的判断 表 4 节理、层理分级 很不发育 不发育 中等发育 发育 很发育 节理间距 D1（m ） >3 1-3 0.4-1 0.1-0.4 2 1-2 0.3-1 0.05-0.3 180 10min 树脂锚固剂规格 表 10 锚固剂直径 mm 35 28 23 适用锚杆孔直径 mm 42 32 28 注：锚固剂长度由供需双方商定。 第 21 条 树脂锚固剂应装填饱满，质地柔软，颜色均匀，无渗漏。锚固剂偏差为± 0.5mm;长度偏差为±10mm。应优先采用双速树脂锚固卷。 第 22 条 严禁使用变质的树脂锚固剂。树脂卷应储存在 4-25°C 的避光防火仓库中。 堆放高度不许超过三个标准箱平放的高度。 第 23 条 在大跨度、顶板破碎或巷道压力较大时，应采用 W 钢带或钢筋梯子梁。W 钢带极限抗拉强度 350MPa 。 第 24 条 设计铺网的巷道，顶部必须采用金属网，两煤帮结合现场实际情况可使用 塑料网，沿空巷道两煤帮宜选用金属网，优先选用菱形金属网。 第 25 条 采购锚杆及配件（杆体、托盘、螺母和锚索锚具）时，必须从有生产加工 许可证的厂点采购，每一批配件都必须有验收质量检验报告，达不到质量 要求或无生产许可证的产品，严禁下井使用。 第 26 条 对于新技术试验所用材料、配件在投入井下使用前，必须经煤炭生产部、 技术中心等有关部门确认。 第 27 条 对锚杆等支护材料应定期进行抽检，型号、规格、质量及技术性能应符合 设计要求。|第五章 锚杆支护施工工艺 第 28 条 锚杆支护巷道施工作业采用及时支护方式。掘进机割煤或爆破落煤后及时 将锚杆支护至迎头。锚杆施工由外向里，逐排进行。末排锚杆距工作面迎 头的距离在作业规程和设计中具体规定，经公司总工程师批准，采用机掘 工作面正常情况下，顶锚杆最大不超过 3m ，帮锚杆最大不超过 5m 。 第 29 条 锚杆钻孔施工应遵守下列规定： 1、钻孔前应根据设计要求确定孔位，作出标记。 2、孔深和角度应符合设计要求。锚杆孔除边锚杆外，其余应垂直巷道顶 板，轴向偏差在 5°之内。孔间距偏差不超过±100mm 。锚杆尾端外露 （螺母以外）长度 30 80mm 。 第 30 条 顶板岩性变化可根据顶板离层指示仪钻孔或顶板岩性检查孔来判断（孔深 大于锚杆长度 1.5 倍） 。当顶板发生变化时，应及时调整支护参数，煤壁发 生片帮时必须及时补打锚杆。 第 31 条 在巷道压力大、顶板破碎、断层附近、综采切眼、大跨度硐室以及交叉点 等，要采用高强锚杆加打锚索的联合支护方式。 第 32 条 安装锚杆应遵守下列规定： 1.宜采用快速安装工艺，即搅拌树脂卷、上托盘、拧螺母一次完成； 2.用锚杆钻机作安装锚杆机具； 3.拧紧螺母的扭矩不小于 100N.m； 4.托盘应紧贴梁或岩面，未接触部分必须楔紧垫实，对于锚杆不能与岩面 垂直的，应采用调心托盘。 第 33 条 掘进巷道宽度的控制，按设计要求，实体煤巷 200mm，沿空掘巷 300mm。当超过该范围时，必须采取增打锚杆或其它可靠加固措施。 第 34 条 锚杆支护巷道要定期进行巡视检查，及时紧固托板松动的锚杆，如果失效， 要及时补加新锚杆。 第 35 条 铺网应符合下列规定： 1.两网搭接长度应符合设计要求； 2.铺网时应将网拉紧，紧贴岩面。 第六章 小锚索支护 第 36 条 锚索是将其锚固范围内的岩层用高强度的锚索加固并施加一定预紧力，使 支护结构物和顶板岩体组成一个复合体。共同发挥更大的承载作用，并通 过主体结构将顶板自身压力及支护应力传递到顶板深部稳定岩层内的主动 支护手段。 第 37 条 锚索的适用条件：当巷道围岩分类属于- 类，采用锚杆支护不能有效阻 止顶板下沉时，即可采用锚索对顶板加强支护，以提高巷道支护的安全性。 第 38 条 小锚索支护设计：当巷道直接顶比较完整时，可采用点式锚索支护；当巷 道直接顶裂隙比较发育且上部为复合顶板时，宜采用锚索槽钢组合支护。 |锚索支护参数的确定： 1.最小锚固长度： 水泥（砂）浆锚固3.5m； 树脂药卷锚固1.5m； 聚氨脂药卷锚固4.5m。 2.锚索长度： 锚索一般应锚固到巷道顶板较稳定的岩层中。根据设计要求，综合层位赋存状况 和钻孔的能力，确定孔深为 5.0-12.0m，锚索长度一般取 5.5-12.5m。 3.锚索间、排距和锚索孔深度之间的关系应满足：L / S 2 式中：L锚索孔深度，mS锚索间距，m 4.锚索锚固力 锚固力设计值应大于 200KN。 第 39 条 锚索支护材料选择 一般选用低松弛级钢绞线，破断载荷为 200-260KN。锚固剂：采用端锚 时优先选用树脂锚固剂（分快速和慢速） ；采用全长锚固时宜选用水泥 （砂）浆或聚氨脂液。 托盘：托盘强度与锚索强度相匹配。单体锚索托盘规格为： 40040010mm。 槽钢：宜选用 16#以上钢槽，长度不少于 400mm，材料极限强度不低于 350MPa。 第 40 条 锚索施工水泥（砂）浆锚索注浆后 7 天可进行张拉和上紧托盘工作； 聚氨脂锚索注浆后 2 小时可进行张拉预紧上托盘工作； 树脂锚固剂凝固 1 小时后可进行张拉预紧上托盘工作。预紧力不小于 100KN。 对于全煤巷道（托煤顶）锚索支护，锚索要锚固到稳定岩层 0.5 米以上。 每个锚索锚固到顶板内的深度由所在区队技术人员进行建档管理并保存， 按有关规定移交。对由于煤层厚度发生变化锚索不能进入稳定岩层时， 要采取其它加固措施。 第七章 施工质量及监测 第 41 条 现场管理人员每班应对施工质量按设计要求进行检查，如锚杆的间排距与 安装角度等，对出现的问题及时采取补救措施。 第 42 条 检查锚杆锚固力应做拉拔试验，每 50-100m 抽样一组（3 根）进行检查， 拉拔加载至锚杆设计锚固力的 90% 。有一根不合格再抽一组（3 根） ，再不 合格要查其原因，及时采取处理措施。 第 43 条 当设计变更或材料变更时，要做相应的拉拔试验。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。 第 44 条 对螺母扭矩检查采用扭矩扳手试验。每一班要对上一班所打锚杆进行螺母|扭矩检查，一组（3 根）中有一个不合格，将扭矩不足的螺母拧紧即可， 有两根不合格要将所有螺母重新拧紧一遍。 第 45 条 锚杆支护巷道从掘进到回采期间，对顶板、煤帮失效的锚杆要及时维护， 不得使用支护锚杆起吊重物。 第 46 条 锚杆支护巷道要对巷道顶板深部围岩位移、表面收敛等进行量测，并结合 地质条件评估进行信息反馈，对设计进行修正，以保证设计更符合实际。 第 47 条 锚杆支护要进行日常巷道顶板离层监测。对顶板离层指示仪在掘进初期和 回采影响期内每天应监测一次。离层指示仪的安设距工作面迎头不超过 3- 5m ；安设距离： -类 80-100m ，- 类 30-50m ，地质构造带、巷道交 叉点应适当安设。 第 48 条 一般离层指示仪应安设在巷道顶板中央，双高度离层指示仪深基点应固 定在锚杆上方稳定岩层内 300mm（无稳定岩层时，一般应固定在顶板以上 5-8m 处） ，浅基点固定在锚杆锚固端位置。如发现顶板离层超限，应立即 向公司总工程师汇报，由公司主管领导召集有关人员分析顶板离层原因， 及时采取相应措施，属于顶板锚固范围以外的离层，应采取增加锚杆长度、 补打小锚索、或用金属支架加强支护；属于锚固范围以内的离层，要分析 锚杆锚固力和支护密度等方面原因，及时修正支护参数，加大支护密度和 强度。 第 49 条 巷道表面位移观测可采用十字测点布置法进行，内容包括顶板下沉量、下 沉速度、底鼓量及两帮移近量观测等。 第 50 条 巷道表面位移值是检验锚杆设计参数，指导施工的重要依据。确定巷道允 许最大位移量及位移速度，是保证安全生产的重要手段。巷道位移应控制 在以下范围： 1、巷道掘进前 10 天内，顶板累计下沉量小于 50mm，最大下沉速度小 于 6mm/d。 2、巷道掘进 50 日内，顶板累计下沉量小于 150mm，最大下沉速度小于 3mm/d。 3、工作面回采超前支撑压力影响期间，顶板下沉量与下沉速度允许值同 掘进前 10 天。 4、巷道表面位移量测一般采用收敛计，也可采用钢尺或测枪。 5、测站布置，一般每隔 30-100m（与离层指示仪同步）设一测站，每个 测站布置两个观测断面，以便对照。 6、测站要及时设置，机掘工作面距迎头不大于 30m ，炮掘工作面距迎头 不大于 15m（新区测站应紧跟迎头） 。掘进初期每天观测一次，根据观测 数据稳定情况，酌情进行间隔观测。 7、监测期间，如果位移值超过上述范围，应立即向公司有关领导汇报， 分析原因、采取措施加强巷道支护。 第 51 条 加强监测资料和监测设施的管理，在掘进工程移交回采时，监测资料和监 测设施同时移交。 第 52 条 加强日常观测资料的积累、整理和分析，为修改、完善锚杆支护设计提供 依据；探索适合煤矿不同煤层条件的锚杆支护设计参数，并进一步优化， 实现煤巷锚杆支护技术科学化。