煤巷锚网支护培训(一).ppt

煤巷锚网支护培训 孟凡刚 目录 1、煤巷锚杆支护发展与现状分析 2、锚杆支护机理 3、锚杆支护设计 4、深部煤巷巷锚杆支护与监测问题 1 煤巷锚杆支护发展与现状 1.1 1995年起步 （1）锚杆支护比重 我国15.15% 美国、澳大利亚接近100%，英国80% （2）棚式支架 承载能力低，被动支护 很多煤巷不适用，巷道严重变形、支架损坏严重 （3）普通锚杆支护 由Q235圆钢制造，承载能力40 ~ 70 kN/根，水泥药卷端锚 理论、设计、监测不完善 用于Ⅰ、Ⅱ类及部分Ⅲ类煤巷 （4）棚式支架支护严重后果 事故多：冒顶、瓦斯超限、漏风 吨煤成本高 煤巷难维护 难以实现矿井高产高效 巷道变形、损坏、不通畅，回采工作面推进慢 1.2 2007年达到的成效 （1）锚杆支护比重 约10% （2）巷道面貌根本改观 1.3 发展方向 加快巷道掘进速度 减少巷道支护成本 提高锚杆支护的可靠性 方向：高性能的锚杆支护技术 2.1 悬吊理论 锚杆长度和受力可确定 跨度较大和软弱破碎岩层无法悬吊 2.2 组合梁理论 实质：通过锚杆将几个薄岩层锁在一起 据材料力学计算， 解释了层状岩体锚杆支护 组合梁的承载能力很难确定，岩层破碎形不成梁 2.3 压缩拱理论 理论认为：安装锚杆后可形成一个承压拱 承压拱厚度和强度？ (1) 锚杆的种类 高预拉力锚杆支护 3. 2 锚杆支护设计方法 ——锚杆支护的快速推广，为煤矿带来巨大经济效益；同时，锚杆支护巷道安全不容乐观。 ——重新思考锚杆支护机理这一古老命题的必要性。(传统的悬吊、组合、能量、加固拱、经验公式等。） ——如何进行科学的锚杆支护设计。 ●有关规范的不足、锚杆支护设计的三要素、设计方法. （1）锚杆支护设计的基本要素 ＃应力环境 ——诊断技术 ——对围岩稳定性影响分析 (a) 破坏区 (b) 位移 图2 构造应力作用围岩变形与破坏 ＃围岩结构 ——层状围岩结构对巷道稳定性的影响 ——节理发育对巷道稳定性的影响 开挖后下部开始离层时打锚杆 ＃工程要求 4.1 小孔径预应力锚索 孔径：国外大（50-55mm），我们使用28mm 钻机：国外为锚索钻机 ，我们用锚杆钻机 锚固方式和承载时间：国外用水泥浆，24小时后承载。我们用树脂锚固，5-10分钟承载 专用设备施加预拉力，预紧力大小随意可调 锚索存在的缺陷 和φ20mm的20MnSi螺纹钢锚杆强度区别不明显；锚索常出现破断、抽冒现象 锚索和锚杆承载不同步，易超前锚杆集中受力 外端头受力不良，与围岩点接触，顶板强化效果不明显 内锚固端的三径匹配不合理，锚固性能不可靠 锚索难以从根本上控制顶板的离层 图6 不同围岩结构巷道收缩率 图7 不同围岩结构巷道收缩率 图9 不加锚巷道塌落过程 图10 不同加锚时刻节理巷道围岩稳定性 开挖后立即打锚杆 开挖后下部开始离层时打锚杆 开挖后下部开始冒落时打锚杆 ★允许变形及破坏的程度（不同巷道类别将要求不一样） ★服务的时间（由流变引起的长时强度的降低） [应力环境+围岩结构+工程要求] 是进行巷道支护决策的基础。 足够的锚杆支护强度和初锚力，适当加大锚杆长度，及时锚固，特别应加强帮、角的控制。 支护强度： 　　（1）改善材质。发展合格的高强、超高强锚杆 中国矿业大学研制的TRIP硅锰系列钢，其?s＝1000 MPa； ?b＝1400 MPa； ?s＝15～17 %。 　　（2）加大锚杆直径 初锚力：在现有风动条件下，改善结构，完善施工工艺，实现15~20 kN 锚杆长度：加长后控制大塑性区和破碎区，可考虑发展可伸长的柔性锚杆 及时锚固：除注意顶板外，还应注意两帮 4、深部煤巷锚杆支护与监测问题 防止巷道顶板的漏冒和两帮煤体的片帮 通过托板将其所承担的载荷有效地传递到锚杆上，并能协调锚杆的受力，发挥锚杆的整体支护作用 有效的提高锚杆锚固范围内围岩的连续性，这对提高锚杆支护体系的整体支护强度是十分有益的。 配套的金属网、钢带及钢筋梯 W型钢带的特点 M型钢带的特点 不对称抗弯性能，容易与围岩密贴 刚度大，强度高，不容易撕裂 断面利用率高、节省钢材、价格低廉 Ｍ型钢带在井下的使用 钢筋梯子梁 国内外锚索的差别 锚索材料及性能 单根锚索作用原理 双根锚索作用原理 和国外（美、澳、英）锚杆支护技术相比 17 3.5 锚索延伸率（％） 550~600 200~240 锚索轴向拉力（kN