煤矿树脂锚杆支护技术与工艺
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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。
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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。
GB 175-2007 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB/T 228.1-2010 金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法GB/T 23561.1-2009 煤和岩石物理力学性质测定方法第1部分:采样一般规定GB 50086 岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范GB/T 50266-2013 工程岩体试验方法标准MT 146.1-2011 树脂锚杆第1部分:锚固剂MT 146.2-2011 树脂锚杆第2部分:金属杆体及其附件MT 285 缝管锚杆MT/T 861 W型钢带MT/T 1061-2008 树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体及其附件3 术语和定义GB/T 228.1-2010、MT 146.1-2011、MT 285界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1巷道 roadway为煤矿提升、运输、通风、排水、行人、动力供应等而掘进的通道。
3.2煤巷 coal roadway断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。
3.3岩巷 rock roadway断面中岩石面积占4/5或4/5以上的巷道。
3.4半煤岩巷 coal-rock roadway断面中岩石面积(含夹石层)大于1/5到小于4/5的巷道。
3.5锚杆 rock bolt安装在围岩中,对围岩实施锚固的杆件系统。
一般由杆体、托盘、螺母、垫圈、锚固剂或锚固构件组成。
3.6预应力锚杆 pretensioned rock bolt在安装过程中施加一定预拉力的锚杆。
3.7无预应力锚杆 non-pretensioned rock bolt在安装过程中不施加预拉力的锚杆。
峰峰集团煤巷树脂锚杆支护技术规第一章总则第一条煤巷锚杆支护技术是煤炭部“九五”主要科技推广项目之一,是我国煤矿回采巷道支护改革的方向,是实现煤矿高产高效的有效途经。
为推动我公司巷道支护改革,确保安全第一的生产方针和煤炭工业有关法规、政策在该技术推广工作中的落实,正确进行锚杆支护设计,保证巷道施工质量,促进煤巷锚杆支护技术健康发展,特制定本规。
第二条针对煤巷锚杆支护技术的发展水平,结合峰峰矿区的地质条件,我公司煤巷锚杆支护技术原则上在大煤顶层工~Ⅲ类围岩条件下推广应用。
全煤(留顶煤)及IV、V类围岩条件下的锚杆支护技术,目前正处于研究、试验阶段,还没有系统的支护理论和方法,其设计可参照本“规”执行,但必须把锚索作为辅助支护手段,并要作专项设计报集团公司审批。
第三条新区采用锚杆支护时,必须先进行基础数据的搜集,测试工作,并依此进行锚杆支护设计。
设计结果报集团公司审批、备案。
第四条煤巷锚杆支护是一个技术含量较高的新型支护形式,因此,现场施工管理工作必须到位,各级管理人员都要加强对现场支护工作的监督检查,严格按设计要求进行施工,及时解决、处理现场存在的问题,以保证煤巷锚杆支护技术健康、稳定地发展。
第五条煤巷锚杆支护设计要贯彻地质力学评估→初步设计→施工检测→信息反馈→修改设计的原则,使结果更趋合理。
第二章设计前的准备工作(一)组织机构第六条煤巷锚杆支护技术使用单位都要成立领导小组,组长由开掘副矿长、副总担任,组员由技术、调度、工资、区队负责人组成,负责统一安排和协调工作。
第七条矿技术部门要有专职工程技术人员负责煤巷锚杆支护的技术工作。
区队主管技术人员负责锚杆支护的技术工作,主管区长负责煤巷锚杆支护的施工管理工作。
第八条施工煤巷锚杆的区队要相应成立区队长挂帅,主管技术员、各班班长、验收员参加的以质量验收为主的检查小组,负责做好小班施工质量的验收工作。
(二)地质调查第九条煤巷锚杆支护设计前,必须对施工地区的地质情况进行一次全面、详细的调查,锚杆支护设计人员必须亲自搜集第一手资料,做好原始记录,掌握区域围揭露的地质构造以及邻近采面地质构造分布情况、顶板岩层塌冒高度和离层情况,调查施工地区巷道顶板及围岩的节理、裂隙发育情况,为锚杆支护设计提供可靠的基础资料。
锚杆支护技术标准
锚杆支护技术标准
1.7.1锚杆安装必须采用快速安装工艺,安装时应先顶后帮,打一孔,安装一根,并将树脂锚固剂推到孔底,然后边搅拌边将锚杆推至孔底,锚杆锚固力不得低于60KN,螺母扭力不得小于100N.m。
1.7.2安装树脂锚固剂时,要检查其性状,严禁使用过期、硬结、破裂等变形失效的锚固剂。
1.7.3搅拌树脂锚固剂时,必须严格按以下标准掌握搅拌时间和等待时间:
(1)超快(CKa)树脂锚固剂,搅拌时间为15~20s,等待时间为10~25s;
(2)超快(CK)树脂锚固剂,搅拌时间为20~25s,等待时间为26~35s;
(3)快速(K)树脂锚固剂,搅拌时间为25~40s,等待时间为36~60s;
(4)中速(Z)树脂锚固剂,搅拌时间为25~40s,等待时间为61~120s。
1.7.4树脂锚杆必须使用至少一卷长度≥350mmCKa或CK型锚固剂,当不同型号的树脂剂混合使用时,必须按凝胶速度先快后慢的顺序依次放置到钻孔中。
1.7.5锚杆眼的深度、直径、间排距、与煤岩层的夹角等,必须符合作业规程规定。
使用螺纹钢或圆钢锚杆,锚杆
孔深度应符合作业规程规定,锚杆外露长度为30~50mm;使用管缝式锚杆时,锚杆孔深度与锚杆长度相同。
1.7.6打锚杆钻孔时,选用B=28mm的钻头,φ26mm 的麻花钻杆。
支护设计一、巷道断面巷道断面直墙半圆拱型,净下宽:3.6m,净高:3.0m,净断面:9.4㎡,掘进下宽:3.8m,掘进中高:3.1m,掘进断面:10.6㎡。
二、支护方式(一)、永久支护巷道永久支护方式采用锚网喷,巷道交叉口、岩层松软、过断层等地段采用锚网喷+锚索支护。
按悬吊理论计算锚杆参数:1、锚杆长度计算:L=KH+L1+L2式中 L---锚杆长度,m;H---冒落拱高度,m;K---安全系数,一般K=2;L1---锚杆锚进稳定岩层的深度,一般按0.5m;L2---锚杆的外露长度,一般取0.1m;其中:H=B/2f=3.8/(2×3)=0.63B---巷道掘进宽度,取3.8m;f---岩石坚固系数,取3;K---安全系数,一般K=2;则:L=2×0.63+0.5+0.1=1.862、锚杆间距、排距计算:设计时间距、排距均为a,则a=[Q/KHγ]1/2=1.02式中 a---锚杆间排距,m;Q---锚杆设计锚固力,64kN/根;H---冒落拱高度,0.63m;γ---被悬吊砂岩的密度,取25kN/m³;K---安全系数,一般K=2;通过以上计算,选用直径20mm螺纹钢树脂锚杆,长度为2.0m,锚杆间、排距为 0.9m。
网片采用钢筋网,相邻网片要压茬连接,搭接长度不小于100mm。
爆破前锚网支护距迎头不大于0.7m,炮后不大于2.4m。
围岩性较好时,采用先锚后喷的方式;围岩稳定性较差是,锚杆间、排距应适当缩小,并要先及时喷射混凝土,喷浆厚度不小于30mm,然后打设锚杆,复喷必须达到设计厚度。
初喷距工作面不超过5m,复喷距工作面不超过10m。
洒水养护时间不少于28天。
(二)、临时支护1、由于锚杆机手柄长度为1.3m,锚杆间距为0.9m,因此,在炮后及时进行敲帮问顶,然后操作人员站在支护完好的地点打设顶锚杆作为临时支护。
2、初喷工作面作临时支护。
炮后及时找掉,冲刷巷帮后立即进行初喷,初喷厚度不小于30mm,喷体初凝20min后,施工人员方可进入迎头。
锚杆支护一、锚杆支护的原理锚杆支护就是以维护和利用围岩的自承能力为基点,及时地进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分。
通过锚入围岩内部的杆体,改变巷道围岩的本身的力学状态,在巷道周围形成一个整体而又稳定的承载环,和围岩共同作用,达到维护巷道的目的。
这一支护形式与传统的棚式支护相比属于主动积极加固巷道围岩的支护形式。
二、锚杆在支护中的作用1、锚杆的悬吊作用悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。
如图1所示,或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上,使松动岩块不至冒落。
2、锚杆的组合梁理论在层状岩层的巷道顶板中,通过锚入一系列的锚杆,将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁,从而提高其承载力。
利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护,这就是锚杆组合梁作用。
组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧,增大岩层间的摩擦力;同时,锚杆本身也提供一定的抗剪能力,阻止其层间错动。
锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁,这时被锚固的岩层便可看成组合梁,全部锚固层能保持同步变形,顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。
3、锚杆锲固作用锚杆的悬吊作用锚杆的组合作用是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下,由于锚杆穿过这些不连续面,防止或减少了围岩沿不连续面的移动。
如图3。
44、挤压加固拱作用形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。
如将锚杆沿拱形锚杆的楔固作用p бb p 锚杆的楔固作用-б p (бbp巷道周边按一定间距径向排列,在预应力作用下,每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结,在围岩中形成一连续压缩带。
它不仅能保持自身的稳定,而且能承受地压,组织上部围岩的松动和变形。
显然,对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。
5、锚杆的减跨作用如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁,由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点,安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度,从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度,维持了顶板与岩石的稳定性,使岩石不易变形和破坏。
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