煤矿巷道支护技术获重大突破锚注支护成果获国家科技进步二等奖通用范本

沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究一、研究背景煤炭是我国的主要能源之一，而煤矿开采是煤炭资源的重要获取途径。

在煤矿开采过程中，沿空掘巷是常用的采煤方法之一。

而沿空掘巷采煤方法中，小煤柱的合理留设及锚注支护优化问题一直备受关注。

小煤柱是指在煤层开采过程中留下的未开采的煤柱，其主要作用是保护巷道的稳定，防止采空区向巷道传递应力，从而确保矿井的安全和有效开发利用。

而对小煤柱的合理留设及锚注支护优化是保障矿井安全和提高煤矿开采效率的重要问题。

二、研究意义煤矿开采过程中，小煤柱的合理留设及锚注支护优化研究对于提高煤矿开采效率、确保矿井安全、减少煤矿事故具有重要意义。

通过合理留设小煤柱和优化锚注支护，可以有效减少煤矿开采过程中的煤层压力，降低煤矿开采的安全隐患，提高煤炭资源的开采利用率，促进我国煤炭产业的可持续发展。

三、研究内容1.小煤柱的合理留设研究针对不同煤层及巷道的情况，通过实地调研和理论分析，确定小煤柱的合理留设参数。

综合考虑煤层的地质条件、巷道的尺寸和矿井的安全要求，确定小煤柱的留设范围及数量，以确保巷道的稳定和煤矿的安全开采。

2.小煤柱的锚注支护优化研究针对小煤柱的锚注支护方案，通过实验室试验和数值模拟，研究优化锚注支护的材料、结构和施工工艺，以提高锚注支护的稳定性和效果，确保小煤柱的保护效果，促进煤矿的安全开采。

四、研究方法1.实地调研通过实地调研，了解不同煤层和巷道的地质条件、煤层厚度和倾向、巷道尺寸和形状、巷道岩层的性质等，为小煤柱的合理留设和锚注支护提供数据支撑。

2.理论分析通过理论分析，对小煤柱的合理留设和锚注支护进行优化设计，确定小煤柱的留设参数和锚注支护方案，建立小煤柱的数学模型，进行参数敏感性分析，为煤矿的安全开采提供理论支持。

五、研究预期成果1.提出一套完整的小煤柱合理留设及锚注支护优化设计方案，为煤矿的安全开采提供技术支持。

2.建立小煤柱的数学模型，揭示小煤柱的留设参数对巷道稳定性的影响，为煤矿的安全开采提供理论支持。

附件煤巷锚网支护实施细则锚杆支护作为一种先进、经济、有效的主动支护形式，在国内外得到普遍应用。

为了促进XX公司煤巷锚网支护技术的发展，在煤巷、半煤岩巷中科学、规范、有效地进行锚网支护，提高质量和保证安全，特制定XX公司煤巷锚网支护实施细则如下：一、指导原则1、必须树立节支降耗、提质增效的意识，转变支护理念，积极在煤巷中推广应用锚网支护。

中部矿井推广应用锚网（索）+大棚距支护方式，东西部矿井选用锚网（索）支护方式。

工作面切眼掘进一次支护必须采用锚网索支护为主的支护形式。

2、推广应用煤巷锚网支护技术，必须坚持科学态度，要依靠科技进步，高度重视锚杆支护的技术发展，积极推广应用新技术、新工艺、新机具、新材料。

3、在进行煤巷锚杆支护设计前，必须详细地收集有关地质资料，有全面、准确、可靠的巷道围岩地质力学参数，包括地应力的大小和方向、围岩性质、强度、结构等。

4、支护设计要采用动态信息设计法，充分利用每个过程提供的信息。

应严格按五个步骤进行即巷道调查和地质力学评估、初始设计、井下施工与监测、信息反馈分析和修正设计、日常监测。

5、确定锚杆支护形式与参数的原则（1）一次支护原则。

锚杆支护必须一次支护就能有效控制围岩变形，避免二次或多次支护。

巷道围岩一旦揭露立即进行锚杆支护效果最佳，而在已发生离层、破坏的围岩中安装锚杆，支护效果会受到显著影响。

（2）高预应力与预应力扩散原则。

预应力是锚杆支护中的关键因素，是区别锚杆支护是被动支护还是主动支护的参数，只有高预应力的锚杆支护才是真正的主动支护，才能充分发挥锚杆支护的作用。

一方面，要采取有效措施给锚杆施加较大的预应力；另一方面，通过托板、钢带等构件实现锚杆预应力的扩散，扩大预应力的作用范围，提高锚固体的整体刚度与完整性。

（3）“三高一低”原则(高强度、高刚度、高可靠性，低密度)。

在提高锚杆强度（如加大锚杆直径或提高杆体材料的强度）、刚度（提高锚杆预应力），保证支护系统可靠性的条件下，降低支护密度，减少单位面积上锚杆数量，提高掘进速度。

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。

锚注联合支护技术在三矿巷道优化中的应用摘要矿井支护设计的受力特性对于支架围岩关系具有重要的影响。

本文分析平顶山天安煤业三矿巷道受复杂地质构造影响,引起巷道变形破坏的原因，通过对不同巷道支护技术比较，指出采用锚注联合支护技术有效地控制巷道的变形破坏,取得了良好的围岩支护效果。

关键词原矿井和十号井；支护比较；支护效果；经济分析中图分类号td3 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）59-0106-02平顶山天安煤业三矿有限责任公司始建于1955年10月，1957年12月31日投产，设计生产能力30万吨，经过54年的发展，随着采区的接替和开采的下延，深部矿井的垂青应力明显增大，构造应力复杂，地应力高，在高地应力作用下，开采采动地压的影响显现越来明显。

三矿原矿井和十号井由于受到采动压力的影响后，围岩变形加剧，围岩破坏严重,使巷道的支架随围岩的变形破坏而造成巷道断面缩小,影响矿井通风、运输的安全。

由于压力的关系造成巷道支架失稳变形压坏，使巷修维护周期短，原有生产能力已经不能满足客观要求，为此，特对三矿原矿井和十号井支护等系统进行优化。

1矿井项目概述三矿下辖两对矿井：原矿井和十号井。

原矿井伪顶为炭质泥岩，直接底板为砂质泥岩，顶板较平整、稳定，坚硬，易随回柱垮落，老顶初次来压不明显，但次后周期来压明显，伪顶易随煤冒落，不易管理，底板松软易底鼓，属中等稳定性顶底板。

十号井由丁、己、庚3个采区组成，直接顶板为l5灰岩，底板为砂质泥岩，灰岩顶板较平整，抗压强度大，不随回柱垮落，采空区悬顶时间长，常呈周期性垮落，初次来压明显，且较大，应属难冒落坚硬顶板，底板为泥岩时，遇水易变软，底板为砂质泥岩时，稳定性较好。

三矿原矿井和十号井巷道原均采用架棚支护,本次优化实验在项目研究的基础上，于2008年4月1日起开始动工，对原矿井和十号井采取锚杆锚索加注粉煤灰水泥浆锚注联合支护，优化工作2009年10月30日完工。

2022年9月 科学中国人 41交通隧道领域开拓者——记同济大学交通运输工程学院教授杨新安　于德萍同济大学交通运输工程学院教授杨新安从事“隧道工程、城市地下工程”等方面的教学与研究工作30多年，承担国家、省部级、企业级科研项目数十项，主持了“京张高铁八达岭长城地下车站施工关键技术研究”“狮子洋复合地层盾构掘进姿态控制与对接技术”“壁板坡特长隧道施工关键技术研究”“深圳地铁11号线宝碧区间复杂条件下盾构施工关键技术与风险控制研究”“复杂环境下合肥地区浅埋暗挖隧道关键技术与风险控制研究”等课题研究，在隧道支护与加固理论、长大隧道及深埋地下车站修建技术、城市隧道施工风险控制等方面作出突出贡献。

杨新安的研究成果获省部级科技奖7项，发表论文150余篇，出版著作10部，培养硕士、博士研究生60余名。

这些成绩的背后是他30多年交通隧道人生的具体写照——20世纪90年代初发明锚注支护，21世纪头十年服务隧道建设；始终致力于以科研为国家重大工程保驾护航，教书育人成绩斐然。

发明锚注支护杨新安于1992年脱产考入中国矿业大学，师从陆士良教授攻读博士学位。

当时，我国煤矿锚杆支护技术还较为落后，锚杆直径偏小和锚固剂不过关等导致锚杆的锚固强度不足，锚杆缺乏系统设计。

这一方面造成许多巷道的支护条件差；另一方面，大量的采准巷道和软岩巷道无法采用锚杆支护而导致支护成本偏高。

为了改变我国煤矿巷道支护的困境，杨新安阅读了大量国内外文献资料，并多次到井下进行现场调研，他敏锐地发现当时我国煤矿锚杆支护所存在的主要问题，指出了解决途径和技术方案。

特别是发明了“锚注支护”技术，巧妙地将锚杆和注浆两种支护方式通过外锚内注式锚杆组合在一起实施，解决了煤矿、镍矿等大量软岩、破碎围岩的隧道支护难题。

锚注支护由于结构简单、支护理论先进、适用范围广，很快在国内许多煤矿巷道得到推广应用，产生巨大的社会与经济效益。

成果获得了1999年高等学校优秀成果奖科技进步奖二等奖，这也是杨新安在踏入交通隧道领域之前最重要的研究成果。

大巷交叉点高强锚注支护作者：李胜虎周刚来源：《科技视界》 2013年第26期李胜虎周刚（陕西火石咀煤矿有限责任公司，陕西咸阳 713500）【摘要】火石咀煤矿三水平轨道大巷交岔点是连接采区运输工程，巷道两帮内挤、顶板整体下沉、喷层开裂、槽钢破坏、水沟变形、底臌严重等。

在分析巷道变形破坏原因及修复加固机理的基础上提出了修复加固技术，即采用锚网索喷与中空注浆锚索二次支护，外加对穿锚索加固的的联合支护方式加固交岔点。

【关键词】大断面支护；对穿锚索；中孔注浆锚索；泥岩交叉点支护1 工程概述陕西火石咀煤矿有限责任公司位于陕西省彬长矿区，火石咀煤矿位于彬长矿区的东部，设计生产能力3Mt/a；三水平轨道大巷是火石咀煤矿为多个采区服务主要运输大巷，支护可靠性要求高。

２问题提出随着煤矿开采进入深部开采阶段，巷道掘进中往往出现片帮、围岩大变形、地压大等现象，给支护与开采带来了很大难度。

针对深部巷道的交岔点，需要解决以下两个问题：1）三水平轨道巷交岔点断面跨度大，自身支撑能力小。

在巷道掘进过程中，支护采用：顶板及两帮布置Φ22×2200mm高强螺纹钢式树脂锚杆，间排距1000mm；顶板布置间距1200mm，排距2000mm的Φ22×7300的锚索，两帮采用Φ22×5300的锚索；加强支护采用槽钢棚并喷射混凝土。

掘进过去后，巷道两帮内挤、顶板整体下沉、喷层开裂、槽钢破坏、水沟变形、底臌严重等。

严重影响了施工进度和采区接续，不得不多次扩修，浪费了大量的人力、物力、财力。

2）巷道跨度普遍大于一般巷道，交岔点从4.0m的断面掘进到牛鼻子处，最大断面达到8.4m，高度从3.8m最大达到4.9m；牛鼻子是支护对象，但同时也是维持顶板稳定的支护体。

交岔点巷道在掘进过程中，由于受交接巷道顶板卸压区和两帮的支承压力区相互叠加的影响，牛鼻子往往成为交岔点区域应力最集中的部位，应力集中系数较开凿前提高40%～50%。