正邦煤业150104运输巷(沿顶板)锚杆支护初始设计

1、山西和顺正邦煤业150104运输顺槽锚杆支护初始设计山西安煤矿业设计工程有限公司二0一一年十月 山西和顺正邦煤业150104运输顺槽锚杆支护初始设计设计执笔人：赵建泽 高级工程师项目负责人：朱国宏 工程师项目组成员：李玉申 工程师 亢竑程 助理工程师 李晓宇 工程师审 核：郝艳彬 工程师李玉申 高程工程师摘 要 本设计是山西和顺正邦煤业150104运输顺槽锚杆支护初始设计。采用动态信息支护设计法进行锚杆支护设计，设计步骤包括试验点调查、地质力学评估、初始设计、综合监测、信息反馈、修正设计和日常监测。在详细调查试验地点和评估地质力学参数的基础上，结合丰富的设计经验，提出初始设计。它包括支护形式和

2、参数，支护材料，井下施工工艺和安全措施，矿压监测等内容。该设计实施于井下后，还应得到矿压监测的验证或修改。关键词：正邦煤业 150104运输顺槽 锚杆支护 动态信息设计 目 录摘要前言1 锚杆支护设计方法介绍2 试验点调查和地质力学评估3 巷道支护形式和参数选择原则4 150104运输顺槽锚杆支护初始设计5 锚杆支护材料6 井下施工工艺和安全措施7 矿压监测8 信息反馈和修正初始设计 山西和顺正邦煤业150104运输顺槽锚杆支护初始设计前 言巷道支护技术是煤炭开采中的一项关键技术。安全、合理、有效的巷道支护是保证矿井高产高效的必要条件。近年来，煤巷锚杆支护技术发展极为迅速。由于这种支护方式具有

3、支护效果好、成本低等诸多特点，它的广泛采用给煤矿企业带来巨大的技术经济效益。锚杆支护已经成为巷道支护的一个主要发展方向。公司多年来也一直致力于锚杆支护技术的研究、试验和推广工作。在巷道围岩地质力学测试、锚杆支护设计、施工工艺、矿压监测方面都有良好的基础，广大工程技术人员具有比较丰富的锚杆支护知识和经验。根据多年的理论和实践成功地解决了大断面、围岩松软破碎、小煤柱、受地质构造和采动影响的大巷支护和加固难题。20042006年公司完成了矿区煤巷锚杆支护成套技术研究，解决了综采放顶煤开采中遇到的巷道支护难题，显著扩大了锚杆支护使用范围和使用量，取得巨大的技术经济效益和社会效益。正邦煤业公司矿井井田范

4、围东西最宽约2.1km，南北最长约3.5km，井田面积6.29km2，目前矿井主采的15#煤层煤种为贫煤，煤层倾角610，为缓倾斜煤层。煤层地质构造简单，厚度、层位稳定。为保证矿井的安全生产，提高支护安全系数，并为今后的巷道布置、支护设计、巷道维护等提供基础参数，正邦煤业公司与山西安煤矿业设计工程有限公司合作进行研究和试验，以解决矿井的支护问题。以下是正邦煤业公司150104运输顺槽锚杆支护初始设计。它包括地质力学调查，支护形式和参数设计，支护材料选择，井下施工工艺和安全措施，矿压监测等内容。该设计实施于井下后，还应进行矿压监测，以验证或修改本设计，保证巷道安全。1 锚杆支护设计方法介绍现有的

5、锚杆支护设计方法很多，如基于以往经验和围岩分类的经验设计法，基于某种假说和解析计算的理论设计法，以现场监测数据为基础的监控设计法。大量实践经验证明，单独采用任何一种方法都不符合巷道围岩复杂性和多变性的特点，因而达不到理想的设计效果。只有采用包括试验点调查和地质力学评估、初始设计、井下监测和信息反馈、修正设计和日常监测的动态信息设计方法,才是符合井下巷道围岩特性的科学的设计方法。其中试验点调查包括围岩强度、围岩结构、地应力及锚固性能测试等内容，在此基础上进行地质力学评估和围岩分类，为初始设计提供可靠的参数。初始设计采用数值计算和经验法相结合的方法进行，根据围岩参数和已有实测数据确定出比较合理的初

6、始设计。然后将初始设计实施于井下，并进行详细的围岩位移和锚杆受力监测，根据监测结果验证或修正初始设计。正常施工后还要进行日常监测，保证巷道安全。本设计包括试验点调查和地质力学评估，锚杆支护初始设计，井下施工所需材料、设备和工艺，矿压监测和仪器等内容。2 试验点调查和地质力学评估150104运输顺槽平面布置如图1。150104运输顺槽沿15#煤层底板掘进，为实体煤掘进巷道。150104运输顺槽实际埋深约380m。 根据2011年初测定的地质力学测试结果，在150104回风顺槽掘进巷道布置的第一个钻场，顶板以上02.7m为煤，黑色，半亮型，薄层状，较破碎，局部有少量横向裂隙。2.75.2m为砂质泥

7、岩，灰黑色，层状，裂隙发育，有少量离层。5.212.5m为细砂岩，灰白色，离层与裂隙较多，局部破碎，间有泥岩夹层。12.522.4m为中、粗砂岩，深灰色，互层状，少量离层，横向裂隙发育。22.422.8m为煤，黑色，半亮型，较破碎。22.823m为泥岩，灰黑色，少量横向裂隙。现场观测的地质柱状见图3。地质力学测试所测区域内顶板10m范围内岩性砂岩为主，层间有少量泥岩夹层，直接顶板厚层状，但胶结较为疏松，离层裂隙较多。顶板砂岩强度主要集中在3555mpa之间；煤体强度大部分集中在515mpa之间，煤层内有裂隙，破碎严重，煤层直接底板岩性为砂质泥岩。图1 150104运输顺槽平面布置图岩性厚度(m

8、)累积厚度(m)岩 性 描 述泥岩0.223灰黑色，泥质胶结，少量横向裂隙煤0.422.8黑色，半亮型，较破碎中粗砂岩9.922.4灰色，砂质胶结，互层状，少量离层，横向裂隙发育细砂岩7.312.5灰白色，砂质胶结，离层与裂隙较多，局部破碎，间有泥岩夹层砂质泥岩2.55.2灰黑色，泥质胶结，层状，裂隙发育，有少量离层煤2.72.7黑色，半亮型，薄层状，较破碎，局部有少量横向裂隙图2 综合柱状图2.1 地质构造在正邦煤业井田范围内，没有较大地质构造发育，局部有小断层。在巷道地质条件变化附近时，应随时根据井下具体情况对支护设计进行调整，必要时采取加固措施。2.2 水文地质情况150104运输顺槽布

9、置在未采区，顶部含水层未受到破坏和疏放，所以工作面顶部含水层富水性相对较强，预计工作面掘进时最大涌水量为5m3/h，正常涌水量为2m3/h。1、在掘进过程中要提前做好排水准备工作，完善排水系统，排水管路随工作面及时延接，防止因工作面积水而影响掘进工作。2、掘进过程中必须严格执行“有掘必探”的探放水原则。3、施工过程中要严格执行对地质构造的“先探后掘”的探测制度，在探测时发现有水涌出时，严禁拔出钻杆。2.3 地应力2011年初对正邦煤业进行了三个测点的地应力测量，结果如表1所示。从量值上来划分，正邦煤业应力场量值属于中等偏低应力值区域。在数值上为hvh型，即最大水平主应力大于垂直应力，根据理论研

10、究和数值模拟分析，在该类型应力场环境中，巷道最优的布置方向为巷道轴线方向平行于最大主应力方向，最大水平主应力对巷道顶底板的影响作用大于对两帮的影响。距离150104运输顺槽最近的测点为轨道巷内150103处测点，其最大水平主应力方向分别为n3.6w ，150104运输顺槽的布置方向为n64e，与最大水平主应力之间的锐角为67.6，受地应力的影响较大，巷道顶板左侧水平应力集中，破坏相对严重。表1 正邦煤业地应力测量结果序号测站位置埋深/m垂直主应力/mpa最大水平主应力/mpa最小水平主应力/mpa最大水平主应力方向1150103运输顺槽36211.4811.816.74n57.3e2轨道巷（对

11、应150104）3809.8313.146.65n3.6w3轨道巷（对应150104）3857.6316.028.13n43.5e2.4 粘结强度测试采用锚杆拉拔计确定树脂锚固剂的粘结强度。该测试工作必须在井下施工之前进行完毕。测试应采用施工中所用的锚杆和树脂锚固剂，分别在巷道顶板和两帮设计锚固深度上进行三组拉拔试验。粘结强度满足设计要求后方可在井下施工中采用。3 巷道支护形式和参数选择原则3.1 设计原则3.1.1 支护参数确定的原则(1) 一次支护原则。锚杆支护应尽量一次支护就能有效控制围岩变形，避免二次或多次支护。一方面，这是矿井实现高效、安全生产的要求，为采矿服务的巷道和硐室等工程，需

12、要保持长期稳定，不能经常维修；另一方面，这是锚杆支护本身的作用原理决定的。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) 高预应力和预应力扩散原则。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。即高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度原则。在提高锚杆强度（如加大锚

13、杆直径或提高杆体材料的强度）、刚度（提高锚杆预应力、加长或全长锚固），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。(4) 临界支护强度与刚度原则。锚杆支护系统存在临界支护强度与刚度，如果支护强度与刚度低于临界值，巷道将长期处于不稳定状态，围岩变形与破坏得不到有效控制。因此，设计锚杆支护系统的强度与刚度应大于临界值。(5) 相互匹配原则。锚杆各构件，包括托板、螺母、钢带等的参数与力学性能应相互匹配，锚杆与锚索的参数与力学性能应相互匹配，以最大限度地发挥锚杆支护的整体支护作用。(6) 可操作性原则。提供的锚杆支护设计应具有可操作性，有利于井下施工管理和掘进速度的

14、提高。(7) 在保证巷道支护效果和安全程度，技术上可行、施工上可操作的条件下，做到经济合理，有利于降低巷道支护综合成本。3.1.2 支护参数确定的依据(1) 临近工作面类似巷道现有支护状况和地质条件；(2) 地质资料以及地质力学测试数据；(3) 现有科技成果和工程实践经验。3.2锚杆支护参数选取 锚杆预应力预应力是锚杆支护系统的决定性参数。预应力过低，导致锚杆支护产生的应力值小，形成的压应力区范围小，有效压应力区孤立分布，不能连成整体。在高预应力下，锚杆支护产生的应力场应力值大，形成的压应力区范围广，有效压应力区几乎覆盖了整个顶板，形成有机的整体，锚杆的主动支护作用得到充分发挥。预应力选择原则

15、是：使锚固区不产生明显离层和拉应力区。比较合理的锚杆预应力取值范围应达到杆体屈服强度的3050%。锚杆直径越大，强度越高，则锚杆预应力越大。锚杆预应力与螺母拧紧力矩、接触面形式、螺纹升角、螺距、螺纹加工精度、减摩垫片性能等因素有关。高预应力支护系统对锚杆结构、加工工艺与精度提出更高的要求。锚杆预应力及预应力的扩散起着决定性作用（图3）。根据巷道条件确定合理的预应力，并使预应力实现有效扩散是支护设计的关键。单根锚杆预应力的作用范围是很有限的，必须通过托板、钢带和金属网等构件将锚杆预应力扩散到离锚杆更远的围岩中。特别是对于巷道表面，即使施加很小的支护力，也会明显抑制围岩的变形与破坏，保持顶板的完整

16、。护表构件在预应力支护系统中发挥重要作用。a-预应力20kn b-预应力100kn图3 不同锚杆预应力形成的应力场分布 锚杆长度随着锚杆长度增加，有效压应力区范围与厚度增加，锚杆作用范围扩大。但锚杆长度中上部分的压应力减小；两锚杆之间中部围岩的压应力减小。在预应力一定的条件下，锚杆越长，预应力的作用越不明显，主动支护性越差。因此，锚杆越长，施加的预应力应越大。反过来，通过提高预应力，可适当减小锚杆长度。锚杆长度分别为1.62.6m的应力场分布如图47。图4 锚杆长度1.6m的应力场分布 图5 锚杆长度2.0m的应力场分布图6 锚杆长度2.4m的应力场分布 图7 锚杆长度2.6m的应力场分布 锚

17、杆密度在一定预应力下，单根锚杆周围形成了类似锥形的压应力分布区域，压应力在锚杆尾部附近最大，锚固起始处附近次之，锚杆自由段中部较小，锚杆端部处于近零应力和较小的拉应力状态。锚杆间距过大，单根锚杆形成的锥形压应力区域彼此是独立的，不能形成整体支护结构。随着锚杆间距缩小，单根锚杆形成的锥形压应力区逐渐靠近、相互叠加，连成一体，形成整体支护结构，当锚杆增加到一定程度，再增加支护密度，对有效压应力区扩大、锚杆预应力的扩散作用变得不明显。通过提高锚杆的预应力，可增加锚杆的间排距，明显降低锚杆支护密度。不同锚杆间距的应力场分布如图811。图8 4根锚杆(间距1.4m)的应力场分布 图9 5根锚杆(间距1.

18、0m)的应力场分布 图10 6根锚杆(间距0.8m)的应力场分布 图11 8根锚杆(间距0.6m)的应力场分布 锚杆角度顶板角锚杆的角度对应力场分布有显著影响（图12）。垂直布置时，角锚杆与中部锚杆形成的有效压应力区相互连接与叠加，在顶板形成厚度较大、分布比较均匀的压应力区，覆盖了锚固区的大多数面积，锚杆预应力扩散与叠加效果最好。随着角锚杆角度增加，角锚杆形成的有效压应力区与中部锚杆形成的有效压应力区逐步分离，叠加区域越来越小。当顶板角锚杆角度达到15，两个压应力区明显分离。继续加大角锚杆角度，角锚杆与中部锚杆的压应力区分开的更远，成为彼此独立的支护单元。因此，在近水平煤层巷道中，顶板角锚杆最

19、好垂直布置。如考虑施工需要一定的角度，最大角度不应超过10。上述锚杆支护参数的分析同样适用于锚索。锚索直径越大、强度越高、长度越大，施加的预应力应越高。不考虑锚索的预应力而一味增加锚索直径、长度，不会取得明显效果。高预应力的短锚索支护效果比低预应力的长锚索支护效果好。a-垂直布置 b-与垂线夹角10 c-与垂线夹角30图12 不同锚杆角度的应力场分布锚索的作用锚索的作用主要有两方面：一是将锚杆支护形成的次生承载结构与深部围岩相连，提高次生承载结构的稳定性，同时调动深部围岩的承载能力，使更大范围内的岩体共同承载；二是锚索施加较大预紧力，提供有效压应力（图13a），与锚杆形成的压应力区形成骨架网络

20、结构（图13b），保持围岩完整性，减小围岩强度降低。a-锚索支护 b-锚杆与锚索支护图13 锚索、锚杆与锚索预应力形成的应力场分布4 150104运输顺槽锚杆支护初始设计4.1 巷道支护断面设计结合150104运输顺槽的生产使用要求以及巷道围岩变形预留量，设计巷道断面尺寸如下：断面呈矩形，掘进宽4.5m，高2.8m，掘进断面积为12.6m2，沿煤层底板掘进。4.2 支护设计方案经数值模拟分析，确定150104运输顺槽采用锚杆锚索组合支护方案。(1) 顶板支护锚杆形式和规格：杆体为20#左旋无纵筋螺纹钢筋，钢材为335#锚杆专用钢，长度2.2m，杆尾螺纹为m22。 锚固方式：树脂加长锚固，采用两

21、支树脂锚固剂，规格为ck2360。钻孔直径为30mm，锚固长度为1208mm，设计锚固力为126kn。 钢筋托梁规格：采用f14mm的钢筋焊接而成，宽度80mm，长度4500mm。 托板：采用拱型高强度托板，钢号不低于q235，配合球形垫和减阻尼龙垫圈，托板高度要求不低于36mm，托板厚度不小于10mm，尺寸为100100mm。锚杆角度：全部垂直顶板打设。网片规格：采用金属网护顶，网孔规格5050mm，网片规格54001200mm，网间搭接100mm，要求双边孔孔相联。锚杆布置：锚杆排距1000mm，每排6根锚杆，间距860mm。 锚杆扭矩：利用扭矩倍增器拧紧螺母，拧紧力矩应达到300n.m，

22、但禁止超过500 n.m。锚索形式和规格：锚索材料为f15.2mm，17股高强度低松弛预应力钢绞线，长度5500mm，钻孔直径28mm，采用三支ck2360树脂锚固剂锚固，锚固长度为1921mm，设计锚固力为400kn。锚索托板：采用300mm300mm16mm高强度拱形可调心托板及配套锁具，锚索托板高度不低于60mm，厚度不小于12mm。 锚索布置：锚索为1+2交替布置，排距1m，两根锚索间距2.1m，锚索距离巷帮1.2m，均垂直顶板岩层打设。 考虑到锚索预紧力的损失，锚索张拉要达到250kn。 (2) 巷帮支护锚杆形式和规格：杆体为161600树脂锚杆，帮网规格为长宽=180010000m

23、m的双抗网。锚固方式：树脂端部锚固，采用一支树脂锚固剂，规格为ck2360，钻孔直径为30mm，锚杆锚固长度为763mm，设计锚固力为126kn。托板：采用木托盘，托板厚度不小于8mm，尺寸为100300mm。网片规格：帮网采用双抗网，规格180010000，网间搭接100mm，要求双边孔孔相联。锚杆布置：锚杆排距1000mm，每排每帮3根16树脂锚杆，间距1000mm。锚杆角度：锚杆角度全部垂直巷帮打设。锚杆扭矩：利用扭矩倍增器拧紧螺母，拧紧力矩应达到80n.m，但禁止超过100 n.m。巷道支护参数及布置如图14。遇到顶板破碎、顶板淋水等条件时要及时补打锚索。遇到地质条件发生变化或大的地质

24、构造时需及时汇报并反馈至设计部门，以调整支护方案，加强支护设计。图14 150104运输顺槽锚杆支护布置图5 锚杆支护材料 本次试验所需锚杆支护材料如表2所列。表2150104运输顺槽锚杆支护材料序号名称规格每排数100m材料数1螺纹钢锚杆f20-m22-220066002树脂锚固剂z2360212103金属网550012005011004锚索f15.2-55001.51505锚索托板200200151.51506钢筋托梁f14-80-450011007顶锚杆托板1201208066008双抗网1800100001209树脂锚杆16160066005.1 锚杆杆体螺纹钢锚杆杆体为左旋无纵筋螺纹

25、钢筋，钢材为335#专用锚杆钢材。杆体公称直径20mm，长度2.2m。极限拉断载荷165kn，屈服载荷为120kn，延伸率大于20%。杆尾螺纹规格m22，采用滚压加工工艺成型。5.2 树脂锚固剂树脂锚固剂型号为： ck2360，即直径23mm，长度600mm，固化时间为快速。树脂锚固剂质量必须满足煤炭行业标准要求。5.3 托板拱型高强度托板，力学性能与锚杆杆体配套，强度必须大于配套锚杆杆体的破断强度。配合高强度球形垫和减阻尼龙垫圈，托板高度要求大于36mm，托板厚度不小于10mm，尺寸为100100mm，钢号不小于q235，承载力不低于锚杆尾部螺纹的极限拉断力。5.4 钢筋托梁组合构件是锚杆支

26、护中的重要部件。它可将单根锚杆联结起来组成一个整体承载结构，显著提高锚杆支护的整体效果。目前锚杆组合构件主要有三种形式，w钢带、平钢带和钢筋托梁。针对正邦煤业公司情况，钢筋托梁规格如下：采用f12mm的钢筋（材质为a3钢，屈服载荷73.9kn，拉断载荷117kn）焊接而成，宽度80mm。在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。钢筋托梁长度规格为：顶钢带4400mm、加工示意图如图15所示。顶托梁加工示意图图15 钢筋托梁加工示意图5.5 金属网和塑料网巷道铺设金属网，材料为10#铁丝，网孔5050mm，用16#或18#铅丝逐孔连接，规格为：顶网5.51.2m、帮网1.810m。5.6 锚

27、索锚索材料为f15.2mm，17股高强度低松弛预应力钢绞线，长度为5500mm，极限破断拉力为300kn，延伸率4%左右，配合高强度锁具和可调心托板，要求厚度不小于12mm，高度不小于60mm。考虑到预紧力的损失，锚索张拉要达到200kn。6 井下施工工艺和安全措施井下施工是该项目的关键部分，所以必须按照设计要求，保证施工质量。6.1 施工机具井下施工中采用的钻头规格如下：l f27mm和f29mm岩石钻头l f28mm煤钻头在正邦煤业公司试验中所需施工机具如表3所列。采用单体风动锚杆机钻装锚杆。配套钻杆为b19型中空钎杆，钻头为f27mm和f29mm双翼钻头。用帮锚杆机钻装煤帮锚杆。6.2

28、施工前的准备工作(1) 准备好试验所需的一切材料、机具和矿压监测仪器，并保证质量。(2) 对施工队伍进行技术培训，使其了解试验目的，施工工艺和要求，掌握有关机具的操作，以便在井下施工中保证质量。表3 施工所需机具序号名称型号数量1锚杆钻机yt232台2钻杆b19，1m30根3岩石钻头f27mm,双翼100个4岩石钻头f29mm,双翼50个5煤钻头f28mm,双翼50个6锚索涨拉机myg_1402个6.3 施工工艺和技术要求6.3.1 施工工艺过程施工工序包括掘进和支护两大部分。巷道顶板支护的施工工艺流程为：综掘机掘进打掉危岩出煤或岩石铺金属网上钢筋托梁临时支护钻顶板中部锚杆孔清孔安装树脂锚固剂

29、和锚杆用锚杆机搅拌树脂锚固剂至规定时间停止搅拌并等待1分钟左右拧紧螺母从中向外依次安装其它顶板锚杆。帮锚杆施工工艺：挂网钻孔、清孔安装树脂锚固剂和锚杆搅拌树脂锚固剂等待1分钟左右拧紧螺母安装其它帮锚杆。6.3.2 技术要求(1) 综掘机掘进要求按设计尺寸施工，保证成形质量。不得超挖或欠挖。巷道掘进超挖与设计尺寸不得超过200mm。(2) 临时支护采用前探梁进行临时支护。(3) 安装顶锚杆 锚杆应紧跟掘进头及时支护，最大空顶距不得超过1.4m。当顶板比较破碎时，应适当缩小空顶范围。 锚杆孔采用单体风动锚杆机完成。用1m的钎杆，采用f28mm钻头。钻孔时锚杆机升起，使钻头插入相应的钢筋梯梁孔中，然

30、后开动锚杆机进行钻孔。顶孔深要求为210030mm，并保证钻孔角度。钻头钻到预定孔深后下缩锚杆机，同时清孔，清除煤粉和泥浆。 放入树脂锚固剂。锚杆杆体套上托板及带上螺母，杆尾通过安装器与锚杆机机头联接，杆端插入已装好树脂锚固剂的钻孔中，升起锚杆机，将孔口处的锚固剂送入孔底。 利用锚杆机搅拌树脂锚固剂。树脂锚固剂搅拌是锚杆安装中的关键工序，搅拌时间按厂家要求严格控制。同时要求搅拌过程连续进行，中途不得间断。停止搅拌后等 待1分钟左右。 利用风动扳手拧紧螺母，使锚杆具有一定的预紧力。锚杆拧紧力矩应达到300n.m，但禁止超过500n.m。 锚杆排距误差不得超过设计值50mm。(4) 锚索安装 锚索

31、应紧跟掘进工作面安装。 采用yt-120风动锚杆钻机，配b19中空六方接长钻杆和f27mm双翼钻头钻孔。孔深控制在530030mm内。 安装树脂锚固剂，放入三支ck2360树脂锚固剂，插入锚索将树脂锚固剂推至孔底。 锚索下端用专用搅拌器与锚杆机相连，开机搅拌。待锚索全部插入钻孔后，采用全速旋转搅拌1015s。停止搅拌后等待1分钟，收缩锚杆机，卸下搅拌器。搅拌后锚索外露长度应控制在150300mm。 张拉锚索。15分钟后，装上托板、锚具，用张拉千斤顶张拉锚索至设计预紧力（200kn），之后卸下千斤顶。 锚索间距误差不得超过设计值50mm。（5）安装帮锚杆帮锚杆用风钻打孔并安装，锚杆拧紧力矩应达到

32、120n.m，但禁止超过200n.m。6.4 安全技术措施 (1) 须定期进行井下锚杆锚固力拉拔试验，每次数量不少于3根。如果发现锚杆实际锚固力与设计值相差较大，必须对锚固参数进行调整和修改。(2) 为了保证施工质量，须对钢锚杆锚固力进行抽检（3%的比例），抽检指标为锚杆锚固力不得低于120kn。发现不合格锚杆，应在其周围补打锚杆。(3) 掘进时形成的巷帮超宽或片帮超宽时，应及时处理，可采用补打单体锚杆的方法进行补强。(4) 巷道地质条件发生变化时，应根据变化程度，调整支护参数或采取应急措施及时处理，如采用锚索加固或缩小排距等。(5) 试验过程中，每隔50m在顶板安装一个离层指示仪，观测围岩移

33、动情况。一旦发生异常现象，观测人员应立即报告有关领导，以便采取相应措施。(6) 顶板铺网时，要求拉直拉紧。用16#或18#铁丝逐孔连接牢固。(7) 刷帮挑顶时，必须有相应的安全措施，并且严格按照措施实施。(8) 张拉锚索时，每次使用要两人协作，张拉油缸应与钢绞线保持在同一轴线上，加压后，工具锚卡住钢绞线方能松手，并用8#铁丝将千斤顶绑在顶网上。操作人员要避开张拉缸轴线方向，以保证安全。(9) 张拉时，发现不合格锚索，必须在其附近补打合格锚索。锚索安装两天后，如发现预紧力下降，必须及时补拉。7 矿压监测 矿压监测是动态信息设计方法的核心内容之一。通过测试锚杆受力和巷道围岩位移分布，就可比较全面地

34、了解锚杆支护的工作状态，进而验证或修改锚杆支护初始设计，并保证巷道的安全状态。7.1 矿压监测前的准备工作井下实施矿压监测之前，需做好以下工作：(1) 组建矿压监测队伍矿压监测队伍成员由矿方安排，要求对监测工作认真负责，并具有一定巷道支护经验。(2) 准备监测仪器和测点安设物品按照设计要求的规格和数量购置所需监测仪器，准备测点安设所需物品。(3) 准备监测记录表格矿压监测所需记录表格应提前准备好，以供井下测试时使用。(4) 技术培训在井下测试之前，由试验小组对测工进行技术培训。7.2 矿压监测内容和方法本次矿压监测分为综合监测和日常监测。前者的主要作用是验证或修改初始设计，后者主要是为了保证巷

35、道安全。7.2.1 综合监测综合监测内容如表4。包括两个巷道表面位移监测断面，一个顶板离层监测断面，一个锚杆受力监测断面。运输巷共安装两个测站，如图16所示。表4 巷道综合监测内容序号项目内容1巷道表面位移巷道顶底板、两帮相对移近量，顶板下沉量。2顶板离层锚固区内外顶板岩层位移。3锚杆受力顶板锚杆受力分布，两帮锚杆受力。4巷道破坏状况统计记录巷道围岩破坏位置和程度。测站 1 2支护巷道（距离，m） 100m 400m巷道表面位移顶板离层锚杆受力图16 综合测站布置示意图(1) 巷道表面位移采用十字布点法安设表面位移监测断面（图17）。在顶底板中部垂直方向和两帮水平方向钻f30mm、深400mm

36、的孔，将f32mm、长400mm的木桩打入孔中。顶板和上帮木桩端部安设弯形测钉，底板和下帮木桩端部安设平头测钉。两监测断面沿巷道轴向间隔0.61.0m。观测方法为：在c、d之间拉紧测绳，a、b之间拉紧钢卷尺，测读ao、ab值；在a、b之间拉紧测绳，c、d之间拉紧钢卷尺，测读co、cd值；测量精度要求达到1mm，并估计出0.5mm；采用皮卷尺测量监测断面距掘进工作面的距离。测量频度为：安装后十天内，每天观测一次，其它时间每周1-2次。图17 巷道表面位移监测断面布置（2）顶板离层采用顶板离层指示仪测试顶板岩层锚固范围内外位移值。lby-3型顶板离层指示仪主要由固定器、测量钢丝、套管、外测筒与内测

37、筒组成。 离层仪的安装方法和步骤： 钻孔：采用b19中空六方接长式钻杆、f29mm钻头用锚杆机在巷道中线处打垂直钻孔，钻孔深度为7m；深部基点：用安装杆将深部基点锚固器推入孔中，直至孔底，抽出安装杆后,用手拉一下钢绳，确认锚固器已固定住。浅部基点：用安装杆推入浅部基点锚固器至2.3m处，抽出安装杆后，用手拉一下钢绳，确认锚固器已固定住。孔口套管：安装孔口套管。对准刻度：将a刻度（浅部基点刻度）坠与孔口套管下边缘对齐，将其绳卡卡死并截去多余钢绳；将b刻度（深部基点刻度）坠与a刻度坠下边缘对齐，将其绳卡卡死并截去多余钢绳。初读数：记录初读数。安装注意事项： 离层指示仪安装位置距迎头不得超过1.5m

38、，否则无法捕捉顶板离层的全过程； 钢绳应事先盘好，推入锚固器时逐圈展开，以防纠缠打结； 推入锚固器时，安装杆不能回拉，否则锚固器双爪会从安装杆上端的槽中脱出； 浅部基点锚固器一定要准确定位，为此可提前在安装杆上做好标记； 安装后，两个刻度坠均应处于自由悬垂状态，不得有任何卡阻现象。观测频度： 观测频度要求与表面位移观测相同。(3) 锚杆（索）受力锚杆（索）受力采用锚杆测力计进行观测。测试频度同表面位移，锚杆测力计如图18。图18 mc-300型锚杆测力计7.2.2 日常监测日常监测包括三部分内容，锚杆锚固力抽检，顶板离层观测和锚杆预紧力矩检测。(1) 锚杆锚固力抽检巷道掘进施工过程中安排专人，

39、按不小于3%的比例和不大于二天的时间间隔对锚杆锚固力进行抽测。抽测时只做非破坏性拉拔。锚杆拉拔计用于测试树脂锚固剂的粘结强度，检测锚杆锚固力是否达到设计要求。 (1) 仪器组成整套仪器主要由四部分组成（图19）。 动力源：手动泵及管路。手动泵最大液压63mpa，传力介质20#机油。 拉拔器：最大载荷300kn，油缸液压52mpa，行程100mm，油缸容积0.59l。 拉杆：拉杆为一中空的连接杆，端头有阴螺纹，可与锚杆尾端连接。空心及m393的阳螺纹是为适应锚杆尾端长度变化而设计的，能适应不同锚杆尾端长度。 指示仪：配专用mzj-300型测力指示仪。图19 锚杆拉拔计(2) 技术特征最大加载能力

40、：300kn；行程：100mm；精度：2%；防爆形式：本安型；油缸容积（行程达100mm时）：0.59l；自动卸载保护：行程达100mm时，油缸上有小孔泄油，保护拉拔器，以免受损；适应杆体直径：f14、f16、f18、f20、f22、f25。(2) 顶板离层顶板离层指示仪除作综合监测外，还用作日常监测。巷道每隔20m，安设一个顶板指示仪。在距掘进工作面50m内，观测离层值。50m以外，除非离层松动仍有明显增长的趋势，一般可停止测读具体数据，改为观察两个刻度坠的颜色。由当班班长和跟班技术员负责观察，其他人员也应随时注意观察，以便及早发现异常现象，确保安全。离层指示仪以红、黄、绿三种颜色表示顶板离

41、层松动的严重程度，绿色表示顶部松动离层值较小，处于较稳定的状态；黄色表示离层松动已达到警界值；红色则表示顶板离层松动值较大，已进入危险的状态。(3) 锚杆预紧力矩检测巷道掘进施工过程中，安排专人按不小于5%的比例和不大于二天的时间间隔用力矩示值扳手对锚杆螺母预紧力进行抽测，达300nm且不超过500nm，即为合格。7.3 监测仪器和物品本次矿压监测所需仪器和物品如表5所列。表5 矿压监测仪器名称型号数量产家 锚杆拉拔计 mlj-300/1002台天地公司开采设计事业部 接收仪 kbj1台天地公司开采设计事业部 锚杆测力计 mc-30030个天地公司开采设计事业部 锚索测力计 mc-50010个天地公司开采设计事业部 顶板离层指示仪 lby340个天地公司开采设计事业部 离层仪安装杆2套天地公司开采设计事业部 扭矩扳手500n.m3把