煤巷锚杆支护技术与机械化掘进

1、煤巷锚杆支护技术与机械化掘进煤巷锚杆支护技术与机械化掘进 653 653工程培训讲义工程培训讲义绪绪 论论一、巷道支护在井工矿开采中的重要地位一、巷道支护在井工矿开采中的重要地位 1 1、井下巷道是构成矿井生产系统的前提条件；、井下巷道是构成矿井生产系统的前提条件； 2 2、巷道的稳定控制是保证矿井安全高效开采的保证；、巷道的稳定控制是保证矿井安全高效开采的保证； 3 3、正确的支护理念和合理的支护形式及支护参数是实现巷、正确的支护理念和合理的支护形式及支护参数是实现巷 道围岩稳定控制的决定性策略；道围岩稳定控制的决定性策略；二、支护理念和支护形式的转变二、支护理念和支护形式的转变 巷道支护理

2、念和支护形式的转变过程：巷道支护理念和支护形式的转变过程： 由传统支护理念（被动支护）到现代支护理念（主动支由传统支护理念（被动支护）到现代支护理念（主动支护）的转变；护）的转变； 对应之支护形式亦发生转变：棚式支护向锚杆支护的转对应之支护形式亦发生转变：棚式支护向锚杆支护的转变；变； 1 1 支护理念支护理念 1 1）传统支护理念）传统支护理念 被动支护：认为支护体被动承被动支护：认为支护体被动承 载，采用抵抗地压的方法控制围岩稳定；载，采用抵抗地压的方法控制围岩稳定； 2 2）现代支护理念）现代支护理念 主动支护：支护体与围岩共同承主动支护：支护体与围岩共同承 载，支护体的主要作用是加固围

3、岩，调动围岩的强载，支护体的主要作用是加固围岩，调动围岩的强 度，相互协调作用抵抗地压；（亦即认为围岩是天然度，相互协调作用抵抗地压；（亦即认为围岩是天然 支架，目的是充分利用和发挥围岩的自承能力）支架，目的是充分利用和发挥围岩的自承能力） 2 2 支护形式支护形式 1 1）棚式支护：工字钢棚、木棚、）棚式支护：工字钢棚、木棚、U U型钢棚、料石碹等；型钢棚、料石碹等； 2 2）锚杆支护：以锚杆为基本支护构件的复合支护形式很）锚杆支护：以锚杆为基本支护构件的复合支护形式很 多，如：锚杆多，如：锚杆- -锚索支护、锚杆锚索支护、锚杆- -锚索锚索- -网网- -喷支护、锚杆喷支护、锚杆- - 锚

4、索锚索- -金属网金属网-W-W钢带（钢筋梯）支护等；钢带（钢筋梯）支护等； 3 3）复杂条件下的联合支护形式：锚网索）复杂条件下的联合支护形式：锚网索+ +棚支护等；棚支护等；三、锚杆支护的优点三、锚杆支护的优点 目前，锚杆支护是各国煤矿巷道主要的支护形式之一。目前，锚杆支护是各国煤矿巷道主要的支护形式之一。 锚杆支护与传统支护相比较其优点：锚杆支护与传统支护相比较其优点： 1）明显改善围岩应力状态；）明显改善围岩应力状态； 2）劳动强度低；）劳动强度低； 3）支护成本低、维护费用低；）支护成本低、维护费用低； 4）工序简单，掘进速度快；）工序简单，掘进速度快； 四、煤巷锚杆支护的发展历程及

5、趋势四、煤巷锚杆支护的发展历程及趋势发展历程：发展历程：1 1 国外：国外：1 1）最早使用锚杆支护技术的国家是英国和德国最早使用锚杆支护技术的国家是英国和德国。（18721872年英国露天页岩矿用于边坡加固；年英国露天页岩矿用于边坡加固；19121912年年德国在井下使用锚杆支护技术；德国在井下使用锚杆支护技术；5050年代以后，锚年代以后，锚杆土木工程和地下工程得到广泛应用）杆土木工程和地下工程得到广泛应用）2 2）美国是的锚杆支护技术一直处于世界领先水平美国是的锚杆支护技术一直处于世界领先水平；3 3）澳大利亚澳大利亚是使用锚杆支护技术比较先进和成熟的是使用锚杆支护技术比较先进和成熟的国

6、家，推广全长树脂锚固锚杆，形成比较完善的国家，推广全长树脂锚固锚杆，形成比较完善的锚杆支护体系和设计方法；锚杆支护体系和设计方法；4 4）国外锚杆支护技术的发展特点如下：）国外锚杆支护技术的发展特点如下：a a 发展适合本国地质条件的锚杆支护类型；发展适合本国地质条件的锚杆支护类型；b b 锚杆向高强度发展；锚杆向高强度发展；c c 建立了一整套合理的锚杆支护设计方法；建立了一整套合理的锚杆支护设计方法；d d 完善锚杆施工工艺；完善锚杆施工工艺；e e 完善锚杆支护监测系统；完善锚杆支护监测系统；2 2 国内：国内： 我国我国19561956年起，在岩巷中使用锚杆支护；年起，在岩巷中使用锚杆

7、支护； 6060年代，在煤巷中开始使用锚杆支护；年代，在煤巷中开始使用锚杆支护； 我国煤巷锚杆支护技术发展三个阶段：我国煤巷锚杆支护技术发展三个阶段： 1 1）、起步阶段（）、起步阶段（60-8060-80年代初期）：钢丝绳水泥砂浆锚杆、年代初期）：钢丝绳水泥砂浆锚杆、低强度楔缝式、水泥锚固剂端头锚固为代表。锚杆间没有低强度楔缝式、水泥锚固剂端头锚固为代表。锚杆间没有托梁，相互间没有联系；托梁，相互间没有联系；2）、普通锚杆支护阶段（80年代中期-90年代中期） 锚杆支护用于软岩巷道支护，进行公关和现场试验。 以锚网和锚网梁组合锚杆支护技术为代表。 锚固剂使用树脂锚固剂，锚固性能大大提高； 锚

8、杆直径小（14-16mm），支护强度低； 在I-III类顶板条件下，形成适合我国的锚杆支护技术；3）、高强锚杆支护阶段（95年至现在） 对困难条件下锚杆支护技术进行公关。 锚杆直径增大至20-22mm，使用螺纹钢锚杆。 工程检测得到重视（离层监测、锚固力动态监测等）。 发展趋势锚杆支护的安全性取决于：1）、围岩性质；2）、应力环境；3）、支护强度； 为实现煤巷锚杆支护巷道的稳定，需进行以下几方面工作： a、设计前围岩状况调查； b、锚杆-锚索协调支护设计研究； c、经济安全型锚杆研制； d、冒顶危险性监测；1. 第一章 锚杆支护理论与设计方法 第一节 锚杆支护理论1、锚杆支护理论 锚杆的支护理论主要有：悬吊理论、组合梁理论、加固拱理论和最大水平应力理论。 1）、悬吊理论 认为：锚杆支护的作用是将巷道顶板较弱岩层悬吊在上部稳固的岩层上，增强