锚杆支护技术管理

锚杆支护技术管理赵德国

锚杆支护技术管理第1条锚杆、锚喷支护（以下简称锚杆支护）是煤矿井巷工程一种重要的支护形式，它以快速、主动、有效的支护特性已得到广泛推广应用，并对加快巷道支护改革，提高支护效果起到了重要作用。为进一步加快锚杆支护的推广应用，提高矿井的经济效益，特制定本规定。第2条锚杆的种类根据新汶矿区开采的实际情况，规定允许使用的锚杆种类包括以下七种:1、MSGLD-335等强螺纹钢式树脂锚杆;2、MSGLW-500无纵肋螺纹钢式树脂锚杆，适用于埋深大于600米的巷道；3、MSGLW-600无纵肋螺纹钢式树脂锚杆（原高强度高韧性抗冲击锚杆）适用于埋深大于800米及地压较大的巷道。4、MSGLD-400/600(X)等强螺纹钢式树脂锚杆（原热轧细牙等强螺纹钢式树脂锚杆），屈服强度400MPa适用于埋深不大于800米的巷道或埋深大于800米的巷道两帮；屈服强度600MPa及其以上适用于埋深大于800米及地压较大的巷道。5、缝管锚杆（只限于回采巷道护帮或断层破碎带临时支护）;6、水力膨胀式管子锚杆;7、玻璃钢锚杆（允许在使用时间较短的，围岩稳定的切眼两帮及条件适宜的煤帮使用）；8、使用本规定以外规格型号的锚杆，必须经过论证、安全性能检验和鉴定，并制定安全措施，报集团公司批准后方可进行试验。第3条锚杆的锚固方式1、端锚：树脂锚固段长度≥350mm。2、加长锚：树脂锚固段长度≥700mm。3、全锚：树脂锚固段长度≥锚深的80%；水泥锚固段长度为锚深的100%。一般情况下应采用加长锚；Ⅲ～Ⅴ类煤巷顶板和深部全岩巷道严禁使用端锚。第4条锚杆支护材料规格、性能1、树脂锚杆金属杆体及其附件应符合中华人民共和国煤炭行业标准MT146.2-2011要求。规格说明：MSGL口—口/口×口(X)

（热轧细牙）杆体长度，mm杆体公称直径，mm材料屈服强度，MPaD代表等强；W代表无纵肋螺纹钢式杆体树脂锚杆2、MSGLD-335等强螺纹钢式树脂锚杆成套外形见图1，

杆体外形见图2，图1、MSGLD-335等强螺纹钢式树脂锚杆

1-杆体；2-托盘；3-六角球头螺母图2、MSGLD-335等强螺纹钢式树脂锚杆杆体3、MSGLW-500无纵肋螺纹钢式树脂锚杆成套外形见图3，杆体外形见图4，

图3MSGLW-500无纵肋螺纹钢式树脂锚杆1、杆体2、六角法兰面螺母3、摩擦垫4、球头垫圈5、托盘图4、MSGLW-500无纵肋螺纹钢式树脂锚杆杆体

4、MSGLW-600无纵肋螺纹钢式树脂锚杆（原高强度高韧性抗冲击锚杆）成套外形见图5，杆体外形见图6，

1、滚丝杆体2、六角法兰面螺母3、摩擦垫4、球头垫圈5、托盘图6、MSGLW-600无纵肋螺纹钢式树脂锚杆杆体5、MSGLD-400/600(X)等强螺纹钢式树脂锚杆（原热轧细牙等强螺纹钢式树脂锚杆）成套外形见图7，杆体外形见图8，

1—杆体；2—六角法兰面螺母；3—摩擦垫；4—球形垫圈；5—托盘图7、MSGLD-400/600(X)等强螺纹钢式树脂锚杆图8、MSGLD-400/600(X)等强螺纹钢式树脂锚杆杆体6、缝管锚杆成套外形见图9

-杆体；2-托盘；3-挡环7、水力膨胀式管子锚杆成套外形见图10

8、锚固剂：锚杆支护巷道只准使用树脂锚固剂和用于全锚的水泥锚固剂。⑴树脂锚固剂应符合煤炭行业标准MT146.1-2011。⑵用于全锚的水泥锚固剂应符合煤炭行业标准MT219-2002。9、锚杆附件：9.1螺母：材质要求：MSGLD-335等强螺纹钢式树脂锚杆螺母采用ZG310-570制作;MSGLW-500无纵肋螺纹钢式树脂锚杆螺母用QT450-10或40Cr制作；MSGLW-600无纵肋螺纹钢式树脂锚杆、MSGLD-400/600-（X）等强螺纹钢式树脂锚杆螺母采用QT450-10或40Cr制作。9.2摩擦垫：材质为PA1010(尼龙1010)。9.3锚杆托盘：(1)材质：托盘采用屈服强度不小于235MPa的钢材制作，禁止使用脆性材料。(2)肩角和底角锚杆必须使用异型托盘(异形托盘：锚杆孔为偏心孔，如图11)。图11异形托盘截面图10、托梁：

⑴W钢带外形图如图所示，规格

⑶钢筋梁①材质：Φ12mm以上圆钢制作。②规格：宽度90mm，沿长度方向每800mm焊结一处。11、托板⑴W钢托板：W钢带板材压制或截割，尺寸：400×280mm，厚度符合W钢带WD290/5规格。⑵水泥托板：圆型，尺寸Φ250-300mm，厚度≮60mm；其强度要求到达C30。12、网：⑴金属菱形网：使用10#以上铁丝编织，网格尺寸不大于50×50mm，适用于煤巷锚杆支护。⑵金属经纬网：使用10#以上铁丝，或同直径冷拨铁丝编织，网格尺寸80×80mm，网格均匀，适用于锚网喷或二次锚网喷支护巷道。⑶钢筋网：使用φ4或φ6盘圆条，或冷拨钢筋编织，网格尺寸以100×100mm为宜，网格均匀，适用于锚网喷或二次锚网喷支护巷道。⑷煤矿井下用双向拉伸塑料网：网格尺寸不大于50×50mm，适用于综掘机煤巷半煤巷护帮。⑸矿用钢塑复合网：采用改性塑性包覆高强度冷拔钢丝结构，适用于Ⅲ类和顶板较完整的Ⅳ类围岩的煤巷、半煤巷顶帮。第5条锚杆支护设计原则1、严禁裸体、顶板无支护巷道，所有锚杆支护巷道必须编制正规的锚杆支护设计，支护形式选择的原则是按巷道围岩分类结果进行选择。各类围岩条件下顶板及两帮基本支护形式、锚杆类型、锚固形式及锚杆设计锚固力等性能指标必须符合技术管理规定要求，积极慎重地采用新技术、新工艺和新材料，做到技术先进、经济合理、安全可靠。2、锚杆支护设计程序一般为：初始设计—实施设计—矿压观测—修改初始设计四个步骤。⑴初始设计：要根据巷道生产技术条件和地质条件、相似条件下矿压显现的规律和围岩变形特点，围岩的岩性、节理和层理的发育程度等，采用工程类比法、数值模拟法或理论计算法，提出巷道基本支护形式、确定主要支护参数，并根据有关规定进行校核，形成初始设计。⑵实施设计：根据初始设计编制掘进作业规程，严格按初始设计及作业规程进行施工。⑶矿压观测：在前期施工过程中要进行质量监测和矿压观测，验证支护参数的合理性、支护设计的正确性，并及时反馈支护信息，为修改初始设计提供科学依据。⑷修改设计：根据反馈的支护信息，对初始设计进行修改。根据修改完善后的支护设计补充技术措施，保证施工安全和支护效果。3、锚杆直径与孔径、锚固剂直径要匹配，锚杆直径与孔径之差应保持在6～12mm范围之内，孔径与锚固剂直径之差应保持在3～5mm范围之内。4、采用锚杆支护时锚杆各构件强度与设计锚固力要匹配。5、采用锚杆支护时，顶板严禁使用回收复用的支护材料，在V类围岩巷道和埋深超过800米Ⅲ类及以上围岩的煤巷、半煤巷顶板及准备巷道应使用KMG500牌号及以上高强锚杆配金属网支护，埋深超过800米的延深、开拓巷道和埋深超过1000米回采巷道顶板应使用KMG600牌号及以上高强锚杆配金属网支护。6、加强特殊地点的支护管理。⑴对于复合顶板、托顶煤、破碎顶板围岩、易风化、潮解、遇水膨胀围岩在基本支护形式上增加复棚或锚索加固、注浆加固等措施。⑵大断面峒室、跨度大于6米交岔点、复合顶板、托顶煤等特殊地点及埋深600米以上巷道采用锚杆支护不能有效阻止顶板下沉、两帮移近等巷道变形时使用直径17.8mm及以上的锚索；埋深800米以上巷道采用22mm及以上的锚索，且长度不低于8米。锚盘与索具必须与锚索强度匹配。优先选用采用锚索桁架结构加强支护，增强锚索的整体支护性能。⑶深部高地应力和破碎围岩条件下的巷道断面形状优先选用受力结构较好的拱形断面或弧形断面；有淋水时，采用挂防锈金属网或塑料、金属双层网支护，必要时复棚进行加固，提高巷道围岩控制效果。⑷巷道掘进遇落差较大的断层时，断层带及前后各不小于15米影响范围，必须采用加密锚杆支护并采用锚索加强支护方式，确保支护安全。锚索长度要根据具体条件确定，直径17.8mm及以上，合理设计间排距，锚索须锚入稳定的基岩内不低于1.5米。⑸煤层巷道均必须进行顶板离层监测，井下设记录牌板显示。在断层两侧15米范围内必须安设顶板离层指示仪，牌板显示。发现顶板离层达到临界值时，需撤出巷道变形处以里的所有人员，按0.6～1.0米间距复工字钢或U型棚加固，具体支护方式及参数须在作业规程中明确规定。⑹对于复合顶板和托顶煤巷道正常段每隔50米、断层构造带等特殊地段，采用岩层探测记录仪研究探测顶板煤岩层的岩性及厚度，探测岩体的原始地质构造情况等，为及时修改优化巷道支护设计提供依据。⑺特殊地点采用特殊支护及加强支护措施时，其支护范围应延伸至巷道正常段起点以外15米。7、对锚杆支护巷道要预先存放备用不少于20架棚料，其具体规格、型号、数量和存放地点在作业规程中明确规定。第二节煤巷锚杆支护第6条煤巷的围岩分类1、煤巷采用锚杆支护，必须对巷道围岩稳定性进行分类。2、煤巷的围岩稳定性分为5类，即Ⅰ类：非常稳定；Ⅱ类：稳定；Ⅲ类：中等稳定；Ⅳ类：不稳定；Ⅴ类：极不稳定。3、各矿在进行煤巷锚杆支护时，要按《新汶矿区煤层巷道围岩分类结果及合理支护技术选择》中分类结果采用类比法进行选择套用。4、对以下情况应重新进行分类:①对于围岩条件、开采深度、开采范围等与原分类巷道差异很大的煤层巷道；②新采区各煤层采用煤巷锚杆支护巷道。第7条煤巷锚杆支护设计煤巷锚杆支护形式与支护参数选择4、对于复合顶板、托顶煤、破碎顶板围岩、易风化、潮解、遇水膨胀围岩在基本支护形式上增加锚索加固、注浆加固等措施。5、顶板锚杆与棚式支架联合支护时，支架应架设在两排锚杆中间位置。6、锚杆布置一般要沿巷道轴线方向的岩面上成菱形排列。锚杆间排距一般在600～1200mm。要在作业规程中明确规定。顶板靠巷道两帮的锚杆，必须向巷道两帮倾斜，锚固端距各自邻近帮距离不小于0.5m并与钢带连接；巷道两帮肩角锚杆距顶板不大于400mm，倾斜角度根据顶板倾角调整，保证锚固端在顶板岩石中；巷道两帮最下一排锚杆距巷道底板不大于300mm(回采顺槽起底掘进，煤层底板为坚硬岩石时，最下一排锚杆锚至煤层底板岩石，距巷道底板不大于600mm),并向下倾斜，与水平线呈10°～30°夹角，锚固端位于底板岩石中。肩角锚杆一般比正常使用锚杆长200mm。第8条煤巷锚杆支护质量监测和检查验收1、煤巷锚杆支护质量监测⑴锚杆锚固力检测①锚杆必须按规定做拉力实验。在井下做锚固力实验时，必须有安全措施。试验数量，锚杆锚固力检测抽样率为3％，巷道每成巷30-50m或每300根（含300根以下）顶帮各抽样一组（共9根）进行检查。②巷道内的锚索每20根抽检2根,锚索锚固力用张拉油缸进行检测。巷道交岔点和峒室的锚索视其支护状况确定是否需要检测,由分管矿长或分管副总确定。③锚固力合格条件：被检查所有锚杆均应符合要求。其中有1根不合格，继续抽样检查，若再不符合要求，则判锚杆施工安装质量为不合格，由矿分管矿长组织分析锚杆安装质量不合格原因，并采取补充加强支护措施进行处理。④拉拔试验后，应及时重新拧紧螺母；如果锚杆失效应及时补打锚杆。⑵锚杆扭矩检测对当班新打锚杆和迎头10米范围内锚杆，必须进行扭矩检测。每小班抽样一组（5个）做螺母扭矩的检验，使用扭矩扳手，按照《表13树脂锚杆扭矩规定值》中的要求进行检测，埋深大于800米的深部巷道锚杆预紧力≮5T。如果其中一个扭矩不合格，将扭矩不足的螺母重新拧紧；有2个以上不合格，应将所有螺母重新拧紧一遍，螺母还应每月检查一次，对松动的螺母要拧紧。锚杆预紧力或扭矩检测抽样率不低于5％，每300根顶、帮锚杆抽样各一组（共15根）进行检测，不足300根时，按300根进行。使用新型锚杆时，扭矩及初锚力符合设计要求。⑶锚杆检测每月随机抽样一组（5根）锚杆送检，一组不合格再抽样一组；若再不合格，分析原因，并按规定对有关责任单位和人员进行处罚。⑷锚杆安装质量检查①锚杆外露长度符合规定。锚索外露长度不大于200mm。②锚杆角度：巷道各部位锚杆角度要符合设计要求。⑸锚固剂安装位置监测①每条锚杆安装时，在未上托盘之前，必须进行锚固剂位置检查，并填写在班质量检查记录中。应用锚杆快速安装工艺的应采用锚杆弹性波无损检测仪对锚固剂位置进行检测，检测分析报告存档备查。②矿旬检、月检时也必须对锚固剂位置进行抽查。每次抽查不少于5根。⑹巷道离层监测①采用顶板离层指示仪监测顶板离层。煤层巷道均必须进行顶板离层监测，井下设记录牌板显示。②顶板离层指示仪的安设数量参照下表。表15顶板离层指示仪安设数量巷道类别安设数量备注巷宽＜3m3m＜巷宽＜5m巷宽＞5mⅣⅤ每80m1个每70m1个每60m1个每50m1个每30m1个每20m1个在地质构造带与巷道交岔点内部应安设其他类别煤巷顶板离层指示仪安设数量由矿总工程师根据具体情况确定，每组间距应不大于150米。外内外内锚杆深基点浅基点套筒+外测筒内测筒锚固范围外锚固范围内02550750255075100

图2-15顶板离层指示仪数据分析说明:深基点与内测筒相连接浅基点与外测筒相连接浅基点高度与锚杆端部相同：锚固范围外顶板离层量（内读值）：锚固范围内顶板离层量（外读值）顶板总离层量=

+外内外内③离层指示仪的安设要及时，其距离迎头不大于15米，安设位置在巷宽的中部；浅部测点应与锚杆端部平齐，深部测点应固定在锚杆锚固范围以外稳固岩层300～500mm，无稳固岩层的固定深度不小于巷道跨度的1.5倍。④离层指示仪应按照要求进行检测，每班对距迎头50米以内的监测一次，除非离层有明显增长，50米以外范围每周监测一次。⑤顶板离层指示仪安设的数量、位置、时间以及观测频率必须在作业规程中明确规定；在断层和冒落区两侧15米范围内、巷道交岔点、淋水带、托顶煤、应力集中区等特殊地点必须安设顶板离层指示仪，牌板显示；要加强离层指示仪保护，对损坏的顶板离层指示仪地点必须采取其他监测手段或补设指示仪，同时结合以前的监测数据加强该地点的顶板监测。⑥顶板离层临界值。离层临界值因地质条件、采动影响等因素不同而异。各矿应根据本矿条件，经过试验研究，具体条件下的离层临界值由矿总工程师组织研究确定，一般最大临界值应不大于巷高的10％。⑦顶板离层达到临界值的处理。发现顶板离层达到临界值时，应采取可靠的临时安全措施，并立即向矿调度室汇报。由矿分管领导召集有关人员分析顶板离层的原因，采取相应的措施：锚固范围之内离层：加大支护密度。锚固范围之外离层：增加锚杆长度，或安设锚索，或用金属支架加强支护。2、检查验收有关规定⑴锚杆安装班次、人员要有明显标记，并记录于工程档案中。⑵工区实行班验收制度，矿实行旬检查、月验收制度。检查验收结果纳入巷道工程档案管理，进行巷道工程质量和巷道保修制考核。⑶锚杆支护巷道须配齐20或30吨锚杆拉力计，并根据所使锚杆种类配齐拉杆。同时，还应根据锚杆直径，配齐锚杆扭矩搬手。⑷煤巷锚杆支护巷道顶、帮基本支护形式、锚杆类型、锚杆直径、锚杆长度、锚固力、锚固形式等要符合附表1要求。⑸凡因无质量标准化检查工具造成锚固力、锚杆扭矩无法检查的，锚固力和锚杆安设质量视为不合格。⑹分管矿长、副总及专业管理人员必须按规定对锚杆锚固力等进行抽测，并填表备查。第三节锚喷支护第9条锚喷支护设计1、锚喷支护形式有四种：⑴锚喷支护；⑵锚网喷支护；⑶喷锚喷、锚网喷支护；⑷喷锚梁喷、锚网喷支护。2、锚喷支护适用范围：⑴锚喷支护适用于服务年限5年以下石灰岩、砂岩等坚硬完整岩层巷道。⑵锚网喷支护适用于服务年限5年以下稳定及较稳定岩层巷道。⑶锚喷二次支护（高强锚杆一次支护）适用于服务年限5年以上，埋深600米以上的开拓、准备巷道支护。⑷喷锚梁喷、锚网喷支护适用于处于松软、破碎带或应力集中区的二次锚网喷巷道支护。

3、锚喷支护主要参数选择⑴锚杆设计锚固力服务年限5年以下一般巷道，设计锚固力不低于70KN；服务年限5年以下主要巷道，设计锚固力不低于100KN；服务年限5年以上主要巷道，设计锚固力不低于130KN。⑵锚杆长度不低于1.6m。喷锚喷、锚网喷支护巷道要实行加长锚或全锚。⑶喷射混凝土强度服务年限5年以上的锚喷巷道，喷射混凝土强度应为C18以上；服务年限5年以下的应为C13以上。特殊地点的锚喷巷道，喷射混凝土强度必须在C18以上。（利用自然陶粒专利技术喷射混凝土强度不小于此规定）。⑷喷射混凝土厚度。服务年限5年以上的主要巷道，喷砼厚度一般不大于150毫米，5年以下的不大于120毫米，一般巷道不大于100毫米。第10条喷浆材料的技术要求1、水泥：喷射砼所用水泥质量要符合标准要求，每批出厂要有合格证，过期失效水泥禁止使用，水泥标号不低于425#。2、砂子:采用河砂作配料，下井前要过筛，颗粒粗细要均匀，含泥量按重量计算不大于3%。3、石子:采用瓜子石作骨料，颗粒直径为5～10mm。4、速凝剂：质量符合标准要求，每批有出厂合格证，过期失效速凝剂禁止使用，其配比为水泥重量的2～4％。5、喷射混凝土配比：喷射砂浆的配比一般为1：2；喷射砼配比一般为1：2：2，湿式喷浆工艺配比一般为1:1.5:2.25。6、锚喷支护作业时，沙石混合料颗粒的粒径不得超过15mm，且应在下井前洒水预湿。第11条锚喷支护工艺要求及有关规定1、采用锚喷支护巷道必须按光爆要求施工，确保眼痕率不少于50%，超挖尺寸不大于150mm，欠挖不超过质量标准规定。2、锚喷二次支护工艺要求⑴初期支护。采用初喷作临时支护。初喷厚度不小于30mm，初凝20分钟后达到一定的强度进行打、安锚杆及扒装。锚杆间排距一般为1.0～1.6m。⑵一次支护。按作业规程规定的距离和喷浆厚度完成第一次喷浆支护。第一次支护必须进行拉线喷浆，在拱顶、拱肩、拱基处拉线，不少于5条，使巷道成形光滑、平整、无急角。一次喷浆厚度达不到要求，严禁进行二次支护。在一次喷浆支护时，要将里层锚杆栓铁丝引出喷层之外，作为布置外层锚杆的标志，并用作二次支护时栓金属网。⑶二次支护。一般在距迎头50～100米范围内进行（具体距离由各矿根据巷道矿压显现规律在作业规程中规定）二次支护的锚杆要按里层锚杆所留标志五花布置。安装二次锚杆时用托盘把网压紧，并用预留的铁丝栓网。网与网之间每隔200mm扭接一处，然后喷浆盖网。二次喷浆厚度为20～40mm，要起到防锈作用。⑷两帮最下边的一排锚杆，距底板距离不大于200mm，必须呈10～30°打入。⑸两帮喷浆必须有≮100mm的基础(设计有水沟一侧除外)。⑹永久水沟的施工①迎头掘进时，应把水沟一并打眼放炮带出。②在一次支护段，要把水沟荒断面掘出。③永久水沟施工要在二次支护后进行。靠巷帮一侧必须补打一排锚杆，金属网要压入最下一排锚杆，然后浇注水沟混凝土。3、高强锚杆锚喷一次支护工艺要求⑴初期支护。采用初喷作临时支护。初喷厚度不小于30mm，初凝20分钟后进行打、安锚杆及扒装。锚杆支护参数设计在规程中明确规定。⑵锚网支护。按作业规程规定的锚杆支护参数跟迎头进行一次锚网支护。⑶喷浆。一般在距迎头50～100米范围内进行（具体距离由各矿根据巷道矿压显现规律在作业规程中规定），喷浆厚度达到规程设计要求。4、采用人工上料喷射机喷射混凝土、砂浆时，必须采用潮料，并使用除尘机对上料口、余气口除尘。5、对松软、破碎岩层或应力集中区锚喷巷道要预先存放备用棚料，其具体规格、型号、数量和存放地点在作业规程中明确规定。第四节锚索加固支护第13条锚索的适用条件。1、当Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类煤层巷道或深部主要巷道采用锚杆支护不能有效阻止顶板下沉、两帮移近等巷道变形时。2、大断面峒室和跨度大于6米交岔点，Ⅴ类煤层巷道顶板使用直径17.8mm及以上的注浆锚索。第14条锚索支护方式及支护参数的确定1、煤层巷道直接顶比较完整时、拱型锚喷巷道、大断面峒室及交岔点加固，应采用点式锚索支护；当巷道直接顶裂隙比较发育且上部为复合顶时，宜采用锚索行架支护。2、锚索参数的确定原则：⑴最小锚固长度。水泥（砂）浆锚固≥3.5m，树脂锚固≥1.5m。⑵锚索长度。顶板锚索长度范围为5.5～10.5m，两帮锚索长度范围为3～5m。⑶锚索间、排距：S≤L/2（L—锚索孔长度，单位m，S—锚索间排距，单位m）。⑷锚索锚固力。预应力锚索单根设计锚固力应大于200KN。第15条锚索支护材料