锚杆支护-标准编制说明

PAGEPAGE4《弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护技术规范》地方标准编制说明一、工作简况（一）任务来源2024年，由新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所申请地方标准的立项。（二）起草单位、协作单位起草单位：新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所协作单位：新疆大学、伊犁四矿、徐矿集团新疆赛尔能源有限责任公司（三）主要起草人姓名性别职务/职称工作单位任务分工刘洪林男副院长/教授新疆大学组织协调贾永勇男副所长/教授级高工自治区煤炭科学研究所项目指导王宏志男副教授新疆大学标准起草及完善娄芳男副所长/教授级高工自治区煤炭科学研究所标准审核李国栋男讲师新疆大学数据分析王震男高级工程师自治区煤炭科学研究所标准起草及完善赵红超男副教授新疆大学数据分析金士魁男高级工程师自治区煤炭科学研究所现场调研、资料收集剧锦茂男实验师新疆大学现场调研、资料收集雍明超男工程师自治区煤炭科学研究所现场调研、资料收集曹文祥男无新疆大学现场调研、资料收集付李华男高级工程师自治区煤炭科学研究所数据整理及分析杭银建男总经理/高级工程师徐矿集团新疆赛尔能源数据整理及分析刘军男总工/高级工程师徐矿集团新疆赛尔能源数据整理及分析程永刚男高级工程师自治区煤炭科学研究所标准完善马军前男副总工/高级工程师伊犁四矿标准完善制定标准的必要性和意义（一）复杂地质条件下巷道快速掘进与高效支护的矛盾日益突出。我国煤矿以井工开采为主，需要在井下掘进规模巨大的巷道工程（每年新掘巷道约12000km）。巷道的畅通与稳定是保障煤矿安全高效生产的必要条件。由于地下煤炭资源埋藏深、采动强、煤层软、强度低、构造多、变化频等综合因素的影响，导致煤矿巷道采掘失衡、掘支失衡。随着我国煤矿开采深度、范围、强度的不断增加，软弱破碎围岩巷道、深部高应力巷道、受强烈采动影响巷道、冲击地压巷道等复杂困难条件越来越多，对巷道围岩控制技术提出更高、更严格的要求，巷道快速掘进与高效支护的矛盾日益突出。（二）弱胶结地层巷道支护技术已成为煤炭工业科技发展和西部矿区煤炭资源开采面临的共性问题。《煤炭工业“十四五”科技创新发展指导意见》指出，要深入软弱破碎围岩、千米深井强采动巷道围岩大变形与破坏机理及长期稳定性控制技术等核心技术攻关；重点推进复杂地质条件煤层快速掘进示范，引领煤炭行业高质量发展。当前，我国煤炭资源开发的重心快速向西部地区转移。由于西部地区特殊的成岩环境和沉积过程,形成了广泛分布的中生代侏罗系、白垩系弱胶结煤系地层，该类地层具有成岩时间晚、胶结性差、强度低、易风化、遇水泥化崩解和自稳性差的特征,尤其是遇到复杂的岩层构造以及多变的地应力和地下水环境时，巷道维护更加困难,往往由于支护措施不当,陷入“前掘后修”的恶性循环,浪费大量人力物力,严重威胁矿井安全高效生产，成为西部煤矿开采过程中亟待解决的重大难题。（三）弱胶结地层巷道围岩的稳定性控制是新疆大型煤炭基地建设和区域经济发展而迫切需要解决的难题。新疆煤炭资源预测储量2.19万亿t，占全国总量的39.3%，居全国首位，是我国重要的能源接替区和战备能源储备区。由于新疆煤系地层均为中生代侏罗系、白垩系弱胶结地层，随着大型煤炭基地建设的持续推进，东部矿区积累的大量理论成果、工程经验及工艺装备并不能有效保障西部地区矿山安全生产建设需要，开展弱胶结地层巷道标准的制定，不仅是自治区八大产业集群（煤炭煤电煤化工）持续高效健康发展根本需求，同时也是推动我国西部矿区煤矿安全生产、应急管理和标准化建设水平的新驱动力。（四）弱胶结地层巷道预应力锚杆支护设计规范的制定意义重大。本标准的制定将紧密结合新疆弱胶结煤系地层的特殊性及预应力锚杆（索）支护技术现状，针对当前弱胶结地层巷道支护没有相应规范标准指导的问题，充分考虑标准的科学性、可操作性和前瞻性，重点围绕弱胶结岩石水理性质（吸水性、软化性、耐崩解性、膨胀性等）、流变性质（蠕变、松弛等）及支护承载结构的稳定性，从支护的技术要求、支护施工质量检测与评定、支护监测等方面制定标准，对提升西部地区弱胶结地层巷道支护和顶板管理水平，有效防范顶板事故发生具有极为重要的技术支撑和指导意义。三、主要起草过程2024年1月-2024年3月：确定标准起草工作组，确定组长、副组长及小组成员。工作组组织召开第一次内部讨论会，明确标准制定任务、制定原则和工作进度安排；启动资料收集、内部研讨等相关工作；2024年4月-2024年6月：工作组进行煤炭企业现场调研、资料收集。根据调研情况形成《弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护技术规范》地方标准框架；2024年7月-2024年9月：初步形成《弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护技术规范》地方标准初稿，召开第二次工作组讨论会，提出修改意见、建议，对初稿进行修改完善；2024年10月-2024年12月：邀请业内专家、煤矿企业代表等，对《弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护技术规范》进行专项研究讨论会，提出修改意见。工作组对讨论稿进行修改完善及全文统稿后形成征求意见稿。四、制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系（一）制定原则《弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护技术规范》的起草严格遵循以下原则：（1）可靠性及科学性：积极吸纳近年来国内外煤矿弱胶结软岩巷道锚杆（索）的成熟技术和优秀经验，在进行多次现场实践及应用经验总结规律、方法，确保标准的可靠性和科学性。（2）地区适用性：标准编制工作充分调研了哈密矿区大南湖一矿、伊犁矿区伊犁四矿及托洛盖矿区沙吉海煤矿、赛尔能源六矿等涉及弱胶结围岩巷道支护问题的矿井，通过现场支护试验及监测获得丰富的数据资料，证实了本标准的地区适用性较好。（二）制定依据本文件根据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第一部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定编制。（三）与现行法律、法规、标准的关系本标准是在国家相关的法律、法规和标准的基础上结合地方实际情况制定出来的，与现行的法律、法规、标准没有冲突。五、主要条款的说明5.1标准适用范围本标准规定了弱胶结地层巷道预应力锚杆（索）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。适用于新疆煤矿弱胶结地层巷道预应力锚杆（索）支护。本标准适用于新疆地区弱胶结地层巷道预应力锚杆（索）支护。5.2技术要求锚杆支护设计前应进行现场调查与巷道围岩地质力学评估。巷道围岩地质力学评估基础参数按照GB/T35056中4.1.1执行。巷道围岩地质力学评估内容包括围岩物理力学性能参数测定、围岩应变软化特性测定、围岩蠕变性质测定、围岩结构测定、围岩地应力测定以及围岩松动圈测定。巷道围岩物理力学参数(围岩真密度、视密度、孔隙率、矿物成分、单轴抗拉强度、单轴抗压强度、单轴抗剪强度、变形模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角、水理性质等)通过实验室岩样实验获得；井下岩样的采取、包装应符合GB/T23561.1的规定；单轴抗压强度、变形模量、粘结力及内摩擦角等也可采用井下原位测量方法获得；围岩水理性质（吸水性、软化性、耐崩解性、膨胀性等）参见GB/T50266。围岩蠕变性质宜通过蠕变试验确定，蠕变试验分级不宜少于5级，可采用单级加载或分级增量加载方式。单级加载应对同一组多个试件分别施加不同的轴向应力;分级增量加载应对同一组单个试件逐级施加不同轴向应力。弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护初始设计应符合GB/T35056的规定。预应力锚杆(索)支护形式与参数设计应包括以下内容:a)锚杆(索)杆体几何参数(直径和长度等);b)锚杆(索)杆体力学参数(屈服力、拉断力、伸长率);c)锚杆(索)附件(托盘、球形垫圈、减摩垫圈、螺母及锁具等)材料和规格;d)锚杆(索)设计预紧力;e)锚杆(索)设计锚固力;f)锚杆(索)布置参数(布置形式、间距、排距、安装角度等)；g)锚杆(索)钻孔直径;h)锚杆(索)锚固参数(锚固剂类型及物理力学性能、锚固剂规格及数量、锚固方式和锚固长度);i)锚杆(索)组合构件(钢筋托梁、钢带、型钢托梁等)形式、规格和力学性能;j)护网形式、材料和规格;k)注浆材料物理力学性能及注浆参数；l)注浆锚杆(索)结构及布置参数；m)喷射混凝土参数;n)金属支架选型及布置参数;o)巷道支护布置图;p)支护构件加工示意图;q)支护材料消耗清单。5.3预应力锚杆(索)支护材料与构件预应力锚杆(索)支护材料与构件应符合国家标准和相关行业标准并具有产品合格证。预应力锚杆(索)杆体及附件、组合构件、护网、喷层、注浆材料及金属支架等构件力学性能应相互匹配。锚杆杆体、托盘、螺母、螺纹、锚索等性能参数参照MT/T146.2、GB/T35056、GB/T5224、MT/T942、GB/T14370的规定。5.4预应力锚杆(索)支护施工弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护施工应按掘进工作面作业规程的有关规定进行。依据施工顺序主要包括:一次支护、二次支护以及补强支护等。参考GB50086、GB/T35056、MT/T5009的规定。5.5预应力锚杆(索)施工质量检测与评定预应力锚杆(索)支护施工质量检测由矿主管部门负责。各矿应配备专职施工质量检测人员。各矿业集团公司应对专职检测人员进行培训，经考核合格者由矿业集团公司发给上岗证。预应力锚杆(索)支护施工质量检测由煤矿上级公司制定具体实施办法。各矿应配备专职施工质量检测人员，由有关部门对检测人员进行培训，经考核合格者发给上岗证。5.6预应力锚杆(索)支护监测弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护监测分为综合监测和日常监测两种。综合监测的目的是验证或修正锚杆支护初始设计，评价和调整支护设计:日常监测的目的是及时发现异常情况，采取必要措施，保证巷道安全。预应力锚杆(索)支护应做相应的基本拉拔试验和流变拉拔实验测定预应力锚杆(索)的极限锚固力及长期锚固力，极限锚固力及长期锚固力大小应满足巷道掘进作业规程的有关规定。煤巷宜采用在线矿压监测方式，设置预警值及临界值,具体数值及响应标准由煤矿上级公司技术负责人确定。结合煤巷锚杆支护事故教训，加强矿压监测信息反馈及时性。六、重大意见分歧的处理依据和结果无七、作