煤矿锚杆支护技术规范设计.doc

...wd...煤矿锚杆支护技术标准〔新〕ICS 73.100.10D 97 备案号：26921—2010 MT 2009-12-11发布 2010-07-01实施 中华人民共和国煤炭行业标准 MT/T 1104—2009 煤巷锚杆支护技术标准 Technical specifications for bolt supporting in coal roadway 国家安全生产监视管理总局 发布 前 言 本标准的附录A为资料性附录 本标准由中国煤炭工业协会科技开展部提出 本标准由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口 本标准由中国煤炭工业协会煤矿支护专业委员会负责起草煤炭科学研究总院南京研究所、煤炭科学研究总院开采设计研究分院、煤炭科学研究总院建井研究分院、中国矿业大学、兖州矿业集团公司、徐州矿务集团公司、鹤岗矿业集团公司、新汶矿业集团公司、山西焦煤西山煤电集团公司、江阴市矿山器材厂、石家庄中煤装备制造、深圳海川工程科技参加起草 本标准主要起草人：袁和生、康红普、陈桂娥、权景伟、张农、王方荣、王富奇、何清江、周明、秦斌青、晨春翔、黄汉财、赵盘胜、何唯平。

煤巷锚杆支护技术标准 1 范围 本标准规定了煤巷锚杆支护技术的术语和定义、技术要求、煤巷锚杆支护监测及煤巷锚杆支护施工质量检测 本标准适用于煤矿煤巷锚杆支护，也适用于半煤岩巷锚杆支护 2 标准性引用文件 以下文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款但凡注日期的引用文件，其随后所有的修改单〔不包括订正的内容〕或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本但凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 GB/T 5224－2003 预应力混凝土用钢绞线 GB/T 14370－2000 预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB 50086－2001 锚杆喷射混凝土支护技术标准 MT 146.1－2002 树脂锚杆 锚固剂 MT 146.2－2002 树脂锚杆 金属杆体及其附件MT/T 942－2005 矿用锚索 MT 5009－1994 煤矿井巷工程质量检验评定标准 3 术语和定义 以下术语和定义适用于本标准 3.1 煤巷 coal roadway 断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道 3.2 半煤岩巷 half-coal and half-rock roadway 断面中岩石面积〔含夹石层〕大于1/5到小于4/5的巷道。

3.3 锚杆支护 bolt supporting 以锚杆为 基本支护形式的支护方式 3.4 锚杆杆体破断力 breaking force of bolt bar 锚杆杆体能承受的极限拉力 3.5 锚杆拉拔力 pulling force of bolt 锚杆锚固后，拉拔试验时，锚杆破断或失效时的极限拉力 3.6 锚固力 anchor capacity 锚杆的锚固局部或杆体在拉拔试验时，所能承受的极限载荷 [MT146.1－2002，定义3.8] 3.7 设计锚固力 design anchor capacity 设计时给定的锚杆应能承受的锚固力 3.8 树脂锚杆 resin anchor bolt 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 [MT146.1－2002，定义3.1] 3.9 树脂锚固剂 capsule resin 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局局部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 [MT146.1－2002，定义3.2] 3.10 锚固长度 anchorage length 锚杆的锚固剂或锚固装置与钻孔孔壁的有效结合长度。

3.11 端头锚固 end anchorage 锚杆的锚固长度不大于钻孔长度的1/3 3.12 全长锚固 full-length anchorage锚杆的锚固长度不小于钻孔长度的90％ 3.13 加长锚固 lengthening anchorage 锚杆的锚固长度介于端头锚固与全长锚固之间 3.14拉拔试验 pulling test for bolt anchored by single resin capsule 测试锚杆拉拔力的试验 3.15 搅拌时间 stirring time 安装树脂锚杆时，从开场搅拌树脂锚固剂到停顿搅拌所用的时间 3.16 等待时间 hold time 安装锚杆时，搅拌停顿后到可以上紧螺母托板的时间 [MT146.1－2002，定义3.6] 3.17 预紧力 pretension force 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 3.18 预紧力矩 moment of pretension 拧紧螺母使锚杆到达设计预紧力时，施加到螺母上的力矩 3.19 锚杆快速安装 rapid mounting of bolt 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。

3.20 初始设计 initial design 根据已有资料提出的巷道支护形式与参数 3.21 信息反响 information feedback 对支护监测信息进展解释，并据此对支护设计进展验证和修改的过程 3.22 正式设计 final design 根据监测信息，对初始设计进展验证或修改，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 3.23 巷道顶板离层临界值 critical value of roof delamination 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 3.24 复杂地段 section 断层及围岩破碎带、应力集中区、顶板淋水区、裂隙发育区、巷道穿层地段、瓦斯异常区、大断面、大跨度巷道等地段 3.25 异常情况 abnormal phenomena 巷道位移、离层、锚杆受力等发生突变的情况 4 技术要求 4.1 煤巷围岩地质力学评估 4.1.1 地质力学评估是煤巷锚杆支护设计的主要依据之一， 锚杆支护设计前应进展地质力学评估 4.1.2 煤巷围岩地质力学评估的内容包括现场地质条件和生产条件调查、煤巷围岩物理力学性质测定、围岩构造观测、地应力测量和锚杆拉拔力试验。

煤巷围岩地质力学评估的具体内容见表1 表1 地质力学评估内容 序号参 数内 容 1煤层厚度指被煤巷切割的煤层厚度 2煤层倾角与水平方向的夹角在井下直接测取，或由工作面地质说明书给出 3地质构造煤巷周围地质构造的分布情况，由工作面地质说明书给出 4水文地质条件煤巷涌水量，水对围岩物理力学性质的影响，由工作面地质说明书给出 5煤巷几何形状和尺寸根据工作面回采需要确定，一般宜选用的几何形状为矩形和梯形62倍左右煤巷宽度范围内顶底板岩层层数和厚度 由地质综合柱状图或钻孔资料确定7岩〔煤〕层物理力学参数在井下原位测取，或在实验室内利用岩〔煤〕样测定 8岩层的分层厚度指分层厚度的平均值 9各层节理裂隙间距指沿构造面法线方向的平均间距，在煤巷内〔类似条件〕测取 10煤巷轴线方向由工作面巷道布置图给出11煤巷埋深地表到煤巷的垂直距离 12原岩应力的大小和方向在井下实测 13煤柱宽度煤柱的实际宽度 14采动影响煤巷受到周围掘进或回采工作面采动影响的情况 15锚杆在岩〔煤〕层中的拉拔力 锚杆在岩〔煤〕层中的拉拔力试验4.1.3 根据矿井开拓部署和采区划分合理安排煤巷围岩地质力学参数的测试。

测点应具有代表性，应能最大程度地反映整个井田和采区的实际情况，并根据测试数据绘制矿井地应力分布图 4.1.4 地质力学评估首先应确定评估区域，应考虑煤巷服务期间影响支护系统的主要因素，锚杆支护设计应该限定在这个区域内 4.1.5 煤巷围岩地质力学参数包括围岩物理力学性质、围岩构造和围岩应力 4.1.6 原岩应力测量宜优先采用应力解除法或水压致裂法 4.1.7 巷道支护设计所需的煤岩体物理力学参数，可通过井下采取岩样进展实验室试验获得，岩样的采取、包装应满足锚杆支护设计的要求；一些参数〔单轴抗压强度、变形模量等〕也可通过井下原位测量获得 4.1.8 煤岩体的物理力学性质参数包括煤岩体的真密度、视密度、孔隙率、单轴抗拉强度、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角和水理性质等 4.1.9 围岩构造测量应采用煤巷外表观察、钻孔取芯测量和钻孔窥视等方法进展构造面力学特性测试应在现场取样后在实验室进展试验 4.1.10 煤巷围岩应进展锚杆拉拔力试验，试验方法参见附录A锚杆拉拔力试验应在需支护的煤巷现场或类似条件的围岩中进展，每次不少于三根锚杆根据试验结果判断围岩的可锚性 4.1.11 在一个地点获取的参数用于同一煤层的其它地点时，应进展充分的现场调研和分析、评估。

4.1.12 当煤巷围岩物理力学性质、围岩构造和原岩应力条件发生显著变化时，应对地质力学参数进展重新测定4.1.13 应根据地质力学评估结果采用适合本矿区的方法进展巷道围岩稳定性分类 4.1.14 有以下情况之一时应重新进展围岩稳定性分类： a〕 当巷道围岩条件、开采深度、开采范围与原分类差异很大时； b〕 新采区各煤层巷道首次采用锚杆支护时 4.2 煤巷锚杆支护设计 4.2.1 巷道围岩地质力学评估结果证明锚杆支护可行时，进展锚杆支护设计 4.2.2 在采区巷道布置时，应尽量使煤巷的轴线方向与最大水平主应力的方向平行 4.2.3 煤巷锚杆支护设计应采用动态设计方法设计应在地质力学评估的基础上按以下程序进展：初始设计—井下监测—信息反响—正式设计 4.2.4 根据地质力学评估结果，进展锚杆支护初始设计初始设计应包括以下内容： a〕巷道地质与生产条件及地质力学评估结果； b〕煤巷断面设计； c〕锚杆支护形式设计； d〕锚杆支护参数设计； e〕锚杆支护材料选择和施工机具设备配套； f〕锚杆支护施工工艺、安全技术措施和施工质量指标； g〕锚杆支护矿压监测设计； h〕煤巷围岩复杂地段的支护方法和煤巷受到采动影响时的超前支护设计。

4.2.5 锚杆支护初始设计可采用以下一种或多种方法组合进展： a〕工程类比法：根据已经支护巷道的实践经历，通过类比，直接提出锚杆支护形式与参数也可根据巷道围岩稳定性分类结果进展锚杆支护形式与参数设计； b〕理论计算法：选择适合本矿区煤巷条件的锚杆支护理论进展理论计算设计； c〕数值模拟法：根据地质力学评估结果建设数值模拟模型，通过多方案比较，确定锚杆支护初始设计 4.2.6 煤巷断面一般采用矩形或梯形，特殊情况可采用拱形或其它形状断面煤巷断面设计应考虑以下因素： 。