錨杆支護培訓課件

　　錨杆支護

　　淮北金石礦業有限責任公司 王誌兵

　　錨杆支護技術

　　頂板事故原因分析

　　錨杆支護設計

　　錨杆施工工藝

　　施工注意事項

　　頂板事故原因分析

　　1、04年元月26日12時11分，許疃礦7126風巷，在錨杆與架棚結合點處發生冒頂，四人被堵，一人被埋;造成一人死亡

　　2、05年9月22日2時44分，岱河礦23108風巷迎頭向後10米範圍內發生冒頂，五人被埋;造成三人死亡

　　頂板事故原因分析

　　頂板事故原因分析

　　培訓和提高

　　工程技術人員、基層幹部和職工的理論和技術應用水平不高，造成：

　　1、設計水平低下，技術管理不到位

　　2、基層幹部抓不住管理重點，重進尺輕質量

　　3、職工的操作水平和質量意識不高

　　頂板事故原因分析

　　設計問題

　　對支護條件的研究不夠，設計馬虎了事。生搬硬套，一成不變

　　頂板事故原因分析

　　現場的質量保證

　　1、對施工條件的變化掌握不夠

　　不注意觀察頂板岩性、水、斷層及裂隙的變化情況，造成支護形式、支護強度不能適應支護條件的變化，成為近年來造成冒頂事故的重要原因。

　　頂板事故原因分析

　　現場的質量保證

　　2、錨杆眼深的控製

　　實際施工中，為保證錨杆一次性安裝合格，防止錨杆外露過長，往往錨杆眼打得過深，而降低了錨杆的有效錨固長度

　　頂板事故原因分析

　　現場的質量保證

　　3、錨杆安裝質量

　　①、初錨力、錨固力的班組自檢、區隊日檢流於形式，

　　②、錨固劑用量不符合設計，錨杆實行編號管理不到位，責任製流於形式;

　　③、忽視了錨杆、錨索的二次緊固問題;

　　頂板事故原因分析

　　現場的質量保證

　　4、張拉時間的確定

　　錨杆、錨索安裝攪拌後，圖省事，安上就拉，大大降低了錨杆、錨索的預緊力

　　頂板事故原因分析

　　監測監控

　　1、對初錨力、錨固力的監測監控

　　認真落實班組自檢、區隊日檢、礦井抽檢的三級監測監控體製

　　頂板事故原因分析

　　監測監控

　　2、對巷道圍岩變形量的監測監控

　　①必須建立對巷道圍岩變形量的監測監控製度

　　②采用十字布點法，對頂、底板和兩幫移近量進行監測，重點是迎頭向後20米左右的範圍內巷道變形量

　　頂板事故原因分析

　　監測監控

　　3、正確理解初錨力、錨固力與巷道圍岩變形量之間的關係

　　①初錨力、錨固力合格，並不一定巷道支護是成功的。更重要的是對巷道變形量的控製

　　②對巷道安全影響最大的是頂板下沉量，要引起足夠重視，在錨杆錨固範圍內的頂板離層與錨固力、支護密度有關，錨固範圍以外的離層與錨杆長度及兩幫的破壞情況有關，應根據監測數據及時修改支護設計

　　③要特別注意兩幫變形量較小，而頂板變形量大，速度較快的不協調巷道變形，說明頂板支護強度太低或頂板的可錨性較差，已發生快速離層，應立即補強並改進支護。

　　④由掘進副總工程師負責，對監測數據定期進行分析，並據此修改、完善支護設計方案

　　頂板事故原因分析

　　補強措施

　　安排專人對掘進後路進行觀察：

　　1、巷道補強措施的采取，主要依據巷道變形量來確定。

　　2、補強措施應及時。

　　3、不宜采用加補錨杆、錨索的措施來補強。

　　4、二次補強的強度，必須大於一次支護的強度。

　　頂板事故原因分析

　　機具及材料

　　1、機具的工況、輸出扭矩必須定期檢測

　　2、使用規範的錨杆支護材料

　　頂板事故原因分析

　　頂板事故原因分析

　　錨杆托錨力的變化及二次緊固

　　1、上圖錨杆托錨力的變化，在其它礦區、淮北礦區的個別礦已經監測到。

　　2、錨杆安裝後，錨杆托錨力的變化，既有錨杆杆體發生彈性變形的因素，也有頂板應力重新分布的影響。

　　3、從近年煤錨巷道冒頂事故，多集中於迎頭向後20米左右的實際情況來看，也與錨杆安裝後托錨力的變化不無關係。

　　頂板事故原因分析

　　特殊地段的加固問題

　　1、頂板明顯變軟的裂隙發育帶、斷層附近(特別是斷層的下盤)、有淋水的地點、巷道頂板變形速度較大的地點，必須及時采取加固措施

　　2、采取加固措施的權力應放到施工班組，加固後向區隊、礦技術科彙報、確認

　　頂板事故原因分析

　　從曆次冒頂事故分析來看，冒頂區域均為錨杆錨固端以外、錨索錨固點以內;從來沒有發現冒頂時頂板錨杆被拉斷的現象，說明對於現有的巷道寬度、頂板條件而言，現行的錨杆強度有餘而錨固圈長度不足。現行的不可彎曲錨杆，受巷道幾何尺寸的限製，不可能很長。為擴大巷道錨固圈，有必要研製可彎曲的柔性錨杆。

　　錨杆支護設計

　　錨杆支護設計前，首先要做好地質力學評估工作。內容包括：現場地質條件調查，巷道圍岩力學性質測定，圍岩應力測定及短錨拉撥試驗等。以判斷其可錨性及支護難易程度，為圍岩分類提供一份全麵的地質力學資料。並對類似地質條件已掘巷道的支護狀況進行分析，有關地質資料、圖紙齊全

　　錨杆支護設計

　　煤錨支護設計過程應遵循巷道圍岩分類→初步設計→監測分析→優化設計的程序。做到圍岩分類準確、設計科學合理。

　　錨杆支護設計

　　要貫徹“動態設計”的思想，不能生搬硬套已有設計。根據具體地質條件的不同，同一礦井、同一煤層、同一巷道的不同區域、不同地段，可選擇不同的支護形式和參數。

　　錨杆支護設計

　　錨杆初步設計基本原則：

　　1、巷道應盡量采用矩形斷麵，在滿足通風、運輸、行人的前提下，巷道的設計高度和寬度還應預留適當的變形量。

　　2、必須選擇性能穩定、技術含量高、符合企業標準的錨杆及其它支護產品。

　　錨杆支護設計

　　支護設計方法可采用工程類比法、理論計算法或借助數值模擬等進行科學設計。采用工程類比法設計時，必須認真分析相似參考巷道的條件差異，並作相應的設計變更。

　　錨杆支護設計

　　錨杆支護設計內容應包括設計說明書和設計圖紙：

　　設計說明書內容：

　　1、巷道名稱、位置、用途、巷道規格參數;

　　2、地質條件說明及圍岩分類。巷道所處層位、煤層及頂底板岩性、類別、煤層硬度、周圍采掘情況、構造、水文及瓦斯情況等。

　　3、錨杆幾何參數(長度、直徑)、力學參數(強度)、錨杆、錨索、桁架布置參數(間排距、角度)及確定依據;

　　4、錨杆錨固參數(孔徑、錨固長度)及確定依據;

　　錨杆支護設計

　　5、錨杆預緊力矩(或預拉力)、設計錨固力;

　　6、護表構件(鋼帶、金屬網形式)形式、強度、規格;

　　7、基於錨杆支護初步設計基礎上的補強加固措施;

　　8、驗證初步設計的觀測與監測方案;

　　9、預計巷道受采動影響時可能出現的問題，以及應采取的相應措施;

　　設計圖紙包括：錨杆支護三視圖;臨時支護三視圖。

　　錨杆支護設計

　　對難維護複雜條件的支護設計，應體現提高支護強度和支護等級的思想。如大跨度、交岔點、軟弱破碎不穩定圍岩，應采用加長或全長錨固、錨帶索、桁架等聯合支護方式。

　　錨杆施工工藝

　　迎頭錨杆打眼安裝工要經專業培訓，專人操作。

　　錨杆施工工藝

　　錨杆施工要求嚴格執行“五不準”製度：

　　1、巷道斷麵不符合設計，危岩活石不處理，隱患問題未排除，班組長不準劃眼位。

　　2、班組長不劃眼位，打眼工不準打眼。

　　3、不按規定打眼或打眼不合格，不準安裝錨杆。

　　4、錨固劑質量不合格，不準使用。

　　5、錨杆杆體及其附件不符合規格、質量要求，不準使用。

　　錨杆施工工藝

　　采用鑽爆法施工時，錨杆支護巷道必須製定嚴格的控製爆破措施。煤巷要預留足夠的手工刷大部分，預留的手工刷大部分應根據煤層硬度等，在作業規程中明確規定，但一般不應小於500mm，以減少炮震破壞，保證巷道成型。

　　錨杆施工工藝

　　放炮(割煤)後要及時施工頂板錨杆。打眼、安裝頂板錨杆必須在臨時支護的掩護下進行。最前排頂板錨杆至煤(岩)壁的允許空頂距離不準超過設計規定的錨杆排距。

　　錨杆施工工藝

　　錨杆眼的角度和孔深。錨杆布置方向應盡量與巷道輪廓線(或岩層主要層理麵)垂直，其夾角不小於75°。錨杆眼深度必須與錨杆長度相匹配，眼深誤差0～+30mm並在作業規程中予以規定。

　　錨杆施工工藝

　　最下一排幫錨杆距底板不超過300mm，軟岩或高地壓巷道還應增補底腳錨杆、底板錨杆。煤錨巷道兩幫應平直，托盤、鋼帶、網要緊貼巷壁，網搭接壓茬長度不小於100 mm，未接觸部位必須楔緊墊實。

　　錨杆施工工藝

　　錨杆眼孔徑應與錨杆直經、樹脂藥卷直徑合理匹配。錨固劑的環形壁厚應控製在4～10mm。孔徑允許時，應盡量選用大直徑樹脂卷。 煤巷頂板宜采用φ28mm孔徑配φ25mm樹脂卷，兩邦宜采用φ28mm或φ32mm孔徑配φ25mm或φ28mm樹脂卷。

　　錨杆施工工藝

　　安裝前所有錨杆眼都要用壓風掃孔，清除積水、岩渣。並對使用的錨杆和錨固劑等材料進行檢查，不合格的材料或過期變質的錨固劑嚴禁使用。

　　錨杆施工工藝

　　錨杆安裝要牢固樹立“初錨力第一”的觀念。

　　必須使用錨杆鑽機或其它專用錨杆安裝機具，使樹脂錨固劑充分攪拌混合。並使用快速安裝工藝，即攪拌樹脂錨固劑、上托盤、擰緊螺母一次完成。嚴禁用錘擊或風錘攪拌的方法安裝錨杆。

　　煤巷頂板錨杆及岩巷錨杆螺母擰緊力矩不小於300N.m ，錨固力不小於80 kN。煤巷幫錨杆的螺母擰緊力矩不小於200N.m ，錨固力不小於60 kN。小孔徑預應力錨索錨固力不小於200kN。

　　錨杆施工工藝

　　小孔徑預應力錨索支護應采用快速、中速兩種樹脂錨固劑，先裝快速，後裝中速。樹脂錨固劑用鋼鉸線送至孔底後邊攪拌邊推進，攪拌20～30秒停轉，等待2分鍾後再落下鑽機。樹脂錨固劑凝固1小時後，方可進行張拉預緊上托盤工作，預緊力一般不小於100kN。外露過長的鋼鉸線要及時剪斷。

　　施工注意事項

　　成孔質量包括三個方麵

　　(1)孔直度要高，即接換鑽杆時，應確保鑽機位置不動，保持一條中心線;

　　(2)孔深應準確，即要求采用與錨杆等長的鑽杆完成鑽孔，誤差不能大於2cm;

　　(3)孔壁要清潔，鑽孔完成後，應反複衝刷直至孔內出清水，不留煤岩粉。

　　施工注意事項

　　保證錨杆具有較高的初錨力

　　(1)攪拌及時，勻速攪拌至孔底，並保證整個攪拌時間達到30s;

　　(2)等待充分，確保50s後樹脂凝固一次上緊;

　　(3)掉頂處應及時采用各種規格的木楔調節，木楔位置必須放置在鋼帶和金屬網之間，使金屬網緊貼岩麵;

　　(4)采用錨杆鑽機檢查螺母扭緊程度時，單體錨杆鑽機不能繼續轉動;

　　(5)必須有專人對錨杆進行二次加扭，使錨杆的預緊力達到設計要求。

　　施工注意事項

　　錨杆安裝合格應有以下幾個標誌

　　(1)絲扣外露≤40mm，確保錨杆上緊時，仍留有絲扣;

　　(2)塑料減摩墊圈嚴重變形或擠出;

　　(3)網應封閉頂幫岩煤體，金屬網搭接長度為100mm，接扣間距≤50mm。

　　施工注意事項

　　錨索(梁)安裝時注意事項

　　(1)錨索鑽孔的施工

　　①錨索鑽孔施工的過程中，必須保證三徑(鑽孔直徑、錨索直徑、藥卷直徑)合理匹配;

　　②孔深要適當，不得過深或過淺，保證鋼絞線外露150~350mm;

　　③鑽頭直徑為Ф27mm，鑽孔要直，施工過程中盡量不要晃動鑽機，防止將鑽孔擴張。

　　施工注意事項

　　(2)安裝藥卷、錨索及攪拌時間

　　①錨索鑽孔施工完畢後，立即安裝藥卷，1節K2550藥卷加3節(或4節)Z2550藥卷;

　　②樹脂藥卷安裝後，推進鋼絞線擠壓樹脂入孔底，再攪拌20~30s，保證鋼絞線深入孔底;

　　③錨索錨固效果差時，可在錨索錨固段用一些細鐵絲做成毛刺，成“∝”型，同時在錨固段底部加擋環，輔以攪拌藥卷，保證藥卷的攪拌均勻到位。

　　錨杆支護新工藝

　　謝謝大家