巷道錨桿支護技術

1、巷道錨桿支護技術巷道錨桿支護技術巷道錨桿支護技術巷道錨桿支護技術王亞杰王亞杰(博士博士)捷馬公司美國總部副總裁捷馬公司美國總部副總裁捷馬捷馬(濟寧濟寧)礦山支護產品有限公司總經(jīng)理礦山支護產品有限公司總經(jīng)理目錄目錄1.支護現(xiàn)狀支護現(xiàn)狀2.支護設計支護設計-巷道整體耦合讓均壓支護理念巷道整體耦合讓均壓支護理念3.支護產品類型，設計，制造和產品質量支護產品類型，設計，制造和產品質量4. 現(xiàn)場安裝，檢測和質量保證現(xiàn)場安裝，檢測和質量保證錨網(wǎng)支護理論和實踐現(xiàn)狀錨網(wǎng)支護理論和實踐現(xiàn)狀v錨網(wǎng)支護理念錨網(wǎng)支護理念組合梁組合梁平衡拱平衡拱松散破碎圈松散破碎圈摩爾摩爾-庫倫加固理論：粘結力，內摩擦角，改變應力狀態(tài)

2、（庫倫加固理論：粘結力，內摩擦角，改變應力狀態(tài)（2-3）v應用和存在的問題應用和存在的問題只注重錨桿長度只注重錨桿長度強度問題強度問題安裝載荷幾乎被忽略安裝載荷幾乎被忽略圍巖變形和錨桿錨索變形耦合匹配問題圍巖變形和錨桿錨索變形耦合匹配問題錨桿錨索耦合變形匹配問題錨桿錨索耦合變形匹配問題沖擊破壞：動壓問題沖擊破壞：動壓問題錨網(wǎng)支護理論和實踐現(xiàn)狀錨網(wǎng)支護理論和實踐現(xiàn)狀v錨網(wǎng)（索）支護設計四維工況點錨網(wǎng)（索）支護設計四維工況點支護強度支護強度錨桿（索）延伸率錨桿（索）延伸率錨桿（索）長度錨桿（索）長度錨桿（索）安裝載荷錨桿（索）安裝載荷v產品設計配套產品設計配套表面支表面支-配套托盤配套托盤表面護表

3、面護-網(wǎng)，護頂（幫）帶，鋼筋梯等網(wǎng)，護頂（幫）帶，鋼筋梯等螺母螺母鉆孔鉆孔錨固劑錨固劑v施工工藝配套施工工藝配套工藝過程：打孔，裝錨固劑，工藝過程：打孔，裝錨固劑，裝錨桿，攪拌樹脂，上緊螺母裝錨桿，攪拌樹脂，上緊螺母。v錨網(wǎng)（鎖）施工要素錨網(wǎng)（鎖）施工要素安裝載荷安裝載荷拉拔力拉拔力錨網(wǎng)支護理論和實踐現(xiàn)狀錨網(wǎng)支護理論和實踐現(xiàn)狀v深井，高應力和軟巖深井，高應力和軟巖采深大采深大動壓影響動壓影響-動應力動應力煤層具有沖擊性煤層具有沖擊性-沖擊載荷沖擊載荷順槽煤柱設計順槽煤柱設計-兩巷同掘沿空留巷，兩巷分掘沿空掘巷兩巷同掘沿空留巷，兩巷分掘沿空掘巷v問題問題巷道支護效果差，圍巖變形量大，圍巖變形呈流

4、變狀態(tài)。錨桿從安巷道支護效果差，圍巖變形量大，圍巖變形呈流變狀態(tài)。錨桿從安裝到巷道變形破壞受力小，無破斷現(xiàn)象，錨桿隨圍巖變形而整體外裝到巷道變形破壞受力小，無破斷現(xiàn)象，錨桿隨圍巖變形而整體外移。需要經(jīng)過多次翻修，嚴重時返修后采取注漿措施和重新架設金移。需要經(jīng)過多次翻修，嚴重時返修后采取注漿措施和重新架設金屬屬U-型鋼棚子。型鋼棚子。U-型鋼從型鋼從U-29加大到加大到U-36，但仍然很難支護住頂板。，但仍然很難支護住頂板。圍巖變形破壞嚴重，支護產品受力大，破斷嚴重。需要補打大量錨圍巖變形破壞嚴重，支護產品受力大，破斷嚴重。需要補打大量錨桿進行巷道維修。桿進行巷道維修。錨索大量破斷導致圍巖破壞嚴

5、重，變形量大，甚至冒頂。錨索大量破斷導致圍巖破壞嚴重，變形量大，甚至冒頂。沖擊破壞：在有沖擊地壓的礦井，瞬時沖擊導致支護系統(tǒng)破壞造成沖擊破壞：在有沖擊地壓的礦井，瞬時沖擊導致支護系統(tǒng)破壞造成圍巖處于無支護狀態(tài)，圍巖發(fā)生整體位移甚至冒頂。圍巖處于無支護狀態(tài)，圍巖發(fā)生整體位移甚至冒頂。支護現(xiàn)狀支護現(xiàn)狀v支護理念支護理念二次支護：二次支護：提高支護強度提高支護強度-剛性支護剛性支護v錨桿的直徑：錨桿的直徑：20mm-25mm,v鋼材：鋼材：235Mpa-600Mpa。v單根錨桿的承載能力：單根錨桿的承載能力：40噸。噸。v錨索的直徑：錨索的直徑：15mm-25mm. v錨索承載能力：錨索承載能力：2

6、7噸噸-60噸。噸。v每米巷道的支護強度：超過每米巷道的支護強度：超過400噸噸. 整體耦合讓均壓支護理念整體耦合讓均壓支護理念深井巷道整體耦合高位讓均壓理念深井巷道整體耦合高位讓均壓理念v耦合高位讓壓概念耦合高位讓壓概念v整體耦合高位讓均壓設計理念整體耦合高位讓均壓設計理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v耦合高位讓均壓概念耦合高位讓均壓概念定義：定義：在保證圍巖穩(wěn)定的前提下，采用高安裝應力控制圍巖早期變形在保證圍巖穩(wěn)定的前提下，采用高安裝應力控制圍巖早期變形的離層。高位控制讓壓允許圍巖有一定變形達到支護體和圍巖的

7、離層。高位控制讓壓允許圍巖有一定變形達到支護體和圍巖間應力耦合，變形耦合。從而實現(xiàn)用較小的支護強度取得較好間應力耦合，變形耦合。從而實現(xiàn)用較小的支護強度取得較好的支護效果。的支護效果。耦合高位讓均壓基本點：耦合高位讓均壓基本點：v安裝載荷安裝載荷 v圍巖應力圍巖應力-支護體載荷耦合支護體載荷耦合v圍巖變形圍巖變形-支護體變形能力耦合支護體變形能力耦合v支護范圍支護范圍-錨桿（索）長度錨桿（索）長度深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓設計理念整體耦合讓均壓設計理念整體耦合讓均壓定義：整體耦合讓均壓定義：個體支護體和圍巖間的耦合（讓個體支護體和圍巖間的耦合（讓壓），

8、支護體和支護體之間的耦合（均壓）壓），支護體和支護體之間的耦合（均壓） 整體耦合讓均壓內容整體耦合讓均壓內容v錨桿系統(tǒng)和圍巖耦合錨桿系統(tǒng)和圍巖耦合v錨索系統(tǒng)和圍巖耦合錨索系統(tǒng)和圍巖耦合v錨桿間的耦合均壓錨桿間的耦合均壓v錨桿（索）長度錨桿（索）長度v錨桿和錨索的耦合均壓分配錨桿和錨索的耦合均壓分配延伸率：錨桿的延伸率遠大于錨索的延伸率延伸率：錨桿的延伸率遠大于錨索的延伸率承載能力：錨桿的承載能力遠小于錨索的承載能力承載能力：錨桿的承載能力遠小于錨索的承載能力支護范圍：錨索長度一般來說大于錨桿長度。支護范圍：錨索長度一般來說大于錨桿長度。深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體

9、耦合讓均壓四維工況點整體耦合讓均壓四維工況點四維工況點：四維工況點：支護強度，錨桿（索）延伸率，錨桿支護強度，錨桿（索）延伸率，錨桿（索）長度，錨桿（索）安裝載荷（索）長度，錨桿（索）安裝載荷動態(tài)四維工況點動態(tài)四維工況點最大四維工況點最大四維工況點深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法安裝載荷安裝載荷v作用作用壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶防止頂板離層防止頂板離層減少消除拉應力區(qū)減少消除拉應力區(qū)保證錨桿的設計性能保證錨桿的設計性能加固梁（拱）效應加固梁（拱）效應v大小和范圍大小和范圍巖石巷道巖石巷

10、道4噸噸全煤巷道全煤巷道4-8噸噸深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法最小支護強度（應力載荷耦合）和最小延伸最小支護強度（應力載荷耦合）和最小延伸長度（變形耦合）長度（變形耦合）v耦合工況點耦合工況點支護體和圍巖間的耦合支護體和圍巖間的耦合v目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題v耦合讓均壓錨桿耦合讓均壓錨桿050100150200250300350400450500050100150200250300頂板位移(mm)支護強度(t/m)圍巖應力和變形特性曲線錨桿支護系統(tǒng)的特性曲線ABC深井巷道整體耦

11、合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念050100150200250300350400450500050100150200250300頂板位移(mm)支護強度(t/m)圍巖應力和變形特性曲線ABC普通高強高強讓壓均壓工況點深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法最小支護強度（應力載荷耦合）和最小延伸最小支護強度（應力載荷耦合）和最小延伸長度（變形耦合）長度（變形耦合）v耦合工況點耦合工況點支護體和圍巖間的耦合支護體和圍巖間的耦合v目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題目前錨桿的工作

12、狀態(tài)和存在的問題v耦合讓均壓錨桿耦合讓均壓錨桿耦合讓壓元件的參數(shù)和確定耦合讓壓元件的參數(shù)和確定v耦合讓均壓點耦合讓均壓點v最大耦合讓均壓讓壓距離最大耦合讓均壓讓壓距離v耦合讓均壓穩(wěn)定性耦合讓均壓穩(wěn)定性深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念050100150200250300350400450500050100150200250300頂板位移(mm)支護強度(t/m)圍巖應力和變形特性曲線ABC普通高強高強讓壓均壓工況點深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法最

13、小支護強度（應力載荷耦合）和最小延伸最小支護強度（應力載荷耦合）和最小延伸長度（變形耦合）長度（變形耦合）v耦合工況點耦合工況點支護體和圍巖間的耦合支護體和圍巖間的耦合v目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題目前錨桿的工作狀態(tài)和存在的問題v耦合讓均壓錨桿耦合讓均壓錨桿耦合讓壓元件的參數(shù)和確定耦合讓壓元件的參數(shù)和確定v耦合讓均壓點耦合讓均壓點v最大耦合讓均壓讓壓距離最大耦合讓均壓讓壓距離v耦合讓均壓穩(wěn)定性耦合讓均壓穩(wěn)定性支護體間的耦合支護體間的耦合深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法支護體間的耦合支護體間的耦合v錨桿間耦合均壓錨桿

14、間耦合均壓v錨桿錨桿-錨索間耦合均壓錨索間耦合均壓深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法支護體間的耦合支護體間的耦合v錨桿間耦合均壓錨桿間耦合均壓v錨桿錨桿-錨索間耦合均壓錨索間耦合均壓實驗室拉拔實驗室拉拔現(xiàn)場實際應用出現(xiàn)的情況現(xiàn)場實際應用出現(xiàn)的情況深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體

15、耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法支護體間的耦合支護體間的耦合v錨桿間耦合均壓錨桿間耦合均壓v錨桿錨桿-錨索間耦合均壓錨索間耦合均壓實驗室拉拔實驗室拉拔現(xiàn)場實際應用出現(xiàn)的情況現(xiàn)場實際應用出現(xiàn)的情況耦合讓均壓錨索耦合讓均壓錨索-錨桿錨索耦合錨桿錨索耦合深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法深井巷道整體耦合讓均壓理念深井巷道整體耦合讓均壓理念v整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整體耦合讓均壓參數(shù)和確定方法整

16、體耦合讓均壓支護技術的實踐整體耦合讓均壓支護技術的實踐v安裝載荷安裝載荷v作用作用壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶防止頂板離層防止頂板離層減少消除拉應力區(qū)減少消除拉應力區(qū)加固梁（拱）效應加固梁（拱）效應v大小和范圍大小和范圍巖石巷道巖石巷道4噸噸全煤巷道全煤巷道4-8噸噸v實現(xiàn)實現(xiàn)v檢測檢測整體耦合讓均壓支護技術的實踐整體耦合讓均壓支護技術的實踐v安裝載荷安裝載荷v作用作用壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶壓實浮巖，浮煤，金屬網(wǎng)，鋼帶防止頂板離層防止頂板離層減少消除拉應力區(qū)減少消除拉應力區(qū)加固梁（拱）效應加固梁（拱）效應v大小和范圍大小和范圍巖石巷道巖石巷道4噸噸全煤巷道全煤

17、巷道4-8噸噸v實現(xiàn)實現(xiàn)v檢測檢測綜合耦合讓均壓支護技術的實踐綜合耦合讓均壓支護技術的實踐v表面支護表面支護 綜合耦合讓均壓支護技術的實踐綜合耦合讓均壓支護技術的實踐v產品配套和質量產品配套和質量 綜合耦合讓均壓支護技術的實踐綜合耦合讓均壓支護技術的實踐v讓均壓耦合裝置和參數(shù)讓均壓耦合裝置和參數(shù)設計質量穩(wěn)定性 綜合耦合讓均壓支護技術的實踐綜合耦合讓均壓支護技術的實踐v沖擊地壓控制沖擊地壓控制讓壓距離靈敏度相應設計和產品 綜合耦合讓均壓支護技術的實踐綜合耦合讓均壓支護技術的實踐測站離面距離（m）測點動壓跳躍離層量（測點動壓跳躍離層量（mm）#5#6#7#9#10#11平均0-1015095120

18、91*108112.810-200350006416.520-3029500381002130-40024000*44071151000*19.2總跳躍離層250219130129*172180總離層250303161233*312251.8總跳躍離層/總離層100%72%80%55%*55%71.5%備注*是指沒觀測數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)沒意思綜合耦合讓均壓支護技術的實踐綜合耦合讓均壓支護技術的實踐v沖擊地壓控制沖擊地壓控制讓壓距離靈敏度相應設計和產品v讓壓點v強度v鋼材 支護產品類型，設計，制造和產品質量支護產品類型，設計，制造和產品質量v支護產品類型支護產品類型v整體耦合讓均壓載荷顯示錨桿（鎖）整體耦合讓均壓載荷顯示錨桿（鎖）v載荷顯示錨桿載荷顯示錨桿v鳥窩錨索鳥窩錨索v阻尼螺母阻尼螺母v蛇形錨桿蛇形錨桿v支護產品設計