錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐培訓(xùn)課件

1、錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐1995年時國內(nèi)外狀況澳、美、英錨桿支護(hù)比重已達(dá)90%以上，德、俄、波正在大力發(fā)展，比重在50%以上；我國為15.15%（低水平）。1 錨桿支護(hù)發(fā)展2錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐1995年時國內(nèi)外狀況澳、美、英錨桿支護(hù)比重已達(dá)90%以上，世界上最早使用錨桿并以錨桿作為唯一的煤礦頂板支護(hù)方式的國家。美國最早開創(chuàng)性地使用錨桿可以追溯到本世紀(jì)30年代初，1943年開始有計(jì)劃有系統(tǒng)地使用錨桿。1947年在原美國礦務(wù)局研究中心旨在減少頂板事故的努力下錨桿受到普遍歡迎。在不到2年的時間內(nèi)，錨桿在采礦工業(yè)中得到普及。國外美國3錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐世界上最早使用錨桿并以

2、錨桿作為唯一的煤礦頂板支護(hù)方式的國家。60年代末發(fā)明樹脂錨固劑，錨桿使用的相當(dāng)一部分比例都是以樹脂錨固劑全長膠結(jié)的形式。在70年代末，美國首次將漲殼式錨頭與樹脂錨固劑聯(lián)合使用，使得錨桿具有很高的預(yù)拉力，錨桿的高預(yù)拉力可以達(dá)到桿體本身強(qiáng)度的50%75%。4錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐60年代末發(fā)明樹脂錨固劑，錨桿使用的相當(dāng)一部分比例都是以樹脂美國錨桿技術(shù)精髓 “兩高一大”高強(qiáng)度高預(yù)拉力大排間距支護(hù)領(lǐng)域的專業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。錨桿設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)一體化。錨桿等支護(hù)產(chǎn)品精細(xì)加工，而非材料消耗、廢品利用 支護(hù)手段多樣化、多系列，以適應(yīng)各種不同的條件。 高新技術(shù)用于錨桿設(shè)計(jì)。美國的成功經(jīng)驗(yàn)5錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐美

3、國錨桿技術(shù)精髓 “兩高一大”高強(qiáng)度支護(hù)領(lǐng)域的專業(yè)化、產(chǎn)業(yè)1952年大規(guī)模使用機(jī)械式端部錨固錨桿（楔縫式、倒楔式、漲殼式），錨固力變化大、支護(hù)剛度小、可靠性差。但最終證明英國較軟弱的煤系地層不適宜用機(jī)械式錨桿。到60年代中期，英國逐漸開始不使用錨桿支護(hù)技術(shù)。1987年，由于煤礦虧損，煤礦私有化。英國煤炭公司參觀澳大利亞煤礦，引進(jìn)澳大利亞錨桿技術(shù)，在全行業(yè)重新推廣錨桿支護(hù)，煤礦開始盈利。英國6錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐1952年大規(guī)模使用機(jī)械式端部錨固錨桿（楔縫式、倒楔式、漲殼主要推廣全長樹脂錨固錨桿，強(qiáng)調(diào)錨桿強(qiáng)度要高。其錨桿設(shè)計(jì)方法是將地質(zhì)調(diào)研、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測、信息反饋等相互關(guān)聯(lián)、相互制約的各個部

4、分作為一個系統(tǒng)工程進(jìn)行考察，使它們形成一個有機(jī)的整體，形成了錨桿支護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。澳大利亞7錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐主要推廣全長樹脂錨固錨桿，強(qiáng)調(diào)錨桿強(qiáng)度要高。澳大利亞7錨桿支自1932年發(fā)明型鋼支架以來，主要采用型鋼支架支護(hù)巷道，支護(hù)比重達(dá)到90%以上。自80年代以來，由于采深加大，型鋼支架支護(hù)費(fèi)用高，巷道維護(hù)日益困難，開始使用錨桿支護(hù)。80年代初期，錨桿支護(hù)在魯爾礦區(qū)試驗(yàn)成功。德國8錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐自1932年發(fā)明型鋼支架以來，主要采用型鋼支架支護(hù)巷道，采用高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度材料制造錨桿，加工精細(xì)，將錨桿作為產(chǎn)品、實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化、商品化，而不是簡單的支護(hù)材料，并形成適用于不同條件的系列化

5、產(chǎn)品。形成一整套比較科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，以巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)評估及井下實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)最大水平應(yīng)力在巷道布置與支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。國外錨桿支護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀成功經(jīng)驗(yàn)9錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐采用高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度材料制造錨桿，加工精細(xì)，將錨桿作為產(chǎn)品、采用可靠的監(jiān)測手段，大力推廣應(yīng)用頂板光纖窺視儀、頂板離層指示儀、圍巖深部多點(diǎn)位移計(jì)、測力錨桿等監(jiān)測儀器。堅(jiān)持科學(xué)管理，嚴(yán)格質(zhì)量監(jiān)測，形成了從理論到實(shí)踐的完善的錨桿支護(hù)技術(shù)體系。有比較可靠的配套機(jī)具，采用掘錨一體化聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)或性能良好的單體錨桿鉆機(jī)，滿足施工要求，并能實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。10錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐采用可靠的監(jiān)測手段，大力推廣應(yīng)用頂板光纖窺視儀、頂

6、板離層指示國內(nèi)支護(hù)發(fā)展 2個階段：以1995年引進(jìn)澳大利亞錨桿支護(hù)技術(shù)為分界點(diǎn)。（之前機(jī)械錨固、鋼絲繩砂漿錨桿以及開發(fā)研制的快硬水泥錨桿；之后高強(qiáng)度樹脂錨固錨桿） 錨桿支護(hù)理論、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法、施工機(jī)具、小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)、錨桿孔徑、錨固劑及錨固方式、監(jiān)測技術(shù)等均發(fā)生了變化。美國、澳大利亞接近100%，英國80%，美國錨桿支護(hù)為巷道頂板的唯一支護(hù)方式。我國1995年時約15.15%，目前約50%。 11錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐國內(nèi)支護(hù)發(fā)展 2個階段：以1995年引進(jìn)澳大利亞錨桿 錨桿支護(hù)使用范圍 、類全面推廣，、類得到推廣應(yīng)用綜放沿空掘巷錨桿支護(hù)軟弱、破碎煤巷錨桿支護(hù)三軟煤巷錨桿支護(hù)深井

7、煤巷錨桿支護(hù)12錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐 錨桿支護(hù)使用范圍 、錨桿支護(hù)效果 錨桿支護(hù)與架棚支護(hù)相比，其優(yōu)越性表現(xiàn)在： 屬于主動支護(hù) 將巷道圍巖變成承載體 對巷道不規(guī)則斷面適應(yīng)性強(qiáng)巷道圍巖變形量顯著減小，安全生產(chǎn)得到保證，大幅度減少 了冒頂、瓦斯、火災(zāi)事故簡化巷道布置，減少巖石工程實(shí)現(xiàn)沿空掘巷，提高煤炭資源采出率，延長礦井壽命 錨桿支護(hù)具有巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是我國煤炭行業(yè)繼綜合機(jī)械化之后的第二次支護(hù)技術(shù)革命13錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐錨桿支護(hù)效果13錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐拱型可縮性支架破壞木支架嚴(yán)重?fù)p壞支架破壞實(shí)況架棚巷道變形和支架損壞情況14錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐拱型可縮性支架破壞木支

8、架嚴(yán)重?fù)p壞支架破壞實(shí)況架棚巷道變形和支沿空掘巷維護(hù)狀況15錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐沿空掘巷維護(hù)狀況15錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐錨桿支護(hù)巷道維護(hù)狀況16錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐錨桿支護(hù)巷道維護(hù)狀況16錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐2 錨桿支護(hù)理論17錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐2 錨桿支護(hù)理論17錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（1）懸吊理論機(jī)理：將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在穩(wěn)定巖層上，以避免較軟弱巖層的破壞、失穩(wěn)和塌落，錨桿所受的拉力來自被懸吊的巖層重量。缺點(diǎn)：沒有考慮圍巖的自承能力，而且將被錨固體與原巖體分開。18錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（1）懸吊理論18錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（1）懸吊理論適用條件：錨桿可以錨固到頂板堅(jiān)硬穩(wěn)

9、定巖層19錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（1）懸吊理論19錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（2）組合梁理論機(jī)理：將錨固范圍內(nèi)的巖層擠緊，增加巖層間的摩擦力，防止巖石沿層面滑動，避免各巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象，提高其自撐能力。將幾層薄巖層鎖緊成一個較厚的巖層（組合梁）。在上覆巖層載荷的作用下，這種組合厚巖層內(nèi)的最大彎曲應(yīng)變和應(yīng)力都將大大減小，組合梁的撓度亦減小。缺點(diǎn)：將錨桿作用與圍巖的自穩(wěn)作用分開；在頂板較破碎、連續(xù)性受到破壞時，難以形成組合梁。適用條件：層狀地層頂板在相當(dāng)距離內(nèi)不存在穩(wěn)定巖層，懸吊作用處于次要地位。20錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（2）組合梁理論機(jī)理：將錨固范圍內(nèi)的巖層擠緊，增加巖層間的摩（3）組合拱理論機(jī)理

10、：在破碎區(qū)安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時，在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應(yīng)力，如果沿巷道周邊布置錨桿群，只要鋪桿間距足夠小，各個錨桿形成的壓應(yīng)力圓錐體將相互交錯，在巖體中形成一個均勻的壓縮帶，即承壓拱，這個承壓拱可以承受其上部破碎巖石施加的徑向荷載。在承壓拱內(nèi)的巖石徑向及切向均受壓，處于三向應(yīng)力狀態(tài)，其圍巖強(qiáng)度得到提高，支撐能力也相應(yīng)加大。缺點(diǎn)：一般不能作為準(zhǔn)確的定量設(shè)計(jì)。適用條件：頂板無穩(wěn)定巖層21錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（3）組合拱理論機(jī)理：在破碎區(qū)安裝預(yù)應(yīng)力錨桿時，在桿體兩端將（4）最大水平應(yīng)力理論機(jī)理：礦井巖層的水平應(yīng)力通常大于垂直應(yīng)力，水平應(yīng)力具有明顯的方向性。在最大水平應(yīng)力作用下，頂?shù)装鍘r層易于發(fā)

11、生剪切破壞，出現(xiàn)錯動與松動而膨脹造成圍巖變形，錨桿的作用即是約束其沿軸向巖層膨脹和垂直于軸向的巖層剪切錯動。22錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（4）最大水平應(yīng)力理論機(jī)理：礦井巖層的水平應(yīng)力通常大于垂直應(yīng)（4）最大水平應(yīng)力理論23錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（4）最大水平應(yīng)力理論23錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐圍巖與支護(hù)強(qiáng)度的關(guān)系隨支護(hù)強(qiáng)度增加，圍巖的極限強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度提高，圍巖殘余強(qiáng)度提高到一定程度就能保持巷道穩(wěn)定。（5）錨桿支護(hù)圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論24錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐圍巖與支護(hù)強(qiáng)度的關(guān)系隨支護(hù)強(qiáng)度增加，圍巖的極限強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度（5）錨桿支護(hù)強(qiáng)度強(qiáng)化理論 錨桿與圍巖相互作用，形成錨桿圍巖的共同承載結(jié)構(gòu)，改善錨固

12、體力學(xué)性能，提高錨固體峰值強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度，特別是殘余強(qiáng)度的提高，有效提高圍巖的自承能力，控制圍巖塑性區(qū)、破碎區(qū)發(fā)展，促使巷道圍巖由不穩(wěn)定狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變。 25錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（5）錨桿支護(hù)強(qiáng)度強(qiáng)化理論 錨桿與圍巖相互作用，形成錨桿 錨固體C、C*、* 隨錨桿支護(hù)強(qiáng)度t的增加而提高。不同錨桿支護(hù)強(qiáng)度下錨固體破壞前的C、 值 錨桿支護(hù)強(qiáng)度 t / MPa00.060.080.110.140.170.22等效內(nèi)聚力C / MPa0.34660.35680.36260.36770.38280.37730.3869等效內(nèi)摩擦角 / 31.5131.5333.5135.5737.1438.840

13、.4不同錨桿支護(hù)強(qiáng)度下錨固體破壞后的C*、* 值錨桿支護(hù)強(qiáng)度t / MPa00.060.080.110.140.170.22等效內(nèi)聚力C* / MPa0.01680.01820.01830.01840.01860.01940.021等效內(nèi)摩擦角 */ 31.5131.5333.5135.5737.1438.840.426錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐 錨固體C、C*、* 隨錨桿支護(hù)強(qiáng)度t的增加而提圖 錨固體應(yīng)力應(yīng)變曲線圖注：曲線上數(shù)字為錨桿支護(hù)強(qiáng)度t（MPa） 錨固體強(qiáng)度隨錨桿支護(hù)強(qiáng)度t 的提高而得到強(qiáng)化，達(dá)到一定程度就可保持圍巖穩(wěn)定。錨固體 1、1*的表達(dá)式：式中： 1 錨固體極限強(qiáng)度，MPa， 1

14、*錨固體殘余強(qiáng)度，MPa。 t 錨桿支護(hù)強(qiáng)度，MPa 提高支護(hù)強(qiáng)度t ，可使C、C*、* 提高；它們的提高，使1、1*顯著增強(qiáng)。 發(fā)展高（超高）強(qiáng)度錨桿，提高支護(hù)強(qiáng)度t 、圍巖更加穩(wěn)定。27錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐圖 錨固體應(yīng)力應(yīng)變曲線圖 錨固體強(qiáng)度隨錨桿支護(hù)強(qiáng)3 錨桿支護(hù)體系28錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐3 錨桿支護(hù)體系28錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐3.1 錨桿的結(jié)構(gòu)類型1）鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿 鋼筋砂漿錨桿 鋼絲繩砂漿錨桿 鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿是全長錨固型錨桿。設(shè)計(jì)錨固為為3050KN。29錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐3.1 錨桿的結(jié)構(gòu)類型1）鋼筋或鋼絲繩砂漿錨桿 29錨桿支2）全屬倒楔式錨桿 由桿體、固

15、定楔、活動倒楔、墊板和螺帽組成，屬端頭錨固型，安裝后可立即承載，可回收。錨固力達(dá)40kN左右。常用于圍巖比較破碎，需要立即承載的地下工程。 30錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐2）全屬倒楔式錨桿30錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐3） 楔縫式錨桿 楔縫式錨桿結(jié)構(gòu)1-桿體 2-楔縫 3-絲扣 4-楔子 5-墊板 6-螺母31錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐3） 楔縫式錨桿 楔縫式錨桿結(jié)構(gòu)31錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐4） 脹殼式錨桿 脹殼式錨桿：靠錐形螺帽前移迫使脹殼向左右張開、楔嵌入孔壁。錨桿結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對圍巖能及時支護(hù)。錨固力一般為50100kN?？苫厥?。 桿體漲圈墊圈楔形螺母32錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐4） 脹殼式錨桿 脹殼

16、式錨桿：靠錐形螺帽前移迫使脹殼向左5 ）兩瓣漲圈式錨桿 33錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐5 ）兩瓣漲圈式錨桿 33錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐 用樹脂為粘結(jié)劑，在固化劑和加速劑的作用下，將錨桿的頭部粘結(jié)在錨桿孔內(nèi)。端頭錨固型樹脂錨桿是由樹脂藥包和桿體組成。 6）樹脂錨桿34錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐6）樹脂錨桿34錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐7 ）注漿錨桿 35錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐7 ）注漿錨桿 35錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐快硬水泥錨桿的桿體結(jié)構(gòu)與樹脂錨桿相同，是端頭錨固型錨桿。 8）快硬膨脹水泥錨桿36錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐快硬水泥錨桿的桿體結(jié)構(gòu)與樹脂錨桿相同，是端頭錨固 8）快硬膨 管縫式錨桿是采用高強(qiáng)度鋼板卷

17、壓成帶縱縫的管狀桿體外徑38.1，用鑿巖機(jī)強(qiáng)行壓入比桿徑小23mm的錨孔，為安裝方便，打入端略呈錐形。由于管壁彈性恢復(fù)力擠壓孔壁而產(chǎn)生錨固力，屬全長錨固型錨桿。 對地層橫向錯動，有良好適應(yīng)能力，鉆孔變彎曲，錨固得更牢。 9）管縫式錨桿37錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐9）管縫式錨桿37錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐 結(jié)構(gòu)可伸縮式錨桿。這種錨桿是對桿件、內(nèi)錨頭、外錨頭及托板等構(gòu)件采用特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)可伸縮的目的。 10）可伸縮式錨桿38錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐 10）可伸縮式錨桿38錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)（2）桿體可伸縮錨桿 用優(yōu)質(zhì)鋼材，并對材料進(jìn)行專門加工處理，可制成較大延伸率的錨桿桿體。39錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（

18、2）桿體可伸縮錨桿 39錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐11）其它錨桿水力膨脹式錨桿脹裂式速效預(yù)應(yīng)力錨桿玻璃鋼錨桿中空自鉆式錨桿 40錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐11）其它錨桿40錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐玻璃鋼錨桿水力膨脹錨桿將無縫鋼管軋制成雙層異形桿體，然后注入壓力2530MPa的高壓力水，使異形鋼管錨桿膨脹變形，緊緊地鑲嵌在錨孔的巖壁上。41錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐玻璃鋼錨桿水力膨脹錨桿將無縫鋼管軋制成雙層異形桿體，然后注入3.2 目前我國錨桿支護(hù)體系及要求（1）錨桿高強(qiáng)度、大直徑。破斷載荷一般在200 300kN以上，近年應(yīng)用破斷載荷400kN以上的錨桿。延伸率均大于15% 錨桿直徑2022mm穩(wěn)定性較高、

19、維護(hù)要求低、服務(wù)時間短的巷道可以采用Q235圓鋼制造。42錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐3.2 目前我國錨桿支護(hù)體系及要求42錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐采用左旋、無縱筋高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，等強(qiáng)（錨桿尾部螺紋部分采用墩粗或熱處理、滾絲）錨桿成套：桿體、托盤（鋼板軋制，厚度根據(jù)礦壓確定）、球形墊圈（鑄鋼）、減摩墊圈（1個聚氨酯、1個鋁合金）、螺母（高強(qiáng)度、快速安裝螺帽）43錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐采用左旋、無縱筋高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿，等強(qiáng)（錨桿尾部螺紋部分采用 （2）錨固劑及錨固方式錨固劑：樹脂藥卷，一般采用凝結(jié)速度為超快與中速的樹脂藥卷配合。44錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐 （2）錨固劑及錨固方式44錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)

20、踐錨固方式全長錨固：錨桿中部受力最大；增阻速度快。具有較大的抗剪切能力。增加巖層間的法向力，阻止層間錯動，防止離層。在錨固范圍內(nèi)錨桿伸長1mm，可產(chǎn)生1020kN的錨固力，支護(hù)剛度大。端頭錨固：類。全長或加長錨固：類約束圍巖的徑向膨脹和橫向剪切45錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐錨固方式約束圍巖的徑向膨脹和橫向剪切45錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)使用藥卷長度一般CK2335、Z2360mm，復(fù)合頂板一般采用雙速2360和Z2360。46錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐使用藥卷長度一般CK2335、Z2360mm，復(fù)合頂板一般采（3）三徑匹配 鉆孔直徑比錨桿直徑大610mm 鉆孔直徑比樹脂藥卷大6mm左右一般鉆孔直徑29m

21、m，錨桿直徑20、22mm，樹脂藥卷直徑23mm。錨固力與鉆孔直徑、錨桿直徑的關(guān)系47錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（3）三徑匹配錨固力與鉆孔直徑、錨桿直徑的關(guān)系47錨桿支護(hù)理（4）網(wǎng)及鋼帶網(wǎng)：采用金屬網(wǎng)、塑料網(wǎng)。嚴(yán)禁將最前排錨桿螺帽松開或等待后壓網(wǎng)。鋼帶：鋼筋梯子梁、M型鋼帶、W型鋼帶等。要求鋼筋梯子梁采用高強(qiáng)度焊條焊接，防止開焊。鋼帶的厚度或鋼筋直徑根據(jù)礦壓確定。48錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（4）網(wǎng)及鋼帶48錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（5）施工機(jī)具機(jī)載錨桿鉆機(jī)鉆機(jī) 頂板：風(fēng)動錨桿鉆機(jī)、液壓鉆機(jī)、鑿巖機(jī) 兩幫：強(qiáng)力煤電鉆、幫錨桿鉆機(jī)鉆頭：合金鋼鉆頭、金剛石鉆頭鉆桿：B19、B22六方中空合金鋼鉆桿安裝器：

22、頂板錨桿采用錨桿鉆機(jī)，幫錨桿采用風(fēng)炮聯(lián)接器：快速聯(lián)接器聯(lián)接器快速安裝螺母49錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（5）施工機(jī)具聯(lián)接器快速安裝螺母49錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（5）施工機(jī)具頂板鉆機(jī)：風(fēng)動錨桿鉆機(jī)、液壓鉆機(jī)、鑿巖機(jī) 兩幫鉆機(jī)：強(qiáng)力煤電鉆、幫錨桿鉆機(jī)當(dāng)f8，優(yōu)先選用錨桿機(jī)；當(dāng)f 8時，宜選用鑿巖機(jī)。錨桿安裝：應(yīng)采用錨桿機(jī)，嚴(yán)禁采用鑿巖機(jī)。50錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（5）施工機(jī)具當(dāng)f8，優(yōu)先選用錨桿機(jī)；當(dāng)f 8時，宜選用鉆頭：合金鋼鉆頭、金剛石鉆頭在f6時，使用兩種鉆頭鉆速基本一致，而普通型鉆頭消耗費(fèi)用低，因此應(yīng)優(yōu)先選用普通型鉆頭；在6f 8時，使用金剛石鉆頭的鉆速提高4倍以上，而且費(fèi)用接近，因此應(yīng)優(yōu)

23、先選用金剛石鉆頭。51錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐鉆頭：合金鋼鉆頭、金剛石鉆頭在f6時，使用兩種鉆頭鉆速基本（6）小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù) 是一種主動加強(qiáng)支護(hù) 以錨桿支護(hù)為主，以錨索為輔 樹脂錨固端加粗，鉆孔與錨索直徑不匹配 錨固在穩(wěn)定煤巖層中均可以 高應(yīng)力巷道可以采用直徑18mm的錨索52錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（6）小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)52錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（7）桁架支護(hù)桁架改變頂板的應(yīng)力狀態(tài)，拉應(yīng)力將減小，甚至出現(xiàn)壓應(yīng)力；預(yù)緊力增加裂隙體間的摩擦作用，提高頂板穩(wěn)定性；提高頂板兩肩窩的抗剪切能力，防止剪切冒落。 53錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（7）桁架支護(hù)53錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐單式雙拉桿桁

24、架錨桿 1錨頭；2錨桿；3托架；4水平拉桿 54錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐單式雙拉桿桁架錨桿 54錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐復(fù)式桁架錨桿 1錨桿；2拉桿；3拉緊器；4墊木 55錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐復(fù)式桁架錨桿 55錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐交叉桁架錨桿 56錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐交叉桁架錨桿 56錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐4 錨桿支護(hù)巷道冒頂調(diào)查分析（參考賈明魁博士學(xué)位論文）57錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐4 錨桿支護(hù)巷道冒頂調(diào)查分析（參考賈明魁博士學(xué)位論文）574 錨桿支護(hù)巷道冒頂調(diào)查分析（參考賈明魁博士學(xué)位論文）18個礦區(qū)調(diào)研結(jié)果開灤、鐵法、大同、汾西、潞安、晉城、邢臺、平頂山、鶴壁、鄭州、徐州、淮南、淮北、

25、兗州、新汶、邯鄲、焦作、義馬等58錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐4 錨桿支護(hù)巷道冒頂調(diào)查分析（參考賈明魁博士學(xué)位論文）18（1）巖層組合劣化型 非穩(wěn)定巖層變厚超過錨桿（索）長度冒頂原因:直接頂板泥巖厚度由設(shè)計(jì)時的4.4m變?yōu)槊绊敃r的6.3m, 超過了設(shè)計(jì)的 錨索長度(5m)共發(fā)生48起，占總事故數(shù)的29.63%。59錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（1）巖層組合劣化型 非穩(wěn)定巖層變厚超過錨桿（索）長度59錨（1）巖層組合劣化型 穩(wěn)定巖層變薄冒頂原因:9與10煤層間設(shè)計(jì)時粉砂巖厚79m變?yōu)槊奥鋾r的4.06m。錨索錨在了煤層中,錨固能力大大降低.冒落長40m，寬6m，高6.5m.此類事故共發(fā)生19起，占總事故數(shù)的1

26、1.73%。60錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（1）巖層組合劣化型 穩(wěn)定巖層變薄60錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（1）巖層組合劣化型頂板一定范圍內(nèi)出現(xiàn)軟弱夾層此類事故共發(fā)生32起，占總事故數(shù)的19.75%。冒頂原因:直接頂板泥巖與基本頂砂巖間突然出現(xiàn)50mm厚的一層煤線。長9.4m，寬4.2m，高2.35m61錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（1）巖層組合劣化型頂板一定范圍內(nèi)出現(xiàn)軟弱夾層61錨桿支護(hù)理（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 頂板出現(xiàn)小斷層此類事故共發(fā)生15起，占總事故數(shù)的9.26 。62錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 頂板出現(xiàn)小斷層62錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 巷道附近出現(xiàn)隱含小斷層事故共發(fā)

27、生10起，占總事故數(shù)的6.17% 。63錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 巷道附近出現(xiàn)隱含小斷層63錨桿支護(hù)理論（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 節(jié)理發(fā)育褶曲構(gòu)造引起頂板局部變化，斜交節(jié)理發(fā)育，導(dǎo)致巷道頂板楔形冒落。長寬高為（2030）(2.83.2)（0.82.5）m此類事故共有7起，占總事故數(shù)的4.32 。64錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 節(jié)理發(fā)育64錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 圍巖出現(xiàn)鑲嵌型結(jié)構(gòu)共4起，占調(diào)查事故總數(shù)的2.5%65錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 圍巖出現(xiàn)鑲嵌型結(jié)構(gòu)65錨桿支護(hù)理論和工（3）應(yīng)力突變 因應(yīng)力突變導(dǎo)致冒頂事故共有10起，

28、占調(diào)查事故總數(shù)的6.2 （4）施工不良型 此類原因造成的頂板事故收集到3起 66錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐（3）應(yīng)力突變 66錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐CD型（巖層組合劣化型）CB1 型（錨固失效）-2起，1.23% CB2 型（不及時支護(hù)）-4起，2.47% CB3 型（偷工減料）-3起，1.85% CB型（施工不良型） CD1型（非穩(wěn)定巖層變厚） -48起，29.63% CD2型（穩(wěn)定巖層變薄 ）-19起，11.73% CD3型（錨固范圍外的巖層間出現(xiàn)軟弱夾層）-32起，19.75% CD4型（與水分有關(guān)） SF2.1型（顯現(xiàn)）-15起，9.26% SF2.2型（隱含）-10起，6.17% SF3

29、.1型（鍋底矸）-2起 SF3.2型（古槽）-1起 SF3.3型（陷落柱）-1起 SF1型（節(jié)理）-7起，4.32%SF2型（斷層）SF3型（鑲嵌型構(gòu)造）SF型（巖層結(jié)構(gòu)缺陷型） SC型（應(yīng)力突變型）SC1 型（原巖應(yīng)力）-4起，2.47% SC2 型（次生應(yīng)力）-6起，3.7% CD4.1型（地下水）-6起，CD4.2型（潮濕空氣）-2起，4.93% （107起，66.4%） （25起，15.43%）（4起，2.47% ）（36起，22.22% ）（10起，6.2% ）（9起，5.55% ）冒頂事故分類67錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐CD型（巖層組合劣化型）CB1 型（錨固失效）-2起，1.2多發(fā)

30、地點(diǎn)斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶層理裂隙發(fā)育的巖層中掘進(jìn)工作面無支護(hù)巷道過長68錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐多發(fā)地點(diǎn)斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶68錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐5 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法 可歸納為三大類，分別是工程類比法、理論計(jì)算法、以計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬為基礎(chǔ)的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。69錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐5 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法 可歸納為三大類，分別是 （1）工程類比法 是一種實(shí)用的方法，在我國錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)中占主導(dǎo)地位。 在已有的大量、成功實(shí)踐的基礎(chǔ)上，根據(jù)巷道的生產(chǎn)地質(zhì)條件確定支護(hù)參數(shù)。 主要有以回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類為基礎(chǔ)的工程類比法；巷道圍巖松動圈分類為基礎(chǔ)的工程類比法。 采用我國緩傾斜、傾斜煤層回采

31、巷道穩(wěn)定性分類方案，將巷道分為5類。制訂相應(yīng)的煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范。70錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐 （1）工程類比法70錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐第1條 頂板必須采用樹脂藥卷錨固、金屬錨桿支護(hù)。全長錨固或加長錨固應(yīng)采用左旋無縱筋螺紋鋼高強(qiáng)錨桿支護(hù)。頂板錨桿破壞性拉拔力不小于100kN，正常拉拔力不小于80kN?？肯锏纼蓭偷捻斿^桿，宜向煤幫傾斜1020度（與鉛垂線夾角），其它頂錨桿應(yīng)盡可能與巖層層面垂直。避免頂錨桿沿巖層層面布置。頂角錨桿傾斜的作用：使錨固端位于兩幫上方穩(wěn)定的區(qū)域，錨桿錨固力大；顯著減小兩頂角處的剪應(yīng)力；避免鉆孔誘導(dǎo)頂板破壞面的形成。71錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐頂角錨桿傾斜的作用：71錨桿

32、支護(hù)理論和工程實(shí)踐第2條 巷幫支護(hù)：兩幫必須支護(hù)。幫錨桿的普通拉拔力不小于60kN。第3條 錨索的預(yù)緊力不得小于100kN。第4條 對于復(fù)雜、困難地質(zhì)條件的錨桿支護(hù)巷道，應(yīng)優(yōu)先選擇小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索作加強(qiáng)支護(hù)。而類圍巖巷道在基本支護(hù)形式的基礎(chǔ)上，必須另加錨索加強(qiáng)支護(hù)。72錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐72錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐第5條 錨桿孔徑與錨桿桿體直徑之差宜在612mm范圍內(nèi)當(dāng)螺紋鋼錨桿直徑為2022mm時，鉆孔直徑2633mm，錨固力最大。因此，一般應(yīng)使用直徑28mm的鉆頭。 73錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐73錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐培訓(xùn)課件6 錨桿支護(hù)施工 （1）保證錨桿高預(yù)緊力

33、 錨桿預(yù)緊力的作用主動支護(hù)，拉應(yīng)力轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力或減小拉應(yīng)力，有效抑制巷道圍巖破裂區(qū)向深部發(fā)展，發(fā)揮圍巖的自身承載能力，提高穩(wěn)定性。 75錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐6 錨桿支護(hù)施工 （1）保證錨桿高預(yù)緊力75錨桿支護(hù)理預(yù)緊力的確定 ：采用現(xiàn)場實(shí)測與數(shù)值計(jì)算相耦合的方法確定錨桿預(yù)緊力的合理值 巷道變形量與預(yù)緊力的關(guān)系 76錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐預(yù)緊力的確定 ：采用現(xiàn)場實(shí)測與數(shù)值計(jì)算相耦合的方法確定錨桿預(yù)實(shí)現(xiàn)高預(yù)緊力大扭矩 ：大扭矩的錨桿鉆機(jī)、風(fēng)炮保證大扭矩，不小于200Nm。采用成套錨桿，主要指使用減摩墊圈（ 1個鋁合金墊圈、1個塑料墊圈）。錨桿螺紋加工精細(xì)，減小摩擦阻力。 建議不采用等強(qiáng)錨桿，頂板錨桿不得采用等強(qiáng)錨桿。77錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐實(shí)現(xiàn)高預(yù)緊力77錨桿支護(hù)理論和工程實(shí)踐預(yù)緊力的檢查采用扭力扳手固定專人負(fù)責(zé)上緊螺母當(dāng)班驗(yàn)收員