《柔性桿體錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范編制說明》

《柔性桿體錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范》編制說明

一、標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

錨固技術(shù)是礦山地下工程、巖土邊坡、橋隧基礎(chǔ)等領(lǐng)域的基本支護(hù)形式，應(yīng)用十分廣

泛。目前我國煤礦巷道每年掘進(jìn)距離達(dá)13000km，需約2.5億套錨桿（索）支護(hù)產(chǎn)品。

目前煤礦巷道面臨有兩大主要的共性問題，一是開采深度大導(dǎo)致的巷道支護(hù)困難問題，

二是掘進(jìn)速度慢導(dǎo)致的采掘失衡問題。隨著煤炭需求增加和淺部資源開發(fā)殆盡，煤礦開采

正以平均每年8~12m的速度向深部發(fā)展，預(yù)計(jì)未來20年內(nèi)絕大部分礦井將進(jìn)入到1000m深度。

隨著開采深度的增加，煤礦面臨著巷道變形嚴(yán)重、采場(chǎng)礦壓劇烈、動(dòng)力災(zāi)害頻發(fā)等突出難

題，具體表現(xiàn)為來壓強(qiáng)、變形快、圍巖破壞范圍大、頂板易失穩(wěn)垮冒，已成為制約深部開

采的瓶頸。面對(duì)深部巷道“三高一擾動(dòng)”的問題，對(duì)支護(hù)提出了很高的要求，如果支護(hù)手

段不合理，巷道維護(hù)效果將會(huì)非常不理想，嚴(yán)重影響礦井的安全高效生產(chǎn)。采掘失衡是指

采煤速度與掘進(jìn)速度不匹配，其主要原因在于掘進(jìn)速度慢，而掘進(jìn)過程中支護(hù)時(shí)間占到60%

以上。然而，受限于巷道的狹小空間，剛性錨桿長(zhǎng)度有限，其基礎(chǔ)錨固深度普遍為

2.4~2.8m，難以錨入到深部穩(wěn)定巖層中，造成基礎(chǔ)承載圈層薄弱，頂板垮冒事故頻發(fā)；為

達(dá)到支護(hù)要求通常配合錨索進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，錨索可以解決錨固深度小、強(qiáng)度小的問題，但

錨索安裝施工過程相對(duì)復(fù)雜，施工效率低，若使用全錨索支護(hù)往往出現(xiàn)掘進(jìn)速度偏慢的問

題，造成礦井采掘失衡現(xiàn)象普遍存在。

針對(duì)現(xiàn)有問題制定柔性桿體錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范，提出新型支護(hù)產(chǎn)品，旨在達(dá)到支護(hù)強(qiáng)

度和長(zhǎng)度的同時(shí)不受制于巷道高度，在滿足錨固深度的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)快速安裝施工，從而

提高井下巷道支護(hù)強(qiáng)度來應(yīng)對(duì)深部開采的趨勢(shì)，提升支護(hù)效率來解決采掘失衡的問題，釋

放掘進(jìn)產(chǎn)能，提升經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)煤炭的安全、高效生產(chǎn)。

相對(duì)于傳統(tǒng)錨桿該柔性桿體錨桿的先進(jìn)性、創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）錨桿桿體為鋼絞線，鋼絞線強(qiáng)度比螺紋鋼強(qiáng)度要高得多，因此該錨桿可適應(yīng)高地

壓深井巷道支護(hù)；

（2）由于鋼絞線可彎曲，所以該錨桿的長(zhǎng)度不受巷道的高度寬度限制，即使在較狹窄

的巷道也能安裝較長(zhǎng)桿體的錨桿，增加了巷道圍巖的支護(hù)范圍，提高了巷道的穩(wěn)定性。

（3）桿體上部為攪拌樹脂藥卷端錨，下端采用螺紋鎖緊，安裝后能立即承載，施加預(yù)

應(yīng)力，而對(duì)于自穩(wěn)能力差的頂板巖層又是非常有利和必要的；安裝施工方式與原錨桿安裝

方式相同。

（4）尾部連接裝置為外六角設(shè)計(jì)，與防扭托盤相配合起到止轉(zhuǎn)作用；托盤與球型墊能

夠調(diào)節(jié)柔性桿體錨桿與托盤之間的角度以適應(yīng)圍巖表面不平或錨桿安裝孔與圍巖表面不垂

直，從而改善錨桿受力狀況。

（5）柔性桿體錨桿外露長(zhǎng)度小，大幅度提高巷道有效高度，避免巷道的浪費(fèi)，節(jié)約成

1

本。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則及依據(jù)

1、按照GB/T20001.5－2017《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第5部分：規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行編寫。

2、參照相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)定，在編制過程中著重考慮了科學(xué)性、適用性和可操作性。

三、項(xiàng)目背景及工作情況

（一）任務(wù)來源

根據(jù)《中國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)中

國國際科技促進(jìn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)及相關(guān)專家技術(shù)審核，批準(zhǔn)《柔性桿體錨桿支護(hù)技術(shù)

規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定計(jì)劃，計(jì)劃編號(hào)為：CI2023384。本標(biāo)準(zhǔn)由中國礦業(yè)大學(xué)提出，中國國

際科技促進(jìn)會(huì)歸口。

根據(jù)計(jì)劃要求，本標(biāo)準(zhǔn)完成時(shí)限為6個(gè)月。

（二）標(biāo)準(zhǔn)起草單位

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位是中國礦業(yè)大學(xué)，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)文檔起草及相關(guān)文件的編制等。江

蘇鋒致礦業(yè)科技有限公司、雙鴨山德盟機(jī)電科技開發(fā)有限公司、徐礦集團(tuán)、國家能源集團(tuán)

寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司紅柳煤礦參與起草，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)中重要技術(shù)點(diǎn)的研究和建議，并參與

標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論。

（三）標(biāo)準(zhǔn)研制過程及相關(guān)工作計(jì)劃

1、前期準(zhǔn)備工作

項(xiàng)目立項(xiàng)前，標(biāo)準(zhǔn)編制小組查閱、研讀相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)，廣泛搜集錨桿支護(hù)技術(shù)相關(guān)

的材料。同時(shí)，多次與巷道支護(hù)、錨桿生產(chǎn)和煤礦相關(guān)行業(yè)人員進(jìn)行調(diào)研、交流，廣泛征

求標(biāo)準(zhǔn)制定方面的意見和建議。

2、標(biāo)準(zhǔn)起草過程

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)通知公示后，標(biāo)準(zhǔn)編制小組首先組織了標(biāo)注制定工作會(huì)議，各編寫人員

根據(jù)工作計(jì)劃分工和編寫要求開展了相關(guān)工作。在標(biāo)準(zhǔn)起草期間，編制小組主編單位及參

編單位組織了數(shù)次內(nèi)部研討會(huì)和專家咨詢會(huì)，經(jīng)過多次修改，于2023年10月完成了標(biāo)準(zhǔn)初

稿及編制說明的撰寫?作。

3、征求意見情況

2023年10月標(biāo)準(zhǔn)編制小組先后通過現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議、電話、微信等多種形式征集?業(yè)專家相

關(guān)意見和建議。針對(duì)征集的意見，標(biāo)準(zhǔn)編制小組召開了研討會(huì)，將收集到的意見進(jìn)行匯總

處理分析，在充分吸納合理意見的基礎(chǔ)上，先后修改和完成標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，于2023年11月根據(jù)

在各單位反饋意見基礎(chǔ)上，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿并由中國國際科技促進(jìn)會(huì)提交全國標(biāo)準(zhǔn)

信息平臺(tái)公示。

（四）主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

（1）靜態(tài)拉伸試驗(yàn)

2

靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)采用MTS電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)，其型號(hào)為C64.106/1000kN。如圖1所示，MTS

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括兩個(gè)單元：控制單元和加載單元。電腦控制單元編程設(shè)定加載程序，并

通過加載單元實(shí)現(xiàn)柔性錨桿的拉伸實(shí)驗(yàn)。本次加載采用位移加載模式，加載速率為0.2

mm/s。

圖1MTS電液伺服實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

設(shè)置三組柔性桿體錨桿，桿體長(zhǎng)度為600mm，兩端加持長(zhǎng)度都為100mm，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2

所示。圖中可以看，出三個(gè)錨桿樣品拉伸力變化趨勢(shì)大致相同。在似彈性階段時(shí)，三個(gè)錨

桿的斜率稍有差別，1號(hào)錨桿斜率最大，3號(hào)錨桿次之，2號(hào)錨桿最小。但在屈服強(qiáng)化階段時(shí)，

三個(gè)錨桿拉伸力變化曲線幾乎重合。在破壞階段，柔性錨桿也是呈分次斷裂的特征。1號(hào)、

2號(hào)、3號(hào)錨桿樣品的峰值力分別為372kN、373kN和369kN，這三個(gè)錨桿樣品峰值力的差

別在1%以內(nèi)，平均為371.3kN，表明柔性桿體錨桿的力學(xué)性能非常穩(wěn)定。

3

圖2靜態(tài)拉伸試驗(yàn)下柔性錨桿力學(xué)響應(yīng)

1號(hào)錨桿最終位移達(dá)37mm，延伸率為9.25%；2號(hào)錨桿最終位移達(dá)36mm，延伸率為9.00%；

3號(hào)錨桿最終位移達(dá)32mm，延伸率為8.00%。三根錨桿均出現(xiàn)不同程度的斷裂，而不是套管

被拉出導(dǎo)致失效，說明套管的可靠性高，鎖緊套管與鋼絞線桿體之間存在足夠的摩擦力，

柔性桿體錨桿破壞形態(tài)如圖3所示。

圖3桿體破壞形態(tài)

（2）循環(huán)加卸載實(shí)驗(yàn)

巷道開挖引起的應(yīng)力調(diào)整必然會(huì)影響錨桿的正常工作，為了弄清楚應(yīng)力的反復(fù)波動(dòng)對(duì)

柔性錨桿性能帶來的影響，因此，對(duì)柔性錨桿開展了循環(huán)加卸載實(shí)驗(yàn)，循環(huán)加卸載實(shí)驗(yàn)同

樣采用MTS電液伺服實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。設(shè)置編號(hào)為D-1、D-2、D-3和D-4四組柔性錨桿施加等下限等

幅加載模式，其加載模式為：柔性錨桿D1~D4拉伸力分別上升至280kN、300kN、320kN和

340kN，開始進(jìn)行循環(huán)動(dòng)載，幅度為200kN，下限分別為80kN、100kN、120kN和140kN，

循環(huán)次數(shù)均為50次，循環(huán)結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行拉伸加載直至破斷。為了和無循環(huán)加載實(shí)驗(yàn)作對(duì)

比，添加了單一拉伸力-位移曲線（柔性錨桿D0）。

從圖4中可以看出，柔性錨桿D1~D4峰值力分別350kN、348kN、335kN、354kN，由

此可得，與未循環(huán)加載的錨桿相比，循環(huán)后柔性錨桿的峰值力相差不大，且有了小幅提升，

表明循環(huán)載荷并不能從根本上改變錨桿內(nèi)部受力狀態(tài)。加卸載幅度和上下限的漸進(jìn)變化說

明決定柔性錨桿力學(xué)性能的是循環(huán)加載的上限，而卸載幅度和循環(huán)加載的下限對(duì)柔性錨桿

力學(xué)性能影響不大，進(jìn)一步說明，巷道支承壓力調(diào)整和小幅沖擊擾動(dòng)對(duì)柔性錨桿支護(hù)系統(tǒng)

影響相對(duì)較小。

4

圖4循環(huán)加卸載試驗(yàn)下柔性錨桿力學(xué)響應(yīng)

（3）耐久性加載實(shí)驗(yàn)

為了研究長(zhǎng)期載荷作用下柔性桿體錨桿的可靠性和安全性，通過錨桿（索）耐久性實(shí)

驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)試柔性錨桿在不同工程環(huán)境下的耐久性特性。圖5（a）和（b）分別為耐久性實(shí)

驗(yàn)系統(tǒng)示意圖和實(shí)際工作圖。由圖可得，耐久性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要是由承載架、張拉泵站、保

壓裝置、拉力油缸、油壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、油壓傳感器、截止分流閥和油管等組成，其中，系統(tǒng)

有十個(gè)拉力油缸，可對(duì)十個(gè)錨桿樣品同時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)期加載實(shí)驗(yàn)。利用張拉泵站手動(dòng)對(duì)耐久性

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行加壓，當(dāng)油壓達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，依靠保壓裝置中上下鋼管面積差帶來壓強(qiáng)差

的因素使得承重鋼板升起實(shí)現(xiàn)油壓的保持；油管連通張拉泵站、保壓裝置及拉力油缸，通

過油壓傳感器將油壓信號(hào)傳輸?shù)接蛪罕O(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)加載載荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄。

（a）示意圖（b）實(shí)際工作圖

圖5耐久性試驗(yàn)系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)設(shè)置柔性錨桿樣品三個(gè)，錨桿長(zhǎng)度均為800mm，編號(hào)為A-1、A-2、A-3。將柔性錨

桿長(zhǎng)期載荷設(shè)定為屈服載荷的50%，約為150kN。待柔性錨桿樣品安裝到承載架后，打開油

路，并用張拉泵站對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行加壓，當(dāng)載荷超過150kN后，停止加壓。長(zhǎng)期加載時(shí)間

5

達(dá)到五個(gè)月后，采用MTS電液伺服試驗(yàn)機(jī)對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)，分析長(zhǎng)期載荷作用下柔性

錨桿的力學(xué)特性。

采用MTS電液伺服實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)卸載后的A組柔性錨桿進(jìn)行靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)，得到柔性錨桿

拉伸力-位移曲線圖。由圖4.10可得，長(zhǎng)期載荷作用后的柔性錨桿拉伸力-位移曲線圖變得

非常平滑，說明長(zhǎng)期載荷的作用使得桿體各股鋼絲得到充分調(diào)整與適應(yīng)，受力更加均勻。

柔性錨桿A-1、A-2和A-3峰值力分別為339kN、344kN和338kN，平均為340kN，與未經(jīng)過

長(zhǎng)期加載試驗(yàn)后的柔性錨桿相比降低6.2%，由此說明了長(zhǎng)期加載對(duì)鎖緊套管與鋼絞線桿體

之間的摩擦力影響相對(duì)較小，柔性錨桿仍能保持其自身的穩(wěn)定性和力學(xué)特性。

圖6長(zhǎng)期載荷下柔性錨桿力學(xué)響應(yīng)

三種實(shí)驗(yàn)條件下柔性桿體錨桿均體現(xiàn)出不錯(cuò)的力學(xué)性能，證明了“套管加桿體”結(jié)構(gòu)

的穩(wěn)定性，可以滿足煤礦巷道的支護(hù)要求，實(shí)現(xiàn)煤礦巷道的安全高效掘進(jìn)。

（4）應(yīng)用案例1-葫蘆素煤礦

葫蘆素煤礦屬于中煤集團(tuán)中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司下屬煤礦，位于東勝煤田呼吉爾

特礦區(qū)，地處內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內(nèi)，煤礦設(shè)計(jì)年產(chǎn)1300萬噸，具體位置見圖7。試

驗(yàn)巷為葫蘆素煤礦21205運(yùn)輸巷，21205運(yùn)輸巷沿煤層底板掘進(jìn)，巷道高度為3200mm，頂板

留設(shè)0.5m厚的頂煤，因此，該巷屬于典型煤巖復(fù)合頂板巷道。21205運(yùn)輸巷是矩形斷面巷

道，巷道斷面為5400×3200mm。

6

圖7葫蘆素煤礦地理位置

巷道采用錨桿錨索組合支護(hù)，每排布置6根錨桿，規(guī)格為Ф20×2200mm，間排距為900

×1000mm；每排布置3根錨索，規(guī)格為Ф17.8×6200mm，間排距為1500×3000mm。高密

度的錨桿錨索支護(hù)操作復(fù)雜，需要人工反復(fù)操作，自動(dòng)化程度低，制約了支護(hù)效率。頂板

和兩幫具體支護(hù)參數(shù)見圖8。

錨索Ф17.8mm

L=6200mm排距3000mm

15001500

螺紋鋼錨桿Ф20mm

L=2200mm排距1000mm

250700110013001100700250

3

1

0

1

0

0

0巷道

3

2

0

1

0

1

0

0

7

0

0

5400

圖8巷道原支護(hù)方案

原支護(hù)方案下組合支護(hù)密度高，每排布置6根錨桿、布置3根錨索。高密度的錨桿錨索

支護(hù)操作復(fù)雜，需要人工反復(fù)操作，自動(dòng)化程度低，同時(shí)錨索的張拉過程時(shí)間較長(zhǎng)，制約

7

了支護(hù)效率。

另一方面，掘進(jìn)裝備效能未充分釋放。巷道采用山特維克MB670型掘錨機(jī)進(jìn)行施工，如

圖9所示，施工頂板錨桿的機(jī)載鉆機(jī)有4臺(tái)，而頂板布置6根錨桿和3根錨索，施工時(shí)總有鉆

機(jī)處于閑置狀態(tài)，未能充分發(fā)揮掘錨機(jī)效能。

圖9山特維克MB670型掘錨機(jī)

采用十字?jǐn)嗝娣ㄔ?1205運(yùn)輸巷布置表面位移測(cè)站，觀測(cè)原有支護(hù)巷道頂板下沉量和兩

幫收斂量，監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖10所示。

圖10原支護(hù)方案下巷道表面位移監(jiān)測(cè)結(jié)果

由圖可知，隨著與掘進(jìn)工作面距離不斷增加，頂板下沉量和兩幫收斂量均呈先急劇增

加、后緩慢增加最終趨向于穩(wěn)定的特征，頂板和兩幫最終位移量分別達(dá)到92mm和180mm。

同時(shí)煤幫出現(xiàn)大面積片裂破壞，造成巷道跨度增大，加劇了頂板的下沉，說明原支護(hù)方案

對(duì)巷道維控的效果并不理想。

為提高支護(hù)效率和巷道維控效果，基于跨界長(zhǎng)錨固技術(shù)，使用柔性桿體錨桿設(shè)計(jì)21205

8

運(yùn)輸巷長(zhǎng)錨固支護(hù)方案，頂板采用Ф21.8×4000mm單一跨界錨索支護(hù)，每排垂直布置4根，

間距不等，排距為1500mm。頂板和兩幫具體支護(hù)參數(shù)見圖11。

柔性桿體錨索Ф21.8mm

L=4000mm排距1500mm

螺紋鋼錨桿Ф20mm

650105719861057650

L=2200mm排距1500mm

8

0

4

0

0

0巷道

8

3

0

2

0

0

0

8

0

0

5400

圖11巷道新支護(hù)方案

新支護(hù)方案將錨桿錨索組合支護(hù)變更為單一化柔性錨桿支護(hù)，每三米減少了10根錨桿

與3根錨索。同時(shí)根據(jù)掘錨機(jī)的鉆機(jī)位置設(shè)置柔性桿體錨桿間距，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)利用率的最大化。

新型支護(hù)方案在21205運(yùn)輸巷共推廣應(yīng)用1105m，平均日掘進(jìn)28.5m，按照每月正常工作時(shí)

間28天計(jì)算，平均月掘進(jìn)798m，比礦方原有掘進(jìn)速度（500m/月）提高了59.6%。

同樣采用十字?jǐn)嗝娣ㄔ?1205運(yùn)輸巷新支護(hù)方案下布置4個(gè)表面位移測(cè)站，觀測(cè)原有支

護(hù)巷道頂板下沉量和兩幫收斂量，監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖12所示。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，最終穩(wěn)定后頂板

下沉量為12~20mm，兩幫收斂量為16~44mm。頂板厚承載圈層明顯抑制巷道變形，并緩解

了頂板對(duì)煤幫的壓力，大范圍片幫問題也得到控制。

（a）1號(hào)測(cè)站（b）2號(hào)測(cè)站

9

（c）3號(hào)測(cè)站（d）4號(hào)測(cè)站

圖12新支護(hù)方案下巷道表面位移監(jiān)測(cè)結(jié)果

使用柔性桿體錨桿支護(hù)下的巷道不僅掘進(jìn)速度得到到了提升，同時(shí)對(duì)巷道實(shí)現(xiàn)較好的

支護(hù)效果，掘進(jìn)速度提高了59.6%，頂板下沉量和幫部變形量分別減少了82.6%和83.3%。巷

道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)照如圖13所示，巷道頂板表面非常完整，巷道幫部也僅在割煤時(shí)出現(xiàn)了輕微片幫。

（a）頂板（b）煤幫

圖13巷道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)照

（5）應(yīng)用案例2-新安煤礦

新安煤礦屬于徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司下屬煤礦，位于中國甘肅省平?jīng)鍪校摰V年產(chǎn)煤

炭120萬噸，具體位置見圖14。本次開展試驗(yàn)的地點(diǎn)為3205工作面材料巷，該巷掘進(jìn)的煤層

為3號(hào)煤層，煤層平均埋深為800m，平均厚度為2.92m，傾角為3~16°。

10

圖14新安煤礦地理位置

3205工作面材料巷斷面設(shè)計(jì)為三心拱斷面：巷道寬度為5.0m，巷高3.2m，拱高1.25m，

直墻高1.95m，巷道斷面面積14.7m2。煤層頂板以泥巖與煤層多層復(fù)合為主，各分層強(qiáng)度較

低，并且容易被風(fēng)化；底板以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主。

3205工作面材料巷原方案采用錨索-網(wǎng)-梁聯(lián)合支護(hù)。頂板及兩幫肩窩采用Φ18.9×

4300mm錨索進(jìn)行支護(hù)，垂直于頂板輪廓線布置，間排距為800×800mm，每排9根；幫部采用

Φ22×2500mm螺紋鋼錨桿進(jìn)行支護(hù)，垂直于巷幫布置，每排4根；兩幫底角采用Φ18.9×

4300mm錨索進(jìn)行支護(hù)，傾斜向下45°布置，每排2根；頂板加強(qiáng)支護(hù)：采用Φ18.9×6300mm

錨索進(jìn)行支護(hù)，間排距為1600×1600mm，每排3根。具體支護(hù)參數(shù)如圖15所示。

Φ18.9mm×6300mm錨索

0

0

3

6

0

0

Φ錨索3

18.9mm×4300mm4

Φ22mm×2500mm螺紋鋼錨桿

3

2

0

25001

0

9

5

05000

4

錨索3

Φ18.9mm×4300mm0

0

11

圖15巷道原支護(hù)方案

采用十字?jǐn)嗝娣ㄔ?205工作面材料巷布置表面位移測(cè)站，觀測(cè)原有支護(hù)巷道頂板下沉

量和兩幫收斂量，掘進(jìn)工作面進(jìn)尺120m后頂板下沉量和兩幫收斂量分別為277mm和118mm，

監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖16所示。

圖16原支護(hù)方案下巷道表面位移監(jiān)測(cè)結(jié)果

為提高支護(hù)效率和巷道維控效果，基于跨界長(zhǎng)錨固技術(shù)，使用柔性桿體錨桿設(shè)計(jì)3205

材料巷長(zhǎng)錨固支護(hù)方案，頂板一級(jí)柔性錨桿規(guī)格為Φ22×3600mm，間排距為800×800mm，

每排7根布置。頂板二級(jí)普通錨索規(guī)格為Φ21.6×5600mm，排距為800mm，同一排兩根錨索

間距為2400mm。頂板和兩幫具體支護(hù)參數(shù)見圖17。

圖17巷道新支護(hù)方案

在新支護(hù)方案起始位置15m布置表面位移測(cè)站A，35m布置表面位移測(cè)站B，監(jiān)測(cè)結(jié)果見

圖18。從圖中可以看出，隨著距掘進(jìn)工作面距離越遠(yuǎn)，頂板下沉量和兩幫收斂量呈現(xiàn)出先

急劇增加后緩慢增加最終趨向穩(wěn)定的特征。測(cè)站A最終頂板下沉量和兩幫收斂量位移量分別

12

為105mm和44mm。測(cè)站B最終頂板下沉量和兩幫收斂量位移量分別為92mm和42mm。在距掘進(jìn)

工作面40m范圍內(nèi)，頂板下沉相對(duì)劇烈，下沉量分別占最終變形量的74%和64%。而兩幫變形

劇烈范圍是在距掘進(jìn)工作面20m內(nèi)，收斂量分別占最終變形量的36%和38%。與原支護(hù)方案相

比，新方案將頂板變形減少了64%，兩幫變形減少了63%。

綜上分析，在新支護(hù)方案下，頂板和兩幫變形量顯著減小，可以較好地控制巷道變形。

（a）測(cè)站A（b）測(cè)站B

圖18新支護(hù)方案下巷道表面位移監(jiān)測(cè)結(jié)果

使用柔性桿體錨桿支護(hù)下的巷道不僅掘進(jìn)速度得到到了提升，同時(shí)對(duì)巷道實(shí)現(xiàn)較好的

支護(hù)效果，量降低了56%，掘進(jìn)速度提升了35%巷道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)照如圖19所示。

（a）（b）

圖19巷道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)照

四、標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則

標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，遵循了以下基本原則：

1)標(biāo)準(zhǔn)需要具有行業(yè)特點(diǎn)，指標(biāo)及其對(duì)應(yīng)的分析方法要積極參照采用國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)

標(biāo)準(zhǔn)。

2)標(biāo)準(zhǔn)能夠體現(xiàn)出產(chǎn)品的具有關(guān)鍵共性的技術(shù)要素。

3)標(biāo)準(zhǔn)能夠?yàn)楫a(chǎn)品的開發(fā)、改進(jìn)指出明確的方向。

4)標(biāo)準(zhǔn)需要具有科學(xué)性、先進(jìn)性和可操作性。

5)要能夠結(jié)合行業(yè)實(shí)際情況和產(chǎn)品特點(diǎn)。

6)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)協(xié)調(diào)一致。

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7)促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。

五、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了柔性桿體錨桿的技術(shù)要求，正文部分共分八章，內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)的適用范

圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、技術(shù)要求、運(yùn)輸要求、鉆孔要求、安裝要求、注意事

項(xiàng)。

六、與有關(guān)法律法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

遵守和符合相關(guān)法律法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求。規(guī)范性引用文件包括：

GB/T35056-2018煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范

GB/T5224預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線

GB175通用硅酸鹽水泥

MT/T879煤礦預(yù)應(yīng)力錨固施工技術(shù)規(guī)范

MT/T942礦用錨索

MT146.1-2011樹脂錨桿第1部分：錨固劑

MT146.2-2011樹脂錨桿第2部分：金屬桿體及其附件

七、重大意見分歧的處理依據(jù)和結(jié)果

本標(biāo)準(zhǔn)起草過程中沒有重大分歧意見。

八、后續(xù)貫徹措施

建議由煤礦企業(yè)和巷道支護(hù)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理機(jī)構(gòu)組織貫徹本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)活動(dòng)，利

用各種活動(dòng)（如工作組活動(dòng)、行業(yè)協(xié)會(huì)的管理和活動(dòng)、專家培訓(xùn)、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)刊物、網(wǎng)上

信息、產(chǎn)品認(rèn)證等）盡可能向煤礦行業(yè)相關(guān)單位和機(jī)構(gòu)宣貫該標(biāo)準(zhǔn)。

建議本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之日起半年內(nèi)實(shí)施。

標(biāo)準(zhǔn)編制小組

2023年10月

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《柔性桿體錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范》編制說明

一、標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

錨固技術(shù)是礦山地下工程、巖土邊坡、橋隧基礎(chǔ)等領(lǐng)域的基本支護(hù)形式，應(yīng)用十分廣

泛。目前我國煤礦巷道每年掘進(jìn)距離達(dá)13000km，需約2.5億套錨桿（索）支護(hù)產(chǎn)品。

目前煤礦巷道面臨有兩大主要的共性問題，一是開采深度大導(dǎo)致的巷道支護(hù)困難問題，

二是掘進(jìn)速度慢導(dǎo)致的采掘失衡問題。隨著煤炭需求增加和淺部資源開發(fā)殆盡，煤礦開采

正以平均每年8~12m的速度向深部發(fā)展，預(yù)計(jì)未來20年內(nèi)絕大部分礦井將進(jìn)入到1000m深度。

隨著開采深度的增加，煤礦面臨著巷道變形嚴(yán)重、采場(chǎng)礦壓劇烈、動(dòng)力災(zāi)害頻發(fā)等突出難

題，具體表現(xiàn)為來壓強(qiáng)、變形快、圍巖破壞范圍大、頂板易失穩(wěn)垮冒，已成為制約深部開

采的瓶頸。面對(duì)深部巷道“三高一擾動(dòng)”的問題，對(duì)支護(hù)提出了很高的要求，如果支護(hù)手

段不合理，巷道維護(hù)效果將會(huì)非常不理想，嚴(yán)重影響礦井的安全高效生產(chǎn)。采掘失衡是指

采煤速度與掘進(jìn)速度不匹配，其主要原因在于掘進(jìn)速度慢，而掘進(jìn)過程中支護(hù)時(shí)間占到60%

以上。然而，受限于巷道的狹小空間，剛性錨桿長(zhǎng)度有限，其基礎(chǔ)錨固深度普遍為

2.4~2.8m，難以錨入到深部穩(wěn)定巖層中，造成基礎(chǔ)承載圈層薄弱，頂板垮冒事故頻發(fā)；為

達(dá)到支護(hù)要求通常配合錨索進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，錨索可以解決錨固深度小、強(qiáng)度小的問題，但

錨索安裝施工過程相對(duì)復(fù)雜，施工效率低，若使用全錨索支護(hù)往往出現(xiàn)掘進(jìn)速度偏慢的問

題，造成礦井采掘失衡現(xiàn)象普遍存在。

針對(duì)現(xiàn)有問題制定柔性桿體錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范，提出新型支護(hù)產(chǎn)品，旨在達(dá)到支護(hù)強(qiáng)

度和長(zhǎng)度的同時(shí)不受制于巷道高度，在滿足錨固深度的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)快速安裝施工，從而

提高井下巷道支護(hù)強(qiáng)度來應(yīng)對(duì)深部開采的趨勢(shì)，提升支護(hù)效率來解決采掘失衡的問題，釋

放掘進(jìn)產(chǎn)能，提升經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)煤炭的安全、高效生產(chǎn)。

相對(duì)于傳統(tǒng)錨桿該柔性桿體錨桿的先進(jìn)性、創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）錨桿桿體為鋼絞線，鋼絞線強(qiáng)度比螺紋鋼強(qiáng)度要高得多，因此該錨桿可適應(yīng)高地

壓深井巷道支護(hù)；

（2）由于鋼絞線可彎曲，所以該錨桿的長(zhǎng)度不受巷道的高度寬度限制，即使在較狹窄

的巷道也能安裝較長(zhǎng)桿體的錨桿，增加了巷道圍巖的支護(hù)范圍，提高了巷道的穩(wěn)定性。

（3）桿體上部為攪拌樹脂藥卷端錨，下端采用螺紋鎖緊，安裝后能立即承載，施加預(yù)

應(yīng)力，而對(duì)于自穩(wěn)能力差的頂板巖層又是非常有利和必要的；安裝施工方式與原錨桿安裝

方式相同。

（4）尾部連接裝置為外六角設(shè)計(jì)，與防扭托盤相配合起到止轉(zhuǎn)作用；托盤與球型墊能

夠調(diào)節(jié)柔性桿體錨桿與托盤之間的角度以適應(yīng)圍巖表面不平或錨桿安裝孔與圍巖表面不垂

直，從而改善錨桿受力狀況。

（5）柔性桿體錨桿外露長(zhǎng)度小，大幅度提高巷道有效高度，避免巷道的浪費(fèi)，節(jié)約成