刘庄煤矿1511采区煤巷锚杆支护设计.doc

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1、 - 1 - 国投新集能源股份有限公司国投新集能源股份有限公司 刘刘 庄庄 煤煤 矿矿 1511 采区煤巷采区煤巷锚锚杆支杆支护设计护设计 刘刘庄庄煤煤矿矿设设计计室室 二二一一四四年年六六月月 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 1 - 目目 录录 一、设计依据- 1 - 二、适用范围- 1 - 三、1511 采区地质概况.- 1 - 四、锚杆支护参数初步设计- 3 - 五、锚杆、锚索支护施工- 10 - 六、煤巷锚杆支护监测和信息反馈- 12 - 七、煤巷锚杆支护施工质量检测- 13 - 八、煤巷锚杆支护正式设计- 14 - 九、安全保障措施- 15 - 刘庄煤矿 1511 采区

2、煤巷锚杆支护设计 - 1 - 刘庄煤矿刘庄煤矿 15111511 采区煤巷锚杆支护设计采区煤巷锚杆支护设计 一、设计依据一、设计依据 安徽理工大学 2012 年 11 月份研究报告安徽国投新集刘庄矿业有限公司煤岩物理 力学参数和矿井原岩应力测定 、 煤巷锚杆支护技术规范 MT/T 1104-2009、 国投 新集刘庄煤矿煤巷锚杆支护设计规范 、安徽理工大学 2007 年 10 月对刘庄煤矿课题研 究深井回采巷道顶板离层与支护技术研究 。 二、适用范围二、适用范围 1511 采区东翼利用 1513 采区大巷布置倾斜长壁工作面，采区西翼施工三条采区上 山，再布置走向长壁工作面，轨道上山布置在煤层底

3、板岩石中，采区胶带上山、采区回 风上山、工作面轨道顺槽、工作面胶带顺槽、工作面切眼沿煤层施工。本设计适用于刘 庄煤矿 1511 采区范围内煤巷锚杆支护。 三、三、1511 采区地质概况采区地质概况 (一)采区概况 刘庄煤矿 1511 采区位于矿井西部。 采区范围为：西起 F8 断层，东至 F25 断层，北至 11-2 煤层露头，采区内以 F22 断 层为界，分为东西两翼。东翼至 11-2 煤层-747m 水平，西翼南至 11-2 煤层-747m 水平 及 F18 断层，采区东西平均长为 3.71Km，南北平均长为 1.33 km，面积为 4.95km2。 采区邻近关系：采区西以 F8、F20

4、断层为界与西三块段相邻，东以 F25 断层为界与 东一块段相邻，南与 1711 采区和西一大巷保护煤柱线相近。本采区 11-2 煤层与上部的 13-1 煤层平均层间距为 68.64m，采区东翼上方为 151301 、151302 工作面采空区和正 在回采的 151303 工作面。采区西翼上方为 151305 工作面采空区和尚未回采的 151306、151307 工作面。 （二）煤层的主要物理性质 1、光泽 以弱玻璃光泽为主，下部煤层局部可见金刚光泽，11-2 煤以弱玻璃光泽为主，沥青 光泽次之。 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 2 - 2、颜色 以黑色为主，下部煤层局部呈钢灰色。

5、11-2 煤以上的煤层可见黑褐色，从上至下煤 的颜色由黑褐黑色钢灰色，呈现出随煤层埋藏深度的加深煤化程度增高的趋势。煤 的灰分产率高低同样影响煤的颜色。主要煤层光泽和颜色的描述情况见表 1。 3、断口 下部煤的断口一般为平坦状，有时可见贝壳状，上部煤层断口大部分为平坦状，局 部可见粗糙状。见表 1 表表 1 1 主要物理性质及煤岩类型表主要物理性质及煤岩类型表 （三）煤层的煤岩类型 1、宏观煤岩类型 肉眼鉴定煤岩成分以暗煤、半暗煤、半亮煤为主，亮煤次之，夹少量镜煤条带及透 镜体，可见矿化暗淡煤及丝炭透镜体。以粉末状为主，少量块状及鳞片状，自上部煤层 至下部煤层，鳞片状逐渐减少。宏观煤岩类型以半

6、暗型半亮型煤为主。 2、微观煤岩类型 煤的显微有机组分含量较高，一般达 80%以上。镜质组含量 65.91 82.68%，丝质 组 13.8230.61%，稳定组 3.5116.62%。组分含量与 Vr 值之间有一定的联系，如 13- 1 煤层，稳定组的含量最大，显示 Vr 值亦最高。无机组分含量10%。有机组分以凝胶化 基质为主，半凝胶化、半丝炭化基质次之，局部混杂丝炭化基质，无机组分以粘土类为 主，硫化物、碳酸盐类次之。 （四）煤层顶底板条件 1、顶板岩性 11-2 煤层顶板泥岩，厚度 07.82m，平均厚度为 2.24m，占 74%；其次，粉砂岩厚 度为 2.0811.95m，平均厚度

7、6.26m，占 8%，砂岩厚度为 1.6319.00m，平均厚度为 6.79m，占 18%。 煤 层颜 色 结 构光 泽 煤岩成份煤岩类型其 它 11-2黑色 块状、粉末状为 主、少量条带状、 粒状 弱玻璃光泽为主， 沥青光泽次之。 暗亮煤，夹 镜煤条带及透 镜体。 半暗型 半亮型 断口平坦 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 3 - 2、底板岩性 11-2 煤层底板泥岩类为主，厚度 0.1011.29m，平均厚度为 2.34m，占 89%；其次， 粉砂岩厚度为 1.272.51m，平均厚度 1.97m，占 4%，砂岩厚度 0.507.19m，平均厚 度为 2.94m，占 7%。附表

8、 2 。 表表 2 2 11-211-2 煤层围岩稳定性分类表煤层围岩稳定性分类表 11-2 煤围岩物理性质 煤层 岩石名称自然条件下抗压强度范围(MPa)稳定程度 泥岩14.29720.00不稳定 粉砂岩74.92168.62稳定非常稳定 细砂岩98.79120.02稳定非常稳定 11-2 11-2 煤3.826.23不稳定 四、锚杆支护参数初步设计四、锚杆支护参数初步设计 （一）断面规格的确定 1、断面尺寸选取的原则 巷道宽度的选取要考虑 工作面布置和设备参数尺寸，并满足掘进和回采期间设 备和材料的打运、工作面出煤 等需要，在顶板破碎或压力较大时 ，需要打一排托棚 加强支护，掘进时 在巷道

9、一侧布置一部胶带输送机出煤，另一侧铺设轨道，同时 加 上必要的安全间隙及预留适当的巷道变形量 ；巷道高度的选取要保证设备及 材料车 打运的需要，皮带上 方吊挂风筒，并预留适当的变形量。 2、常用的断面规格 （1）断面形状：在满足断面尺寸选取的原则下，煤巷各断面形状 基本为破顶 500mm 左右的直墙半圆拱形， 顶板属中等及以上 稳定时，断面可变更为 沿煤层顶板 （平顶）的不规则形。 （2）断面尺寸：采区回风上山净宽取 5.0m，净高取 4.1 m，净断面为 17.81m2；采区胶带上山净宽取 5.4m，净高取 4.1 m，净断面为 19.0m2；胶带顺槽净 宽取 5.4m，净高取 4.2m，净

10、断面为 19.55m2；轨道顺槽净宽取 5.0m，净高取 4.5 m，净断面为 19.81m2；切眼净宽取 5.0m, 净高取 4.3m，净断面为 21.5m2； （二）支护形式的确定 根据地质资料和围岩稳定性 分析，11-2 煤煤层围岩大部分属于-类顶板， 局部为类和，采用锚杆与锚索支护，因此确定巷道沿煤层顶板施工期间主要采 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 4 - 用锚网的支护形式。 同时，为了将锚杆加固的 “组合梁”悬吊于坚硬的稳定岩层中， 需要用高强度锚索做铺助支护。在巷道过地质构造带、压力集中区、破碎区时，为 了安全起见，需要采用 36U 型棚支护，或采用“内锚外架”的联

11、合支护形式。 1、锚杆支护参数设计 煤巷锚杆支护设计采用以工程类比法为主的 “动态信息法” ，即在采用工程类比 法的基础上，分以下几个步骤进行： 地质力学评估初始设计锚杆支护与围岩稳 定监测和信息反馈 修改完善设计再进行锚杆支护与围岩稳定监测和信息反馈 再次修改完善设计。 依据安徽理工大学 2012 年 11 月份研究报告安徽国投新集刘庄矿业有限公司 煤岩物理力学参数和矿井原岩应力测定 ，结合刘庄煤矿多年来在 11-2 煤层已经支 护巷道的实践经验，通过类比， 确定锚杆支护形式与参数 。 1) 顶板：11-2 煤煤层围岩属于-类顶板，局部为 类。锚固方式采用加长 锚固，顶板锚杆试验抗拔力不小于

12、锚杆理论极限载荷的50%（一般对左旋螺纹钢锚 杆而言，22mm 锚杆试验抗拔力不小于 100kN） ；紧靠巷道两帮的顶锚杆宜向煤帮倾 斜，其倾斜角度与锚杆长度应在作业规程或措施中明确规定，其它顶锚杆应尽可能与 岩层层面垂直，顶锚杆不得沿岩层层面布置。 2) 巷帮支护：类围岩巷道巷帮必须支护。除工作面切眼和服务年限小于2 个月的煤层巷道可以使用玻璃钢锚杆等护帮锚杆外，其余煤层巷道巷帮必须使用左旋 螺纹钢等强锚杆。 锚杆试验抗拔力玻璃钢锚杆的试验抗拔力不小于 40kN；左旋等强 锚杆的试验抗拔力不小于 50kN。 3) 锚杆布置方式：锚杆间排距 800mm，顶部永久支护锚杆必须紧跟迎头，且逐 排向

13、迎头施工，距离迎头的最大控顶距离不得超过1 个循环进尺加 200mm 的距离。 每个循环支护工作完成后，紧靠迎头的一排顶部锚杆，距迎头的最大控顶距离不得大 于 1/2 个锚杆排距，不得小于 100mm；若两帮煤体稳定，帮锚杆施工可适当滞后，滞 后距离和最大空帮时间应在作业规程措施中明确规定；类围岩巷道两帮墙基锚 杆距底板不大于 300mm，该锚杆宜向底板倾斜，其夹角为 755。 4) 煤巷锚杆支护巷道原则上破顶 500mm 左右掘进，围岩稳定时沿煤层顶板， 在 满足通风、运输、行人等条件下，巷道设计高度和宽度根据围岩实际稳定情况可做 适度调整。 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 5

14、 - 5) 巷道断面设计由设计部门提供，支护设计方案应由设计副总和相应工程分管 副总工程师牵头制定。 6) 锚索应打在两排锚杆之间，不得打在锚杆位置代替锚杆使用。 7) 21.8mm 的预应力锚索：设计锚固力不小于 240kN，锚索预紧力不小于 120kN，在特殊地质条件下施工的锚索预紧力应在作业规程、措施中明确规定。 8) 复杂地质条件及特殊地点的巷道：复合顶板、断层等构造带附近、综采开切 眼、拆除扩巷、沿空掘巷、大跨度硐室、三四角门、皮带机头机尾巷、车场等扩巷段， 破碎、易风化、潮解、遇水膨胀及弱化的围岩等。对于复杂地质条件及特殊地点的锚 杆支护巷道，宜优先选择预应力锚索作加强支护，其它加

15、强支护措施有：注浆固化、 封闭围岩、架棚、点柱等，其加强支护延伸到正常巷道的距离不得小于5m。 9) 类围岩巷道在基本支护形式的基础上，必须另加锚索支护，其支护形 式、支护参数必须在作业规程、措施中明确规定。 10) 遇顶板淋水、帮渗水较大的施工巷道，应对该区域初期安装的锚杆进行抗拔 力试验，以确定锚固剂对该区域的适应性，并根据试验情况及时采取针对性措施。 11) 服务期长或需要封闭等其他要求的 巷道可增加喷射混凝或混凝土浇筑。 12) 钻孔直径、锚杆直径和树脂锚固剂直径应合理匹配，钻孔直径和锚杆杆体直 径之差应为 6mm10mm，钻孔直径与树脂锚固剂直径之差应为 4mm8mm。 13) 金属

16、锚杆（锚索）支护参数系列见表 3-1。 表表 3-1 金属锚杆（锚索）支护系列金属锚杆（锚索）支护系列 项 目取值范围系 列 锚 杆 长 度（m）1.22.5 2.5 锚杆杆体直径（mm）2022 22 锚杆孔孔径（mm）2832 28 32 锚 杆 排 距（m）0.40.80.8 （特殊地段和位置缩小排距） 锚 杆 间 距（m）0.50.80.8（特殊地段和位置缩小间距） 锚 索 长 度（m）6.29.2 6.2 9.2 锚 索 直径（mm） 21.821.8 锚索孔孔径（mm）2832 28 32 锚 索 排 距（m）0.81.61.2 （特殊地段缩小或放大排距） 锚 索 间 距（m）0.

17、81.61.2 （特殊地段缩小或放大排距） 2、支护参数 根据以工程类比为基础的 “动态信息法”及围岩稳定性分类与 金属锚杆（锚索） 支护参数系列见表 3-1 初步确定采用“锚杆+锚索+金属网”的联合支护形式。附表 3-2 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 6 - 表表 3-2 1511 采区围岩性质及巷道断面、锚杆支护设计一栏表采区围岩性质及巷道断面、锚杆支护设计一栏表 表表 3-2 注：注： 1.煤巷各断面形状原则上是破顶 500mm 左右的直墙半圆拱形，围岩稳定时为沿煤层顶板的不规则形。 2.各煤层巷道若为沿空掘巷应调整支护断面并加强常规支护设计，具体在工作面设计中体现。 3

18、.各煤层巷道遇到地质构造带、交岔点、安装及回撤通道、大断面硐室、吊装间、过地质构造带、顶板有煤 层（线） 、淋水带等地段，由设计副总工程师和分管副工程师总根据实际条件制定专项支护方案，具体在施工措施 中体现。 3、采用计算法校核支护参数 （1）根据悬吊及组合梁理论，顶部锚杆通过悬吊及组合梁作用，帮部锚杆通过加 固帮体形成组合拱作用，达到支护效果，选取 1511 采区煤巷较大尺寸断面，根据悬吊 理论，锚杆杆体长度（校核）应满足： LL1+L2+L3 式中：L锚杆总长，m； L1锚杆外露长（钢带厚度+托板厚度+螺母厚度+外露 =0.01+0.02+0.04+0.03=0.1m） ，m； L2有效长

19、度（顶锚杆取免压拱高 b，帮锚杆取煤帮破碎深度 c） ，m； L3锚入岩层内深度（顶锚杆取 1.2m，帮锚杆计算得 1.0m） ，m; 普氏免压拱高： b=B/2+Htan（45-帮/2） /f顶 式中 B、H巷道掘进跨度和高度，取 B=5.6m，H=4.2m f顶顶板岩石普氏系数，f顶取 4 帮两帮围岩的内摩擦角，帮取 63 b=5600/2+4200tan（45-63/2） /4 =952mm c= Htan（45-帮/2） 采区 主要煤层巷道 名 称 断面 (宽高) (m) 顶底板 岩性 巷道围岩 类别 支护结 构 支护参数 胶带上山 5.44.1 回风上山 5.04.1 轨道顺槽 5.

20、04.2 胶带顺槽 5.44.2 切眼 5.04.0 胶带顺槽 5.44.2 1511 采 区 切眼 5.04.0 顶板：顶板：细砂岩、泥岩、 砂质泥岩。 底板：底板：泥岩、11-1 煤、 泥岩。 大部分属 类和 类，局部 为类和 。 端头锚 固和加 长锚固 相结合 锚杆：22mm，长 2.5m，间排距 800800m。 锚索： 21.8mm，长 6.29.2m， 间排距 0.81.6m。 每排锚索数目：巷道净宽 3-4.5m 每排 3 根；巷道净宽 4.6-6.0m，每 排 5 根；巷道净宽 6.1-7.5m，每排 7 根；巷道净宽 7.6-9m，每排 9 根。 刘庄煤矿 1511 采区煤巷

21、锚杆支护设计 - 7 - =4200tan（45-63/2） =1008mm 依据以上公式计算得出:顶锚杆长 L顶2252mm；帮锚杆长 L帮2108mm。 所选锚杆长度 2.5m 均能满足计算要求。 （2）按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的间排距 每根锚杆悬吊的岩体重量 G=rL2a2，锚杆锚固力 Q 应能承担 G 的重量。为安全起见， 再考虑安全系数 k，取 k=2，即 kGQ，解算得： a（Q/krL2）1/2 式中：a锚杆间排距，m。 r岩体比重，取 26.1KN/m3。 a锚固力，岩层中取 10KN，煤层中取 5KN。 L2有效长度（顶锚杆取免压拱高 b，帮锚杆取煤帮破碎深度 c） ，m

22、； 则，顶部锚杆 aQ/(krL2)1/2 100/(226.10.9521/2 1.418m 帮部锚杆 aQ/(krL2)1/2 50/(226.11.0081/2 0.974m 根据计算结果，所选间排距 800mm800mm 参数均满足要求。 （3）悬吊理论校核锚索间距 根据地质资料，直接顶为砂质泥岩，为防止巷道顶板岩层发生大面积整体跨落， 用锚索将锚杆加固的“组合拱” ，利用“悬吊梁”理论，整体悬吊于坚硬的老顶砂岩中， 冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的直接顶整体冒落考虑。在忽略岩体粘结力 和内摩擦力的条件下，取垂直方向力的平衡，可用下式计算锚索排距。 L=nF2/2BHr 式中：

23、L锚索排距，m。 B巷道最大冒落宽度，取 5.6m。 H巷道冒落高度，按最严重的冒高即直接顶高度，取 3.2m。 r岩体比重，取 26.1KN/m3。 F2锚索极限承载力，取 504KN。 n锚索数，取 5。 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 8 - 通过以上计算得，L=2.693m，所选的锚索排距取 1.6m、1.4m、1.2m 均小于计算 值，故满足设计要求。 确定锚索长度 L=La+Lb+Lc+Ld 式中：L锚索总长度，m. La锚索深入到较稳定岩层中的锚固长度，m; Lb需要悬吊的不稳定岩层厚度，取 3.2m； Lc上托盘及锚具的厚度，取 0.2m； Ld需要外露涨拉长度，

24、取 0.25m。 按 GBJ-1985 要求，锚索锚固长度 La按下式确定： LaKd1fa/4fc 式中：K安全系数，取 K=2； d1锚索钢绞线直径，取 21.8mm； fa钢绞线抗拉强度，N/mm2（1770MPa，合 1376.11 N/mm2） ； fc锚索与锚固的粘合度，取 10N/mm2。 通过以上计算得，La221.81376.11/40=1499mm，取 La=2.0m，则 L=2.0+3.2+0.2+0.25=5.65m，本巷道采用锚索长为 9.2m，满足设计要求。 锚索倾角：锚索垂直巷道拱的切线安装布置。 锚索数目的核定： N=KG/P 断 式中：N=锚索数目； K安全系

25、数，一般取 2； P 断锚索的最低破断力，504KN； G被吊岩石的自重，KN； G=BDh AA B巷道掘进宽度，取最大宽度 5.6m 进行计算； 悬吊岩石厚度，取 3.2m； h 悬吊岩石平均容重，26.1KN/m3； D锚索排距，取较大值 1.6m。 通过计算得，G=5.63.226.11.6=748.34KN，则 N=2748.34/5042.969 根， 锚索为 21.8mm 的预应力钢绞线制作，L=9200mm，锚索锚固端应锚固在稳固岩层中， 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 9 - 巷道安装锚索时，考虑到锚索为在原锚网支护基础上的加强支护，故 5 根即可满足设计 要求

26、。附图：1511 采区煤巷断面图册.dwg 3、支护材料和施工机具设备 1) 锚杆：锚杆为 22mm L=2500mm 的左旋金属强力锚杆，托板规格均为 120mm120mm10mm 和 150mm150mm14 mm 金属钢板两种，顶部每根锚杆使用 3 卷 Z2850 型树脂锚固剂，帮部及山墙每根锚杆使用 3 卷 Z2350 型树脂锚固剂，顶部正中一 根锚杆沿巷中施工。切眼回采侧和支护时间低于 2 个月的煤巷宜选用玻璃钢锚杆等护 帮锚杆。 2) 锚固剂：MSK2350 型、MSK2850 型、MSZ2350 型、MSZ2850 型。 3) 锚网：金属锚网采用 6mm 18801000mm 或

27、 6mm 20001000mm 的特制钢筋 网，塑料网型号为 PP200MS，规格为 20001000mm，锚网搭接不小于 100mm，用双股 12#铁丝进行连接。 4) 钢带：钢带采用普通的 H 型钢带和 M5 钢带两种，H 型钢带采用 D12mm 的钢筋焊 成，H 型钢带分为长 1.9m、2.5m、3m 三种搭配使用，使用时普通 H 钢带垂直巷道中线 压茬使用；M5 钢带为长 2700mm、宽 160mm、孔间距为 1200mm 和长 1850mm，宽 160mm， 孔间距为 800mm 的钢板两种。 5) 锚索：锚索均为 21.8mm 的预应力钢绞线制作，L=9200mm（岩性变化时适度

28、调 整） ，托板为 350mm350mm14mm 及 150mm150mm14mm 两块，每根锚索使用 4 卷 Z2850 型树脂锚固剂，锚索锚固端应锚固在稳固岩层中。 6) 锚杆附件（托板、球形垫圈、减摩垫圈和螺母等）的规格和力学性能要与锚杆 相配套。 7) 喷浆料：喷射混凝土必须使用纯净的中、粗砂和粒度不大于 10mm 的瓜子片，按 配比为水泥：黄砂、瓜子片混合料=1：4 均匀搅拌而成。水泥选用不低于 PC32.5，速 凝剂型号为 J85 型，速凝剂掺入量为水泥重量的 3 -5%，喷层厚度 50150mm，喷砼强 度均为 C20。 8) 机具设备：风动锚索钻机 MQT-130 型，气动锚索

29、涨拉仪 MQ22-250/63 型，风煤 钻 ZQS-20 型等其它机具。 五、锚杆、锚索支护施工五、锚杆、锚索支护施工 1. 巷道掘进应按设计断面施工。技术人员在编制规程、措施时必须明确支护材料、 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 10 - 支护施工顺序，操作要领、工程质量标准。对围岩变形量较大的巷道，可采用两种断面 规格检查验收，但巷道变形后的最小断面必须满足掘进期间安全生产的需要，并制定专 门措施。移交巷道时应满足采煤工作面安装、回采设计要求。 2. 临时支护：严禁空顶作业，迎头必须使用好临时支护，其形式、规格、要求等 必须在规程措施中明确规定。 3. 作为支护的锚杆安装达到

30、规定的螺母扭矩后，不得因网的压茬等原因卸下螺母 重新安装。 4. 锚杆支护巷道落煤（岩）后，迎头高度达到顶板锚杆支护的高度时，顶板必须 及时进行支护，巷道顶板锚杆支护必须紧跟迎头施工，不得为了网的压茬而使迎头一排 锚杆虚设。如两帮稳定、不片帮，帮锚杆施工可适当滞后一段距离，但滞后距离和最大 空帮时间必须在作业规程、措施中明确规定。 5. 顶锚杆必须逐排由外向迎头顺序施工，每排内锚杆必须由中间向两帮顺序施工。 严禁采用一次性将所有钻孔打好，再一次性安装锚杆的方法施工。 6. 支护工艺及施工要求 1) 安装锚杆时，先把树脂药卷按规定的数量装入眼内，随后插入锚杆将其轻推至 眼底，接着安好连接套,插入

31、锚索机，启动锚索机使之旋转，快转慢进到眼底，搅拌时 间为 2035s 后停钻，锚杆注到位后固定好杆体，待锚固剂凝固 3min 后方可卸下螺母， 10min 后，挂网并上紧托板，将螺母用加长扭矩扳手或风动扳手拧紧至规定扭矩。 2) 打顶锚杆使用锚索机，钻头使用 32mm 的 PDC 钻头，孔深为 2450mm；打帮锚杆 使用风煤钻，钻头使用 28mm 的麻花钻头，孔深为 2450mm，要求掏尽煤粉。锚杆未端 露出螺母 1040mm。 3) 顶部使用 3 卷 Z2850mm 型树脂锚固剂，帮部使用 3 卷 Z2350mm 型树脂锚固剂， 顶部锚杆使用锚索机、帮锚杆使用风煤钻安装，采用快速安装工艺，

32、搅拌及上紧螺母一 次完成，搅拌时间为 2035 秒，匀速推进到孔底，到凝固后自动拧紧螺母。 4) 按间排距要求找准锚索位置，用锚索机打锚索眼，用清水冲洗孔眼，装入 4 卷 Z2850 树脂锚固剂，用锚索线将其顶入孔底，安上专用搅拌器，启动锚索机搅拌 3045 秒，搅拌到位后凝固 3 分钟后退去锚头，10 分钟后安装垫板、锁具，使用涨拉机具将锚 索上紧。 5) 锚索钻孔使用锚索机，钻头使用 32mm 的 PDC 钻头。 7. 锚杆孔施工规定： 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 11 - 1) 顶板锚杆孔宜采用功率大、性能优越的锚杆钻机或凿岩机钻孔，帮锚杆宜采用 功率大、性能优越的帮锚

33、杆机或风煤钻钻孔，当围岩 f6 时，方可采用其它有效钻孔 方式，但孔径需与之匹配。 2) 钻孔前，应根据设计要求确定孔位，做好标记。 3) 锚杆间排距误差不超过100mm 4) 锚杆角度误差不超过5 5) 锚杆孔深度误差 030mm 6) 施工锚杆孔所用的钻杆长度不得大于所用锚杆的长度。锚杆必须推到孔底，螺 母外锚杆丝扣长度应在 1040mm 之间。 7) 锚杆孔内的煤岩粉必须吹干净，不得有积水。 8) 锚固剂使用前应进行检查，不应使用过期、硬结、破裂等变质失效的锚固剂。 9) 由于煤帮锚杆孔含水或湿润对树脂锚杆的锚固效果有一定的影响，帮锚杆孔可采 用干打外喷方式施工，但必须采取降尘措施。 8

34、. 安装锚杆规定： 1) 锚杆托板与螺母之间必须使用减摩垫圈。 2) 顶板及类围岩巷道巷帮锚杆支护必须采用快速安装工艺安装锚杆。 3) 螺母的拧紧必须采用机械设备进行，且必须对锚杆螺母进行二次紧固，以保证 螺母扭矩符合规定要求。螺母扭矩按煤岩别分，煤层中金属锚杆螺母扭矩200 Nm， 岩石中金属锚杆螺母扭矩300 Nm，玻璃钢锚杆螺母扭矩40 Nm。 4) 托盘应紧贴钢带、网或巷道围岩表面，锚杆托板处的浮煤矸要找掉。 5) 网规格、联网方式必须在规程措施中明确规定。 9. 预应力锚索施工应遵守的规定： 1) 必须采用锚索钻机或锚杆钻机钻孔。 2) 锚索孔深度误差应不大于 100mm。 3) 锚

35、索应垂直于顶板或巷道轮廓线布置，角度误差不超过10。 4) 锚索间排距误差不超过100mm。 5) 安装锚索时，钢绞线应推到孔底，安装后外露钢绞线长度不宜超过 250mm 6) 锚索施工后，应及时对锚索进行检查，锚索预紧力的最低值应不小于设计预紧 力的 90%。发现工作载荷低于预紧力时应及时进行二次张拉锚索施工后，必须适时对锚 索进行检查，发现预紧力不足应及时进行二次张拉。 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 12 - 7) 安装锚索应优先使用电动或气动张拉机具，不宜使用手动式张拉机具。 8) 锚索钻孔中有淋水时，应采用补强措施。 9) 锚索滞后迎头的距离，应根据实际揭露的围岩稳定性

36、而定，具体要求须在措施 中明确。 10. 煤巷锚杆支护巷道局部掉顶、片帮时，宜优先采用锚杆进行支护，并采用“掉 到那里，锚到那里”的支护方法。 11. 锚杆支护巷道遇断层，宜优先选用锚杆、锚索、锚注等支护形式进行支护，并 适当加大支护密度，必要时应采用金属支架、支柱等进行加固，无论采取哪种支护形式， 应顺延至断层带范围以外 5m 以上。 12. 锚杆、锚索严禁在井下截用。因特殊需要锚杆、锚索确需在现场截断的，必须 制定专门措施并做出明显标记。 13. 出现不合格的锚杆、锚索必须及时补打。 14. 任何煤巷作业地点，作为永久支护的锚杆、锚索等不应作为起吊设备或悬挂其 他重物 15. 为防围岩风化

37、、防火需要封闭的巷道，增加喷砼支护时应在措施中明确施工 顺序、技术参数、工程质量和安全保障措施。 六、煤巷锚杆支护监测和信息反馈六、煤巷锚杆支护监测和信息反馈 1. 矿必须组织监测人员进行培训，使其掌握测站安设、仪器操作、数据测读和数 据处理方法。 2. 顶板离层仪安装和巷道表面位移点设置，原则上“谁施工，谁负责” ，责任人为 施工单位技术员，负责测站（点）的编号、日常监测，并按规定向总工办矿压组报送数 据。 3. 总工办矿压组负责对顶板离层仪和巷道表面位移监测数据汇总和校核，公共巷 道的日常监测，绘制在用巷道每个测站的位置和仪器分布图，制定日常监测方案，分析 处理监测数据，并将信息反馈。 4

38、. 总工办设计组负责及时修正采区初始设计支护参数，并为准备煤巷及工作面正 式设计收集可靠数据。 5. 正在使用和即将使用的掘进作业规程应作相应变更，审批通过后实施，并继续 进行综合监测。 6. 锚杆、锚索支护监测： 1) 煤巷锚杆支护监测分为综合监测和日常监测两种。综合监测的目的是验证或修 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 13 - 正锚杆支护初始设计，评价和调整支护设计；日常监测的目的是及时发现异常情况，采 取必要措施，保证巷道安全。 2) 综合监测的主要内容为巷道浅部和深部位移、顶板离层、锚杆（锚索）受力状 况；日常监测主要内容为顶板离层观测。 3) 观测要求：距煤巷掘进工作面

39、 50m 内和回采工作面 100m 内，观测频度每天不少 于一次。在此范围以外，除离层有明显增长，顶板离层仪的观测频度可为每周一次。 对顶板不稳定、压力较大处的顶板离层仪需每天一观测。 4) 顶板离层仪达到规定临界值要及时采取加固措施，加固后连续观测不少于 3 天， 每天一观测，以后恢复观测周期。 5) 当发现巷道围岩移近速度急剧增加或一直保持较大值时，由矿有关领导或部门 召集有关人员调查分析原因，并采取相应的安全措施。 6) 顶板离层指示仪的浅基点应固定在锚杆端部位置，深基点一般应固定在锚杆上 方稳定岩层内 300mm500mm，若无稳定岩层，深基点在顶板中的深度应不小于巷道跨 度的 1.5

40、 倍。 7) 不能进行有效测读的顶板离层指示仪应及时更换，如果不能安装在同一钻孔中， 应靠近原位置钻一新孔进行安设。原指示仪更换后，要记录其读值，并标明已被更换。 新指示仪的基点安设层位与高度应与原测点一致。 7. 巷道表面位移监测：巷道表面位移监测内容包括顶底板相对移近量、顶板下沉 量、底鼓量、两帮相对移近量和巷帮位移量。 8. 发现异常情况，监测人员应立即向矿总工办矿压组汇报，并分析出现异常的原 因及其危害，提出处理办法并及时组织落实。 9. 总工办矿压组应保存监测数据，并存档。 七、煤巷锚杆支护施工质量检测七、煤巷锚杆支护施工质量检测 1. 锚杆、锚索施工质量由矿质标办和总工办矿压组负责

41、检测，检测人员须经相关 专业培训方可上岗。 2. 施工质量由质标办负责，检查内容主要包括锚杆、锚索间排距、位置是否符合 要求，锚杆、锚索的安装角度是否正确，托板是否紧贴岩面，钢带、金属网是否搭接、联 网，巷道规格尺寸是否过大等，支护材料是否符合规程措施要求。 3. 锚杆锚固力、锚索预紧力试验由总工办矿压组负责进行，按相关规定要求，锚 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 14 - 杆抗拔力检测抽样率为 3%，每 300 根顶、帮锚杆各抽样一组（共 9 根） ，同时锚索抽样一 组（共 9 根）进行检查，不足 300 根时，按 300 根执行。锚杆预紧力或力矩检测抽样率不 低于 5%，每

42、300 根顶、帮锚杆抽样各一组（共 15 根）进行检测，不足 300 根时，按 300 根进行。 4. 根据周边矿井对顶板离层临界值规定，并结合本矿井对顶板观测分析总结，确 定离层临界值为 50mm。 5. 锚杆、锚索拉力测试应在施工现场进行非破坏性测试，金属锚杆、锚索拉力标 准如下：锚杆预紧力煤层中对螺母扭矩200 Nm ，拉拨力50KN；岩层中对螺母扭 矩300 Nm，拉拨力100KN 。锚索：预紧力120KN；玻璃钢锚杆对螺母扭矩40 Nm，试验抗拔力不小于 40KN。 6. 煤巷锚杆支护质量达不到合格标准要求时,应及时采取补强措施,补强后的巷道 应对其工程质量重新进行质量评定和验收。

43、7. 煤巷锚杆支护质量应符合国投新集煤矿安全质量标准化基本要求。 八、煤巷锚杆支护正式设计八、煤巷锚杆支护正式设计 1. 煤巷锚杆支护正式设计由总工办设计组和现场技术管理组负责。 2. 煤巷锚杆支护正式设计主要包括：准备煤层巷道设计变更和工作面设计。 3. 准备煤层巷道设计变更是在采区初始设计的基础上，根据已掘煤巷锚杆支护监 测和反馈信息、揭露的围岩地质条件和预报资料、瓦斯实际最大涌出量、掘进机械设备 等其它具体因素，由总工办设计组进行相应变更设计，施工单位及时按变更设计变更规 程措施。或由相关职能单位联系，施工单位提请变更，由分管副总工程师组织会审并实 施。 4. 工作面设计是在采区初始设计

44、和准备煤层巷道正式设计的基础上，对工作面轨 道顺槽、胶带顺槽、切眼、硐室等煤层巷道做出的具体设计，其设计程序是： 1) 由总工办设计组向地测科、机电办、通办防送达经设计主管、设计副总工程 师和总工程师签秕的委托书。 2) 地测科接到委托书后要按期提供该工作面地质报告说明书、最新修正的煤层 底板等高线图、巷道平、剖面图、柱状图（电子版和签批的书面版） 。 3) 机电办接到委托书后按期提供该工作面设备布置图、设备型号（外型尺寸） 、 供电、供液、绞车等其它硐室所需尺寸（长宽高）及相应系统图（电子版和签批的 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 15 - 书面版） 。 4) 通防办接到委托书

45、后按期提供满足通风和瓦斯治理需要的最小和最大断面、 所需要的相关硐室位置、尺寸及相关系统图（电子版和签批的书面版） 。 5) 总工办设计组须根据地测科、机电办、通防办提供的资料在施工前规定时间 内完成。 5. 规程措施要严格按照工作面设计说明书和图纸编制执行。 6. 回采煤层巷道在施工过程中遇到地质构造或围岩变化等其它异常条件，由总工 办现场技术管理组组织相关职能部门现场鉴定，分管副总工程师和设计副总工程师根据 实际条件，制定专项支护方案，具体在施工措施中体现。 7. 工作面各煤层巷道或煤层硐室，根据已掘煤巷锚杆支护监测和反馈信息、揭露 的围岩地质条件和预报资料等其它具体因素，由总工办设计组进

46、行相应变更设计或由相 关职能单位联系，施工单位提请变更，由分管副总工程师组织会审并实施。 8. 锚巷锚杆支护设计坚持：初始设计锚杆支护与围岩稳定监测、信息反馈修 改完善设计再进行锚杆支护与围岩稳定监测、信息反馈再次修改完善设计的循序渐 进原则。 九、安全保障措施九、安全保障措施 1、以上锚杆（锚索）参数设计主要是通过工程类比法及经验公式校核计算而来， 但由于现场实际条件不断变化，不一定与理论计算时设想的工程条件一致，因此必须加 强矿压观测工作，及时将观测结果反馈至设计部门，以便针对观测结果及时调整支护参 数。 2、施工队技术员及班组长应随时撑握迎头顶板岩性变化情况，如存在构造破碎带、 压力集中

47、区、断层或裂隙发育区，应及时反应至总工办，经现场鉴定，如不能再继续施 工锚网支护，应及时采用架棚或“内锚外架”等其它支护方式。 3、施工队要通过打锚杆、锚索或按规定探查顶板岩性，随时掌握清楚顶板岩性情 况并形成记录，特别是掌握有无煤线、弱软岩层、滑面及其层厚、层位变化情况等，如 果锚杆、锚索末端位于煤线或弱软岩层内，应及时增加锚杆、锚索长度，锚固长度或更 改支护形式。 4、顶板离层达到临界值的处理： 1) 发现顶板离层达到临界值时，应立即向总工办矿压组或现场技术管理组汇报， 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 16 - 由掘进副总召集有关人员分析顶板离层的原因，并采取相应的安全技术措

48、施。 2) 属于锚固范围以内离层，要分析锚杆锚固力和支护密度等方面的原因，及时修 正支护参数，加大支护密度或加大支护强度。 3) 属于锚固范围以外的离层，应补打锚索或增加长度，加固两帮；也可用金属支 架加强支护。 5、在顶板不完整、存在滑面、节理发育、淋水的地带，根据严重程度，轻微时可 继续采用锚网支护，但必须加打一排托棚加固，严重时必须更改支护形式。 刘庄煤矿 1511 采区煤巷锚杆支护设计 - 17 - 附附 名词解释名词解释 1. 煤巷：断面中煤层面积占 4/5 或 4/5 以上的巷道。 2. 半煤岩巷 ：断面中岩石面积（含夹石层）大于 1/5 到小于 4/5 的巷道。 3. 锚杆支护 ：以锚杆为基本支护形式的支护方式。 4. 锚杆杆体破断力 ：锚杆杆体能承受的极限拉力。 5. 锚杆拉拔力：锚杆锚固后，拉拔试验时，锚杆破断或失效时的极限拉力。 6. 锚固力：锚杆的锚固部分或杆体在拉拔试验时，所能承受的极限载荷。 7. 设计锚固力：设计时给定的锚杆应能承受的锚固力。 8. 树脂锚杆：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。 9. 树脂锚固剂：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 剂两部分分隔包装成卷形。混合后能使杆体与被锚固体煤岩黏接在一起。 10.锚固长