煤巷锚杆支护的施工设计及矿压监测.pdf

科技情报开发与经济 S C I 一 F E C H I N F O R M A T I O N D E V E L O P M E N T＆E C O N O M Y 2 0 0 6 年第 1 6 卷第2 4 期 文章编号 1 0 0 5 6 0 3 3 2 0 0 6 2 4 0 2 8 6 0 2 收稿 日 期 2 0 0 6 0 7 - 0 6 煤巷锚本 干 支护的施工设计及矿压监测 1 锚杆支护设计 王双喜 山西省煤炭安全纠察总队， 山 太原， 0 3 0 0 0 1 摘要 随着锚杆支护技术的不断推广应用， 人们已经认识到矿压监测的重要性和必 要性。因此时锚杆支护的矿区进行比较全面、 系统的监测， 并使监测工作走向正规化、 日常化已势在必行。对矿压监测的方法及注意事项进行了论述。 关键词 煤巷； 锚杆支护； 矿压监测 中图分类号 T D 3 5 3 文献标识码 A 巷道顶板支护采用左旋螺纹钢锚杆， 直径 1 8 n l n l ， 长 1 8 0 0 H i m一 2 2 0 0 m m ； 使用 K 2 4 5 5 型、 Z 2 4 5 5型树脂锚囿剂各 1 卷进行锚同； 扭矩 9 0 N m， 锚固力不小于 1 0 0 k N 。锚杆间排距均为 8 0 0 m m 一 1 0 0 0 F i l m 。 顶板支护用 锚索K 3 0 0 0 F i l m 一 5 0 0 0 m m， 间距 2 5 0 0 m m ～ 5 0 0 0m m 。顶板另外再用 w 型钢带或直径 1 2 m m钢筋焊接的钢筋梯及直径 8 m m钢筋焊接的钢筋 网护顶。巷道两帮支护采用直径 1 6 m i l l 、 跃1 6 0 0 m m的圆钢树脂锚杆， 使用 1 卷 K 2 4 5 5型锚固剂进行端头锚固， 扭矩5 0 N m ， 锚囿力不小于 5 0 k N 。 锚杆间排距均为 8 0 0 m m ～ 1 0 0 0 m m 。另用直径 8 m m钢筋焊接的钢 筋梯或 1 2 号铅丝编织的菱形网 网格 8 0 m in x 8 0 ra m 护帮， 巷道锚杆支 护断面见图 1 。 锚索 ～ 图 1 巷道锚杆支护断面示意图 m m 顶锚杆螺母采用加厚型扭矩螺母， 帮锚杆螺母采用普通螺母 ， 托板 均采用强力托板。 2 矿压监测的内容和方法 矿压监测主要有综合监测和 日 常监测两方面的内容。 综合监测的主 要作用是验证或修改初始l殳 计； t3 常监测的主要作用是为了保证安全。 2 ． 1 综合监测 每条锚杆支护巷道应根据其嗣岩条件和长度没 计 2 3个测站。 当巷 m m 图 2 巷道表面位移监测 断面 道尺寸或掘进工艺改变或观察到围岩地质条件发生变化时， 应根据变化 情况增加测站数。 综合测站安没 应靠近工作面。 每个测站的位置、 仪器分 布都应用图标明， 并详细注明相关的地质与生产条件 ， 每个测站都应编 号。综合监测内容如下 2 ． 1 ． 1 巷道表 面位移 监测 内容包括巷道顶 底 版、 两帮相对移近量及顶板下 沉量 。 采用十 布点法安设表面位移临测断面 见图 2 。在顶底板中部垂 直方向和两帮水平方向钻直径 2 8 il l n l ， 深 4 0 0 n l n l 的孔， 将直径 2 9 R l n l ， 长4 0 0 fl l n l 的术桩打人-f L t ， 顶板和上帮木桩端部安设弯形测钉。 底板和 下帮安设平头测钉。 1 观测方法 在 C ， D之间拉紧测绳， A ， B之间拉紧钢卷尺， 测读 A O ， A B 值；在 A ， B之间拉紧测绳， C ， D之间拉紧钢卷尺，测读 C O， C D 值。 测量精度要求达到 1 n l m 。 采用皮卷尺测量监测断面距掘进工作面的 距离。 2 测量频度。距掘进工作面和采煤工作面 5 0 m之内， 每灭观测 1 次 ， 其 他期 间每周观测 1次。 2 ． 1 ．2顶板 离层 监测内容包括锚固区内外顶板岩层位移。 2 ． 1 ．2 ． 1 顶板离层仪的原理 顶板离层指示仪是将顶板孔内多个固定装置随岩层的变化值， 通过 Di s c u s s i o n o n t h e De t a i l s i n t h e S e c o n d a r y De s i g n o f t h e P o we r Tr a n s f o r ma t i o n Zh a n g Xi a o - l i a n g， Li J i a n g - l o n g ABS TRACTTh i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e p r o b l e m o f t h e t y p e s e l e c t i o n o f t h e s e c o n d a r y e q u i p me n t ，p o i n t s o u t t h a t t h e s e c o n d a ry d e s i g n s h o u l d b e c o mb i n e d w i t h a n t i - a c c i d e n t me a s u r e s ，a n d e x p o u n d s t h e d e t a i l s n e e d i n g a t t e n t i o n i n t h e s e c o n d a ry d e s i g n o f p o we r t r a n s f o r ma t i o n． ． KEY W OR DSs e c o n d a ry d e s i g n o f p o we r t r a n s f o r ma t i o n； t y p e - s e l e c t i o n o f e q u i p me n t ； a n t i - a c c i d e n t me a s u r e 2 8 6 维普资讯 王双喜煤巷锚杆支护的施工没计及矿压 测 本刊 E - m a i h b j b m a i l ． s x i lff o ． n e t 经验交流 测量钢丝反映列没在顶板表面的测读装置上， 通过顶板不同层位的位移 差， 判断出巷道顶板的稳定性和锚杆的支护效果。 2 ． 1 ． 2 ．2 顶板离层仪的结构 顶板离层仪由孔内固定器、 测量钢丝、 孔口盘和测读装置 4 部分组 成。孔内固定器采用弹簧抓爪式结构； 测量钢丝由柔软弹性小的多股细 钢丝琏接内固定器与测读装置； 测读装置由两个带有刻度标志的半圆钢 条组成； 孔口盘由塑料圆盘和塑料管组成， 圆盘作用是导泄孔内水， 圆管 是读测装置的基准点。 2 ， 1 ． 2 , 3 顶板离层仪的安装 为了准确反映顶板变化情况 ， 离屡仪要紧跟工作面迎头安装， 在安 装后要每天进行观测记录。 直至巷道顶板位移比较稳定后可间隔时间稍 长些。 在回采期间再继续每天观测。安装步骤如下 1 用锚杆钻机的钻头 直径 2 7 ra m 和 B 1 9 接长钻杆打 5 ,0 m ～ 1 0 ． 0 m 深的孔。其孔 口 直径 4 2 ra m 用扩u 钻头钻孔 ， 用来安装孔口固定装置。 2 用安装杆将深部基点锚同器推入孔中， 直至孔底， 抽出安装杆 后。 手拉一 F 钢绳 ， 确认锚固器已固定住。 深部基点应固定在锚杆上方稳 定岩层 3 o o ra m 无稳定岩层时． 一般固定在顶板以上 8 m处 。 用安装杆 推入浅部基点锚固器至 2 1 3 m处。 抽出安装杆后用手拉一下钢绳， 确认 锚 固器 已固定住。 3 安装好孔口 盘， 并使流水口朝向顶板低的方向。 4 对准刻度。 将 A刻度 浅部基点刻度 坠与孔口套管下边缘对齐。 将其绳 死． 并截去多余钢绳； 将 B 刻度 深部基点刻度 坠与 A刻度 坠下边缘对齐， 将其绳卡卡步 E ， 并截去多余钢绳。 5 安装完毕后， 记 F A。 B刻度杆的初始值。 2 ． 1 ． 2 ． 4 观测频度 在掘进与回采影响期间。 距掘进工作面和采煤工作面5 0 m之内， 应 每天监测 1 次 ， 在其他期问每周监测 l 一 2 次。 2 ． 1 _3 锚杆受力 采用 c M 2 o 0 型测力锚杆测试巷道锚杆受力，每一观测断面布置 l 4 根测力锚杆。在施工时． 将正常安装的锚杆换成测力锚杆。 2 ． 1 ． 3 ． 1 工作原理 测力锚杆是根据电阻应变片的应变原理制作的具有特殊结构的锚 杆， 将其代替普通锚杆安装于围岩中， 由于杆体全长分段预埋电阻应变 片， 杆体上各点的受力可以通过接收仪随时测取， 实际起到监测锚杆工 况的作用。 2 ． 1 ． 3 ．2安装位置 1 安装方向。 安装测力锚杆要保证杆体上的应变片埋植槽的朝向， 安 装时要在搅拌接头上做好标记， 以便在搅拌时可以得到正确的安装方向。 2 安装位置。 测力锚杆应尽可能靠近掘进工作面安装， 但必须保证 不被掘进机炮头破坏， 一般距工作面 O ． 5 m左右， 这样可以给掘进机留出 足够的空间， 卜一 次掘进时不会破坏测力锚杆。 2 ． 1 ． 3 - 3 测量方法 每次测量时先将保护接头内的防尘盖旋下， 接上连接导线 ， 导线的 另一端与多通道转换开关接好， 再接通多通道转换开关与静态电阻应变 仪 ， 确信一切正常， 开始测量 ， 将多通道转换升天上的转换开关置于“ l ” 的位置， 读取应变值。转动开关， 依次到⋯ 2 ’ 至“ l 2 ” 位置读取应变值。 2 ． 1 ． 4 锚 索受力 采用 Y G S --3 0 0型锚索测力计测试锚索受力。安装锚索时， 在张拉 锚索之前先安上锚索测力计， 再套上托盘、 锚具， 然后张拉锚索到8 O k N ～ 1 0 0 k N， 观测时直接从锚索测力计液压表上读取数值。观测频度与巷道 表 面位移观测相同 。 2 ．2日常监测 2 ． 2 ． 1 锚杆锚 固力抽检 巷道掘进施工过程中， 安排专人对锚杆的锚固力进行抽榆， 巷道每 3 0 0 根抽榆一组 。 抽检的比例不小于 5 ％。抽检时只做非破坏性拉拔 ， 顶 锚杆达到7 O k N为合格， 帮锚杆达到 5 O k N为合格。一旦发现不合格锚 杆， 必须在其托板上注明“ 补打” 字样 ， 重新安装合格锚杆。 2 ． 2 ． 2项 板 离层 顶板离层仪除作综合监测外 。 还用作日常监测。 巷道每隔 3 0 n l 安设 1 个顶板离层仪。在距掘进工作面 5 0 m内， 观测离层值。5 0 m以外除非 离层仍有明显增长的趋势 。 一般可停止测读具体读数据。 改为观察两个 刻度坠的颜色． 由当班班长或跟班技术人员负责观察。其他人员也应随 时注意观察， 以便及早发现异常现象 。 确保安全。 一旦发现异常现象必须 立即撤退人员并向调度台亍 [ 报。 离层指示仪以红、 黄、 绿三种颜色表示顶板离层松动的严重程度．． 绿 色表示顶板松动离层值较小。 处于较稳定的状态； 黄色表示离层松动已 达到警界值； 红色则表示顶板离层松动值较大， 已进人危险状态。 2 2 ． 3 锚杆预紧力矩抽检 1 锚杆预紧力矩抽检采用力矩示值扳手。 2 每小班由跟班班长或跟班技术人员对顶 、 帮各抽样一组 每组 3 根 进行锚杆螺母扭矩检测。 每根锚杆螺母拧紧力矩都应符合技术要求； 顶板锚杆的安装扭矩不得小于 1 0 0 N n l ； 帮锚杆的安装扭矩不得小于 6 O N n l 。 3 每组中如有一个螺母扭矩不合格。 就要再抽查一组 每组 3 根 。 如 果发现仍有不合格的， 应将本班安装的所有锚杆的螺母重新拧紧一遍。 3 信息反馈及数据分析 各矿生产技术科应安排专人及时处理和分析综合监测数据， 并与信 息反馈指标进行比较。由总工程师主持分析， 判断锚杆支护初始设汁是 否合理， 需要修改时， 作为补充设计纳入掘进作业规程中。 掘进施工单位技术负责人应及时处理分析当天的监测数据， 如发现 数据异常， 应立即向矿生产技术科、 总工程师汇报， 分析出现异常的原 因， 提出处理办法并组织落实。 责任编辑 白尚平 第一作者简介 王双喜， 男， 1 9 7 3年 1 月生 ， 1 9 9 6 年毕业于L I J 西矿、 学院， 工程师， 山西省煤炭安全纠察总队， 山西省太原市并州路 ， 0 3 0 0 0 1 ． Th e Co n s t r u c t i o n De s i g n a n d Ro c k Pr e s s u r e De t e c t i o n f o r t h e S u s p e n s i o n Ro o f S u p p o r t o f Co a l Ro a d W ANG S h u a n g - x i ABS TRACTAl o n g w i t h t h e c o n t i n u o u s p o p u l a r i z a t i o n a n d a p p l i c a t i o n o f t h e s u s p e n s i o n r o o f s u p p o r t ，p e o p l e h a v e r e c o g n i z e d t h e i mp o r t a n c e a n d n e c e s s i t y o f t h e r o c k p r e s s u r e d e t e c t i o n ，T h e r e f o r e ，i t i s i mp e r a t i v e t o ma k e mo r e c o mp r e h e n s i v e a n d s y s t e ma t i c d e t e c t i o n wi t h t h e mi n i n g a r e a s w i t h t h e s u s p e n s i o n r o o f s u p p o rt a n d ma k e t h e d e t e c t i o n n o r ma l i z e d a n d r o u t i n i z e d ． T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e d e s i g n o f t h e s u s p e n s i o n r o o f s u p p o rt，a n d e x p o u n d s t h e c o n t e n t s a n d me t h o d s o f t h e s u s p e n s i o n r o o f s u p p o rt a n d s o me ma t t e r s n e e d i n g a t t e n t i o n i n t h e a p p l i c a t i o n o f t h e s u s p e n s i o n r o o f s u p p o rt． KEY W ORDS c o a l r o a d； s u s p e n s i o n r o o f s u p p o rt；r o c k p r e s s u r e d e t e c t i o n 2g 7 维普资讯