1、煤矿安全生产,顶板管理,一、煤矿基本条件 (一)基础知识 1、煤层厚度 煤层厚度是指煤层顶底板岩层之间的垂直距离，也称为真厚度。 2、煤层结构 煤层结构是指煤层中是否含有夹矸层。 简单结构煤层：煤层中一般没有夹矸或偶有12层稳定夹矸。 复杂结构煤层：煤层中夹矸层数较多或很多，层数、层位、厚度及岩性变化大。 3、煤层分类 按煤层厚度分类。 极薄煤层 0.3m0.5m 薄煤层 0.5m1.3m 中厚煤层 1.3m3.5m 厚煤层 3.5m6.0m,特厚煤层 6.0m 按煤层倾角分类： 近水平煤层 45 煤层倾角变化在090之间，倾角越大，开采难度越大。 按煤层稳定性分类： 可分为稳定、较稳定、不稳
2、定和极不稳定煤层四类。 4、煤层三要素：走向、倾向、倾角。 走向：就是同一层面上等高两点的连线，走向线延伸的方 向即为岩层的走向。 倾向：在岩层层面上与走向线相垂直并沿斜面向下的一条 线叫倾斜线。倾斜线在水平面上的投影所指方向即 为倾向。 倾角：倾斜线与它在水平面上投影的夹角称为倾角。,5、煤层的顶底板 伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮 落的较薄岩层，厚度一般为0.3m0.5m，多由页岩、碳 岩页岩等组成。 直接顶：是直接位于伪顶或煤层(如无伪顶)之上的岩层，常随着 回撤支架而垮落。厚度一般为1m2m，多由泥岩、页岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。 基本顶（老顶）：是位于直接顶之
3、上或直接位于煤层之上的厚而坚硬的岩层。通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石组成。 伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度一般为0.2m0.3m。 直接底：直接位于伪底或煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般由 几十厘米至1m左右，通常为泥岩、页岩或粘土岩。 老底：指位于直接底下面比较坚硬的岩层，多为砂岩、石灰岩等。,6、地质构造 单斜构造 在一定范围内、煤层或岩层大致向一个方向 倾斜，这样的构造形态称为单斜构造。褶皱构造 背斜：在形态上一般是一个中间向上凸起的弯曲，岩层自中心向两侧倾斜。 向斜：在岩石形态上一般是一个中间向下凹陷的弯曲，岩层自两侧向中心倾斜。,褶皱构造,背斜,褶
4、曲对安全生产的影响：褶曲构造对煤矿生产安全同样会造成一定影响。在褶曲构造的转折端，煤层顶板常较破碎，裂隙发育，压力增大，容易发生冒顶、片帮事故，给顶板维护带来困难；背斜转折端可能煤层瓦斯含量较高，掘进巷道接近时工作面瓦斯涌出量增大，通风管理不善容易发生瓦斯事故；向斜转折端还可能成为储水构造，巷道掘进接近时出现工作面涌水现象，给正常生产造成影响。 柳林县以三川河为界，属向斜构造，以河为界，河两边的同德、贺昌等煤矿瓦斯浓度较高，向南北延伸后瓦斯涌出量逐渐降低。 裂隙 走向裂隙 裂面走向与岩层走向一致 倾向裂隙 裂面走向与岩层走向垂直 斜交节理 裂面走向与岩层走向斜交,节理对煤矿生产的影响 炮眼布置
5、与节理 尽量垂直为宜。 割煤机前进方向与节理 最好与较发育的一组节理倾向一致。 煤层顶板节理与支护方式 节理发育、顶板破碎，宜用复合支护。 掘进及工作面回采方向最好与主要裂隙方向有一定交角（瓦斯）。,岩溶陷落柱 由于岩溶塌陷作用形成镶嵌于地层中的岩石碎块堆积体，叫岩溶陷落柱，一般常称作无炭柱。 岩溶陷落柱形成原因： 煤系之下可溶性岩层被地下水长期潜蚀，形成溶洞，溶洞不断扩大，在重力作用下，并因地下水水位升降吸蚀等诱导，洞顶岩层塌陷，并经地下水潜蚀及搬运，不断产生塌落空间和塌落作用，形成地层中的碎石碓积体岩溶陷落柱。,陷落柱对煤矿生产的影响： 破坏可采煤层，减少煤炭储量； 影响正规开采； 影响采
6、掘施工，制约矿井机械化作业； 影响安全。陷落柱附近煤层顶板一般较为破碎，容易发生冒顶、片帮事故；高瓦斯矿井在接近陷落柱处工作面瓦斯涌出量可能发生变化，管理疏忽易发生瓦斯事故；带压开采的矿井，遇导水陷落柱时可能发生矿井突水事故。 断裂构造 岩层受力后遭到破坏，形成断裂，失去了连续性和完整性的构造形态叫断裂构造。,正断层,断层对煤矿生产的影响 1）断层影响井田和采区的划分 2）断层影响开拓系统布置 3）断层造成巷道掘进的无效进尺和采掘接续紧张 4）断层造成煤炭资源储量损失 5）断层存在使矿井生产成本增加 6）断层对煤矿生产安全产生影响 我县沿聚财塔方向有一条大断层，该断层以北4、5号煤层均为肥煤，
7、以东3、4、5号均为焦煤。 兴无煤矿掘进巷道时因4号煤层上升，沿着4号煤层掘进时，揭露5号煤层并沿着5号煤层掘进100多米，后经煤质指标化验，确认为5号煤层，对所掘巷道进行了充填，花费了大量的人力物力财力，这也就是断层惹的祸。 其他煤矿都有不同程度的断层出现。 7、煤层沿倾斜的开采顺序 由于煤层在地下大多为倾斜赋存，对同一层煤，一般都是由上而下(由浅入深)地逐步开采。 8、水平分层采煤法,水平分层采煤法就是把煤层沿水平面划分成若干分层，并在每个分层中布置准备巷道及采煤工作面，然后顺次进行采煤，采煤工作面一般沿走向推进。 9、矿井储量、生产能力 9.1、矿井储量 矿井储量是指井田范围内煤炭的埋藏
8、量。矿井储量有远景储量和工业储量两种。其中工业储量是矿井建设、设计的重要依据。矿井的生产能力、服务年限都必须以经批准的精查地质报告提出的工业储量为依据确定。 矿井工业储量中只有一部分能够采出，这部分储量叫做可采储量。 9.2、矿井生产能力 矿井生产能力系指矿井一年内能生产煤炭的数量，又称矿井年产量或井型。 大型矿井120、150、180、240、300、400及以上万 中型矿井 45、60、90 万 小型矿井 6 9、15、21、30 万 近年来，随着开采技术的不断发展，煤矿井型有不断扩大的趋势，出现了500万以上甚至1000万的矿井。,（二）巷道分类 按空间特征分类 1、垂直巷道 2、水平巷
9、道 (1)平硐：有出口直接通到地面的水平巷道，是进入煤体的方式之一。 (2)平巷：没有出口直接通到地面，与岩层走向开掘的水平巷道。 (3)石门：没有出口直接通到地面，与岩层走向垂直或斜交的水 平岩石巷道。 (4)煤门：与煤层走向垂直或斜交的煤层平巷。 3、倾斜巷道 斜井：有出口直接能到地面的倾斜巷道，也是进入煤体的方式之一。 暗斜井：没有出口直接通到地面，用来联系上、下两个水平并担负提升任务的斜巷。 上山：没有出口直接通到地面，位于开采水平之上，连接阶段运输平巷和回风平巷的倾斜巷道。,用途分类开拓巷道：为全矿井、一个开采 水平或阶段服务的巷道，如井筒、井底车场、阶段(或水平)运输大巷和回风大巷
10、等。 准备巷道：为整个采区服务的巷道，如采区上 (下)山、采区上(下)车场、采区石门等。 采煤巷道：为工作面采煤直接服务的巷道，如区段平巷和开切眼等。 水平、阶段和区段：水平是指沿煤层走向某一标高布置 运输大巷或总回风巷的水平面。比如兴无的760水平布置有760水平运输大巷，760行人副巷，5#专 用回风巷等。 阶段是指沿一定标高划分的一部分井田。区段（分阶段、 小阶段）是指在阶段内沿倾斜方向划分的开采块段。,掘进工作面顶板支护，掘进工作面现场检查及验收标准要求以下几方面的内容： 1、锚杆、锚索、托盘、锚固剂的材质、长度符合作业规程规定。 2、锚杆扭矩、锚固力、网的铺设、连接符合规定；锚杆(索
11、)安装牢固,托盘紧贴巷壁面,未接触部位要楔紧，锚杆必须用机械或力矩扳手拧紧；锚杆角度应与巷道轮廓线的角度或与层理面、节理面、裂隙面垂直（规程第44条）。 【规程第44条解读】：打锚杆眼前，必须首先敲帮问顶，将活肝处理掉。遇到大块活石一时处理不掉时，可采取先打顶子或架棚，后打锚杆或先喷后锚，或打浅眼、放小炮的办法除掉大块活石，确保安全的条件下进行作业。 使用锚固剂(如水泥砂浆、快硬水泥卷、树脂药卷等)固定锚杆时，应将孔壁冲洗干净，否则，孔壁上的灰尘、碎屑将妨碍锚固剂与孔壁的粘结而降低锚固力。砂浆锚杆主要是靠砂浆将杆体与孔壁粘结成一体的，因此，必须灌满填实。,3、锚杆（索）间排距误差不超过100m
12、m；锚杆螺母外露锚杆丝扣10-40mm,锚索露出锁具150-250mm。 上述内容说白了就是锚杆支护和联合支护。 首先讲解一下锚杆支护： 1、锚杆支护结构形式有单体锚杆、锚梁结构、锚梁网结构、锚梁网索结构等四种结构形式。 锚杆：锚杆是锚固在煤或岩体之内并用于维护围岩稳定的杆状结构物。主承载作用，防止围岩松动破坏，并有一定的可缩性，可随巷道围岩同时变形，而不失去支护能力。 单体锚杆是锚杆支护结构中最简单的支护结构形式，具有巷道支护施工方便，工序简单的优点，但仅仅适宜于岩石稳定、节理裂隙不发育的顶板条件。 2、锚梁结构优点在于把个体锚杆组合成锚杆群共同协调加固巷道围岩，锚杆通过钢筋梯梁或W形钢带扩
13、大锚杆作用力的传递范围，这种组合大大增强了锚杆群体的作用和护表功能,虽然比起单体锚杆来其支护功能有所加强，但对于煤层巷道其适应性还不强； 3、锚梁网结构除具有锚梁结构的支护功能和作用外，由于使用金属网把锚梁间裸露的岩体全部封闭起来，护表功能更强；,4、网的作用 维护锚杆间比较破碎的岩石，防止岩块的掉 落； 提高锚杆支护的整体效果，抵抗锚杆间破碎岩块的碎胀压力，增强支撑能力； 可提高混凝土的柔性，防止喷射混凝土开裂掉块。 （2）网的种类 按网格形状可分为经纬网和菱形网，如图2-19所示； 按制作工艺分为焊接网和编织网； 按材料分为铁丝网、钢筋网与塑料网。,5、减摩垫圈 为减少螺母与托板之间的摩擦
14、力，在螺母与托板之间使用圆环形减摩垫圈，可最大限度的把锚杆安装扭矩转化为预紧力，增大锚杆的初锚力。减摩垫圈每组两个：一个为钢质垫圈；另一个为塑料垫圈。 6、W钢带 钢筋梯梁虽然有诸多优点，但护顶面积相对较小，焊接处容易开裂，由于钢筋梯子的宽度很窄，并且两根钢筋之间仅有几根连接筋，柔性太大，实际强度很低，所以钢筋梯子的护顶作用很小，仅适用于巷道压力较小的条件。当巷道压力较大、顶板破碎时，可使用W钢带代替钢筋梯梁。其护顶面积 大、惯性矩较大、刚度大、抗弯性能较好、截面利用率较高，特别适合裂隙比较发育、顶板破碎的情况。 7、锚索：可以使由锚网（梁）支护形成的锚固岩体，悬吊于上部坚硬稳定的岩层中，避免
15、巷道顶板离层及巷道顶板整体下沉或垮落。锚网（梁）索组合支护方式已经逐渐成为近年来对松软岩层巷道重要的支护方式。,锚梁网索结构凸现了锚索对锚梁网的补强作用，支护强度大，护表效果好，适应范围宽，安全可靠性高，改善了巷道受力条件，提高了巷道维护的安全可靠程度，适用于复杂地质开采条件下的巷道支护，包括厚煤层沿底板掘进的煤层顶板以及巷道断面较大的煤层巷道。 一般情况下，对于不稳定围岩，应采用“锚杆+W 形钢带（或钢筋梁）网，或增加锚索”的支护形式，当顶板较破碎时采用“锚杆+W形钢带（或钢筋梯梁）+网，必要时增加锚索”的支护方式。 柳林县4号，5号煤层所掘巷道均采用锚梁网索的支护方式。 其普遍的支护参数是
16、：锚杆长度1.82.2m，锚杆间排距0.70.70.90.9m。 锚杆杆体为左旋无纵筋螺纹钢锚杆，帮锚杆采用直径20mm，长度2000mm的左旋螺纹帮锚杆。螺旋式可回收锚杆有可整体回收、可实现全长锚固、无需锚固剂凝固时间、不存在对采煤机刀具造成损坏的优点。 锚杆、锚萦、托盘、锚固剂的材质、长度不仅作业规程中有明确规定，各煤矿均编制了支护设计，该设计均做了详细的规定，下面以大庄煤矿的设计说明锚杆支护具体要求： 单体锚杆主要由锚头（锚固段）、杆体、锚尾（外露段）、托,盘等部件组成。 树脂锚杆 树脂锚杆是由树脂药包和杆体组成。 下图为树脂锚杆及药包示意图,1树脂、加速剂填料；2固化剂和填料；3玻璃管
17、纤； 4玻璃纸或聚脂薄膜外袋；5左旋麻花；6挡圈,稳定顶板条件下8号煤运输顺槽锚杆支护设计运输顺槽沿8号煤层掘进。矩形断面，宽高=4800mm2800mm，毛断面面积S=13.44m2。稳定顶板条件下8号煤运输顺槽的锚杆支护设计见图5-1。顶板、煤柱帮和回采帮采用不同的支护方式与参数。顶板支护方式：锚杆+锚杆梁。顶板锚杆材料：BHRB400型高强度锚杆（25MnSi）螺纹钢。顶板锚杆直径：=18mm。 稳定顶板条件下8号煤运输顺槽锚杆支护设计,图5-1 稳定顶板条件下8号煤运输顺槽锚杆支护设计,顶板锚杆长度：L=1800mm。 顶板锚杆排距：B=1800mm。 顶板锚杆间距：D=1450mm，
18、边锚杆距巷帮225mm，并要求向巷帮侧倾斜20。每排布置4根顶板锚杆。 顶板锚杆锚固剂：每孔使用S2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 顶板锚杆梁：采用14mm钢筋焊接成锚杆梯子梁，在布设锚杆处焊接锚杆卡栏，锚杆需安装在卡栏内。 顶板锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 煤柱帮支护方式：锚杆+金属网+锚杆梁+锚索。,煤柱帮锚杆材料：BHRB400型高强度（25MnSi）锚杆螺纹钢。 煤柱帮锚杆直径：=18mm。 煤柱帮锚杆长度：L=2300mm，钻孔深度2250mm。 煤柱帮锚杆排距：B=900mm。 煤柱帮锚杆间距：D=800mm，上部锚杆距顶板200mm，向上倾斜
19、20，下部锚杆距底板200mm，与巷帮垂直，每排4根帮锚杆。 煤柱帮锚杆锚固剂：每孔使用K2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 煤柱帮锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 煤柱帮网：用3mm（12号）铅丝编织成的网孔尺寸为40mm40mm的菱形金属网，网片尺寸为长宽=2800mm1000mm，每排1片，网片间搭接100mm，每隔200mm联网2道。 煤柱帮锚杆梁：采用14mm钢筋焊接成锚杆梯子梁，在布设锚杆处焊接锚杆卡栏，锚杆需安装在卡栏内。 煤柱帮锚索：直径15.24mm，长度L=3200mm，钻孔深度3000mm。,煤柱帮锚索间排距：排距1800mm，与顶板锚杆同
20、排布置，每排1根，处于巷道腰线高度（距底板1400mm）。 煤柱帮锚索锚固剂：每孔使用S2360型1卷，Z2360型2卷。 煤柱帮锚索托板：长宽厚=25025014mm穹形多功能钢板托板。 煤柱帮锚索安全防护措施：采用3mm细钢丝绳连接封底护套将锚索外露部分与钢筋梯子梁或金属连接，防止高应力导致锚索断裂射出伤及人员。 回采帮支护方式：锚杆+金属网。 回采帮锚杆材料：BHRB400型高强度（25MnSi）锚杆螺纹钢。 回采帮锚杆直径：=18mm。 回采帮锚杆长度：L=1800mm，钻孔深度1750mm。 回采帮锚杆排距：B=900mm。 回采帮锚杆间距：D=1050mm，上部锚杆距顶板300mm
21、，向上倾斜20，下部锚杆距底板400mm，与巷帮垂直，每排3根。 回采帮锚杆锚固剂：每孔使用K2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。,回采帮锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 回采帮网：用3mm铅丝编织成的网孔尺寸为40mm40mm的菱形金属网，网片尺寸为长宽=2800mm1000mm，每排1片，网片间搭接100mm，每隔200mm联网2道。 不稳定顶板条件下8号煤运输顺槽锚杆支护设计 在遇断层、陷落柱和地质构造影响带，或围岩较破碎、受顶板水影响的地段，增加锚杆与锚索密度和长度。不稳定顶板条件下8号煤运输顺槽的锚杆支护设计见图5-2。 顶板、煤柱帮和回采帮采用不同的支
22、护方式与参数。 顶板支护方式：锚杆+金属网+锚杆梁+锚索。 顶板锚杆材料：BHRB400型高强度锚杆（25MnSi）螺纹钢 顶板锚杆直径：=18mm。 顶板锚杆长度：L=2300mm。 顶板锚杆排距：B=900mm。 顶板锚杆间距：D=1050mm，边锚杆距巷帮300mm，并要求向巷帮侧倾斜20。每排布置5根顶板锚杆。,顶板锚杆锚固剂：每孔使用S2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 顶板锚杆梁：采用14mm钢筋焊接成锚杆梯子梁，在布设锚杆处焊接,下图5-2 不稳定顶板条件下8号煤运输顺槽锚杆支护设计,图5-2 不稳定顶板条件下8号煤运输顺槽锚杆支护设计,8号煤综采工作面开切眼沿8号煤层掘
23、进。矩形断面宽高=6500mm2800mm，毛断面积S=18.2m2。在顶板稳定条件下开切眼的锚杆支护设计见图5-5。 顶板支护方式：锚杆+锚杆梁+锚索。 顶板锚杆材料：BHRB400型高强度锚杆（25MnSi）螺纹钢。 顶板锚杆直径：=18mm。 顶板锚杆长度：L=1800mm。 顶板锚杆排距：B=1800mm。 顶板锚杆间距：D=1500mm，边锚杆距巷帮250mm，并要求向巷帮侧倾斜20。每排布置5根顶板锚杆。 顶板锚杆锚固剂：每孔使用S2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 顶板锚杆梁：采用14mm钢筋焊接成锚杆梯子梁，在布设锚杆处焊接锚杆卡栏，锚杆需安装在卡栏内。 顶板锚杆托板：
24、125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 顶板锚索材料：17股钢绞线。 顶板锚索直径：=15.24mm。 顶板锚索长度：L=6200mm，钻孔深度6000mm，外露,200mm。 锚索排距与间距：排距B=1800mm，每排2根，间距3000mm，距巷帮1750mm，锚索垂直顶板岩面。 顶板锚索锚固剂：每孔使用S2360型树脂锚固剂1卷，Z2360型树脂锚固剂2卷。 顶板锚索托板：长宽厚=25025014mm的穹形多功能钢板托板。 两帮支护方式：锚杆+金属网。 帮锚杆材料：高强度全螺纹玻璃钢锚杆或金属杆体可回收锚杆。 帮锚杆直径：=18mm。,图5-5 8号煤综采工作面开切眼锚杆支护设计,
25、锚杆卡栏，锚杆需安装在卡栏内。 顶板锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 顶板网：用3mm（12号）铅丝编织成的网孔尺寸为40mm40mm的菱形金属网，网片尺寸为长宽=4800mm1000mm，每排1片，网片间搭接100mm，每隔200mm联网2道。 顶板锚索材料：17股钢绞线。 顶板锚索直径：=15.24mm。 顶板锚索长度：L=6200mm，钻孔深度6000mm，外露200mm。 锚索排距与间距：每排2根，间距D=2100，距巷帮1350mm，排距B=1800mm，锚索垂直顶板岩面。 顶板锚索锚固剂：每孔使用S2360型树脂锚固剂1卷，Z2360型树脂锚 固剂3卷。 顶
26、板锚索托板：长宽厚=25025014mm穹形多功能钢板托板。 煤柱帮支护方式：锚杆+金属网+锚杆梁+锚索。,煤柱帮锚杆材料：BHRB400型高强度（25MnSi）锚杆螺纹钢。 煤柱帮锚杆直径：=18mm。 煤柱帮锚杆长度：L=2300mm，钻孔深度2250mm。 煤柱帮锚杆排距：B=900mm。 煤柱帮锚杆间距：D=800mm，上部锚杆距顶板200mm，并向上倾斜20，下部锚杆距底板200mm，与巷帮垂直。每排每侧4根帮锚杆。 煤柱帮锚杆锚固剂：每孔使用K2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 煤柱帮锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 煤柱帮网：用3mm铅丝编织成的网
27、孔尺寸为40mm40mm的菱形金属网，网片尺寸为长宽=2800mm1000mm，每排1片，网片间搭接100mm，每隔200mm联网2道。 煤柱帮锚杆梁：采用14mm钢筋焊接成锚杆梯子梁，在布设锚杆处焊接锚杆卡栏，锚杆需安装在卡栏内。 煤柱帮锚索：直径15.24mm，长度L=3200mm，钻孔深度3000mm。,煤柱帮锚索间排距：排距1800mm，与顶板锚索同排布置，每排1根，处于巷道腰线高度（距底板1400mm）。 煤柱帮锚索锚固剂：每孔使用K2360型1卷，Z2360型3卷。 煤柱帮锚索托板：长宽厚=25025014mm穹形多功能钢板托板。 煤柱帮锚索安全防护措施：采用3mm细钢丝绳连接封底
28、护套将锚索外露部分与钢筋梯子梁或金属连接，防止高应力导致锚索断裂射出伤及人员。 回采帮支护方式：锚杆+金属网+锚杆梁。 回采帮锚杆材料：BHRB400型高强度（25MnSi）锚杆螺纹钢。 回采帮锚杆直径：=18mm。 回采帮锚杆长度：L=2300mm，钻孔深度2250mm。 回采帮锚杆排距：B=900mm。 回采帮锚杆间距：D=1050mm，上部锚杆距顶板300mm，并向上倾斜20，下部锚杆距底板400mm，与巷帮垂直，每排3根帮锚杆。 回采帮锚杆锚固剂：每孔使用K2360型和Z2360型树脂锚,固剂各1卷。 回采帮锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 回采帮网：用3mm铅
29、丝编织成的网孔尺寸为40mm40mm的菱形金属网，网片尺寸为长宽=2800mm1000mm，每排1片，网片间搭接100mm，每隔200mm联网2道。 回采帮锚杆梁：采用14mm钢筋焊接成锚杆梯子梁，在布设锚杆处焊接锚杆卡栏，锚杆需安装在卡栏内。 要加强巷道围岩稳定性监测，在必要时增加棚式支护，或采取注浆加固围岩，以确保安全。 帮锚杆长度：L=1800mm，钻孔深度1750mm。 帮锚杆排距：B=900mm。 帮锚杆间距：D=1000mm，上部锚杆距顶板300mm，并向上倾斜20，下部锚杆距底板500mm，与巷帮垂直。每排每侧布置3根锚杆。 帮网：用3mm铅丝编织成的网孔尺寸为40mm40mm的
30、菱形金属网，或孔尺寸为40mm40mm的塑料网，网片长宽=2800mm1000mm，每排每侧1片，网片搭接100mm，每隔200mm联网2道。,帮锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 帮锚杆锚固剂：每孔使用K2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 为确保安全，在巷道中线上（在锚索排上）打一行柱间距1800mm的单体液压点柱，点柱穿鞋戴帽。液压柱的额定工作阻力不小于250kN柱-1。 在遇断层、陷落柱和地质构造影响带，或围岩较破碎，节理、裂隙或劈理较发育，受顶板水影响的地段，增加锚杆与锚索密度和长度。即：将锚杆排距变为800mm，顶板每排6根，间距1200mm，顶板边锚杆
31、距巷帮250mm，并向巷帮侧倾斜20。锚索排距变为1600mm，每排3根，间距1800mm，边锚索距巷帮1450mm，锚索长度变为7200mm。要加强围岩稳定性监测，必要时增加棚式支护，或采取注浆加固围岩，以确保安全。 9号煤运输顺槽沿9号煤层掘进，矩形断面。毛断面尺寸为宽高=4800mm3400mm，毛断面面积S=16.32m2。9号煤运输顺槽的支护设计见图5-15。 顶板、煤柱帮和回采帮采用不同的支护方式。 顶板支护方式：锚杆+金属网+锚杆梁+锚索。,顶板锚杆材料：BHRB400型高强度锚杆螺纹钢（25MnSi）。 顶板锚杆直径：=20mm。 顶板锚杆长度：L=2300mm。 顶板锚杆排距
32、：B=900mm。 顶板锚杆间距：D=1050mm，边锚杆距巷帮300mm，并要求向巷帮侧倾斜20。每排布置5根顶板锚杆。 顶板锚杆锚固剂：每孔使用S2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 顶板锚杆梁：采用14mm钢筋焊接成锚杆梯子梁，在布设锚杆处焊接锚杆卡栏，锚杆需安装在卡栏内。,图5-15 9号煤运输顺槽锚杆支护设计,顶板锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 顶板网：用3mm（12号）铅丝编织成的网孔尺寸为40mm40mm的菱形金属网，网片尺寸为长宽=2500mm1000mm，每排2片，网片搭接100mm，每隔200mm联网2道。 顶板锚索材料：17股钢绞线。 顶板
33、锚索直径：=17.8mm。 顶板锚索长度：L=6200mm，钻孔深度6000mm，外露200mm。 顶板锚索排距与间距：排距B=1800mm，每排2根，间距2100mm，距巷帮1350mm，锚索垂直顶板岩面。 顶板锚索锚固剂：每孔使用S2360型树脂锚固剂1卷，Z2360型树脂锚固剂3卷。 顶板锚索托板：长宽厚=25025016mm的穹形多功能钢板托板。 煤柱帮支护方式：锚杆+金属网+锚杆梁+锚索。 煤柱帮锚杆材料：BHRB400型高强度（25MnSi）锚杆螺纹钢。,煤柱帮锚杆直径：=20mm。 煤柱帮锚杆长度：L=2300mm，钻孔深度2250mm。 煤柱帮锚杆排距：B=900mm。 煤柱帮
34、锚杆间距：D=900mm，上部锚杆距顶板250mm，并向上倾斜20，下部锚杆距底板450mm，与巷帮垂直。每排4根帮锚杆。 煤柱帮锚杆锚固剂：每孔使用K2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 煤柱帮锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 煤柱帮网：用3mm（12号）铅丝编织成的网孔尺寸为40mm40mm的菱形金属网，网片尺寸为长宽=3400mm1000mm，每排1片，网片搭接100mm，每隔200mm联网2道。 煤柱帮锚索：直径15.24mm，长度L=4200mm，钻孔深度4000mm。 煤柱帮锚索间排距：排距1800mm，与顶板锚索同排布置，每排1根，处于巷道腰线高度（
35、距底板1700mm）。 煤柱帮锚索锚固剂：每孔使用K2360型1卷，Z2360型2卷。,煤柱帮锚索托板：长宽厚=25025014mm穹形多功能钢板托板。 煤柱帮锚索安全防护措施：采用3mm细钢丝绳连接封底护套将锚索外露部分与钢筋梯子梁或金属连接，防止高应力导致锚索断裂射出伤及人员。 回采帮支护方式：锚杆+金属网+锚杆梁。 回采帮锚杆材料：BHRB400型高强度（25MnSi）锚杆螺纹钢。 回采帮锚杆直径：=20mm。 回采帮锚杆长度：L=2300mm，钻孔深度2250mm。 回采帮锚杆排距：B=900mm。 回采帮锚杆间距：D=900mm，上部锚杆距顶板250mm，向上倾斜20，下部锚杆距底板
36、450mm，与巷帮垂直，每排4根。 回采帮锚杆锚固剂：每孔使用K2360型和Z2360型树脂锚固剂各1卷。 回采帮锚杆托板：125mm125mm10mm钢板压制穹形托板。 回采帮网：用3mm（12号）铅丝编织成的网孔尺寸为,40mm40mm的菱形金属网，网片尺寸为长宽=3400mm1000mm，每排1片，网片间搭接100mm，每隔200mm联网2道。 在遇断层、陷落柱和地质构造影响带，或围岩较破碎，节理、裂隙或劈理较发育，受顶板水影响的地段，增加顶板锚杆密度与顶板锚索长度。即：将顶板锚杆间距变为880mm，顶板每排6根，锚索长度变为8200mm。要加强围岩稳定性监测，必要时增加棚间距900mm
37、的25U型钢矩形支架支护，或采取注浆加固围岩，以确保安全。 兴无锚杆支护设计示例 4#支护设计支护说明：1、巷道净宽4500mm，净高不低于3200mm。2、顶锚杆长度为2500mm，直径为22mm，锚固长度不得小于1200mm，外露长度为螺母外锚杆丝扣10mm-40mm之间，排距为800mm，锚固剂3支(一支超快，两支中速)，拉拔力为80KN以上（20Mpa）。3、帮锚杆下帮长度为1800mm，直径为16mm的可回,收帮锚杆，扭力矩为50NM；上帮长度2000mm，直径20mm的左旋螺纹钢锚杆，锚固剂2支(一支超快，一支中速)，拉拔力达到60KN以上（15Mpa），外露长度为螺母外锚杆丝扣1
38、0mm-40mm之间，间排距均为800800mm。4、W型钢带长度为4500mm，宽为230mm。5、菱形网，规格为50mm50mm。6、帮托板为长度为150mm，宽为120mm，W型钢垫板，梯子梁长度为1250mm和1650mm。7、锚索长度为8200mm，直径为17.8mm，外露长度为露出锁具150mm-250mm，间距为1600mm，排距为1550mm，锚固剂为4支(一支超快，三支中速)，拉拔力达到180KN以上（47.8Mpa），每隔3.2m在垂直顺槽方向的三根锚索上锁一个11#工字钢，其余三排锚索均为点锚。备注:巷道沿煤层顶、底板掘进，巷道每增加0.8m，补打一排帮锚杆。为合理利用锚
39、固剂，所以锚索打眼深度为8000mm，顶锚杆为2450mm，帮锚杆为1950（1750）mm。,5#支护设计支护说明： 1、巷道宽4000mm，高不低于2600mm。 2、顶锚杆长度为2000mm，直径为22mm，锚固长度不得小于1200mm，外露长度为螺母外锚杆丝扣10mm-40mm之间，排距为800mm，锚固剂3支(一支超快，两支中速)，拉拔力为80KN以上（20Mpa）。 3、帮锚杆上帮长度为1800mm，直径为16mm的可回收帮锚杆，扭力矩为50NM；下帮长度2000mm，直径22mm的左旋螺纹钢锚杆，锚固剂2支(一支超快，一支中速)，拉拔力达到60KN以上（15Mpa），外露长度为螺
40、母外锚杆丝扣10mm-40mm之间，间排距均为800800mm。 4、锚索长度为5200mm，直径为17.8mm，外露长度为露出锁具150mm-250mm，间距为1300mm，排距为1600mm，锚固剂为4支(一支超快，三支中速)，拉拔力达到180KN以上（47.8Mpa），在中间一排锚索上2.5m钢带，其余两排锚索均为点锚。 5、W型钢带长度为4000mm，宽为230mm。 6、菱形网，规格为50mm50mm。 7、帮托板为长度为150mm，宽为120mm，W型钢垫板。 备注:巷道沿煤层顶、底板掘进，巷道每增加0.8m，补打一排帮锚杆。为合理利用锚固剂，所以锚索打眼深度为5000mm，顶锚杆
41、为1950mm，帮锚杆为1950（1750）mm。,4、锚杆必须做拉力试验，巷道每隔50m安设一个顶板离层观测仪，近距离煤层上层煤已采空在下层煤布置巷道的，实现顶板离层在线监测，并用记录牌板显示（规程第44条）。 锚杆拉拔力试验： 1、试验目的 锚杆拉拔力试验的目的是判定巷道围岩的可锚性、评价锚杆、树脂、围岩锚固系统的性能和锚杆的锚固力。试验必须在现场进行，使用的材料和设备与巷道正常支护相同。 2、试验工具和设备 试验的工具与设备主要有： （1）锚杆拉力计（量程200kN、分辨率1.0kN） （2）钻孔机具。 3、准备工作 3.1 地点的选择 试验地点应尽量靠近掘进工作面，围岩较平整，未发生脱
42、落、片帮等现象。试验锚杆应避开钢带（钢筋梯）安装，距邻近锚杆不小于300mm。 3.2 锚杆、锚固剂 试验用锚杆的表面应无锈、油、漆或其他污染物。树脂锚,固剂按设计选用。 3.3 钻孔 用锚杆钻机在选择的地点钻孔。试验前测量钻孔直径、锚杆直径、树脂直径。 3.4 锚杆安装 （1）将树脂锚固剂放入孔中，用锚杆将其慢慢推到孔底； （2）用锚杆钻机将锚杆边旋转边推进到孔底，然后再旋转5s10s停止； （3）等待30s后，退下锚杆钻机； （4）做好标记，以备试验。 4、拉拔试验 拉拔试验在锚杆安装后0.5h4.0h进行。时间过短影响锚固剂固化后的强度，时间过长则因巷道围岩发生变形影响测量结果。 按图所
43、示安设仪器，确保锚杆拉力计油缸的中心线与锚杆轴线重合。试验前，检查手动泵的油量和各连接部位是否牢固，确认无误后再进行试验。试验由两人完成，一人加载，一人记录。试验时应缓慢均匀地操作手动泵压杆。当锚杆出现明显位移时，停止加压，记录锚,锚杆拉拔力试验示意图,杆拉力计此时的读数，即为拉拔试验值。 5、锚杆拉拔测试要求 煤巷每300根锚杆或掘进100米巷道，抽试三组锚杆，其中每组顶锚杆2根，帮锚杆1根。并相应做锚索预紧力试验一组，试验两根锚索。 试验要求: 20mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆，抗拔力大于100KN。,锚杆拉拔力试验记录表 巷道名称：,6、注意事项 1、 锚杆拉拔计在试验过程中应固定牢靠。
44、 2、 锚杆拉拔时应缓慢地逐级均匀加载，直到锚杆滑动或杆体破坏为止，并作详细记录。 3、 拉拔锚杆时，拉拔装置下方和两侧不得站人。 4、 拉拔时设专人监视顶板，以保证操作人员安全。 5、 测试锚杆按规定比例测试，选择好测试点，不能做破坏性试验。 6、 拉拔合格的锚杆要挂好合格标签，如发现不合格的锚杆要按规定补打，在进行测试。 7、 拉拔时严禁有人通过，两边放好警戒，以防止工具脱落伤人。 8、 测试后要将锚杆螺母拧紧，保管好设备。,顶板离层观测仪,顶板离层在线监测系统：检测数据远距离通讯（用井下局域网或井下光纤或电话线传输）实时显示围岩离层状态现场数据显示、超限时报警指示系统硬件故障自诊断和显示
45、数据查询、曲线打印输出技术指标：巡测周期=10s通讯距离10km传感器量程：0-240mm显示分辨率：1mm1、矿压监测系统的结构与组成 综合数据监测系统主要由地面中心站监控主机和软件、通讯适配器、通讯电缆或光缆、矿用隔爆兼本质安全型电源箱、井下监控基站、无线数据收发机、矿用本安型数字压力计、围岩移动传感器、锚杆锚索应力数字压力计、钻孔数字压力计及防雷栅等单元构成。监控软件对数据进行处理、显示并进行打印，通讯适配器通过RS232接口与监控主机相连接；电源箱为井下监控基站提供本质安全型电源；井下监控基站与收发机进行无线双向通讯，并将采集到的数据进行处理后通过传输线路上传到地面中心站；监测数据通过
46、无线模块传送到无线收发机。,5、锚杆支护的端头与掘进工作面的距离，不得超过两排锚杆间距，超过1排锚杆间距时，必须及时打设锚杆；打锚杆时必须采取前探支护；软岩必须全长锚固（规程第41条）。 临时支护 掘进头临时支护示意图 临时支护形式与材料规格 采用锚杆下挂吊环，吊环内穿金属管作为前探梁，前探梁上放置木板（拱形巷道中不用木板）和金属网，以构木与木楔进行背紧的临时支护形式。 吊环采用的圆钢焊制而成，吊环直径，在直径方向向外焊接一个直径，长40mm的金属圆柱，圆柱的自由端加工有与锚杆外丝,掘进头临时支护示意图,配套的内丝，或在圆环外侧重叠焊上两个锚杆螺帽。在每个掘进头准备6个吊环，4个使用，2个备用
47、。前探梁用3寸钢管制作，长度为3000mm/根，每个掘进头使用2根。木板的规格为宽200mm，厚50mm，在各巷道中的数目与长度视巷道宽度而定。上图给出掘进头临时支护示意图。 在软岩中使用锚杆支护时，必须全长锚固。如果只是端头锚固，一旦岩面一端掉块、松动，则整根锚杆失效。而全长锚固时，即使减少一点锚固长度，也不致于整根失效。 在松软岩层掘进巷道，最常用、最有效的支护形式是锚网、锚网喷、锚梁网、锚网索 6、锚杆支护作业前，必须首先敲帮问顶，将活矸处理掉，在确保安全的条件下方可作业（规程第44条）。 敲帮问顶是利用手镐或钢钎一类长把工具去敲击巷周围已暴露而未及时管理的岩体或者煤体，从其发声来判断周
48、围煤（岩）体内部是否松动、断裂或离层的一种方法：如果声音清脆说明所敲击部位的煤(岩)体没有脱离母体，顶板不会冒落，煤壁不会片帮，如果发出空空声说明所敲击部位的煤(岩)体己脱离母体，很可能发生冒顶和片帮。（ 主要执行人：班组长、工作人员）。,7、一次成巷施工把巷道施工中的掘进、永久支护、水沟掘砌三个分部工程视为一个整体，在一定距离内，按设计及质量标准要求，相互配合，前后连贯地、最大限度地同时施工，一次做成巷道，不留收尾工程。 8、掘进巷道采用主被动联合支护时，必须先进行主动支护被动支护与主动支护的间距不大于主动支护1个循环。 主动支护主要采用单体锚杆、锚梁结构、锚梁网结构、锚梁网索结构等四种结构
49、形式。前面已经做了详细的讲述，下面就被动支护讲解一下：被动支护的形式有可缩性金属支架和梯形金属支架 可缩性金属支架：既可与锚喷（网）支护相配套的一种常用二次支护形式，也可以单独使用。 U型钢拱形可缩性支架 U型钢拱形可缩性支架结构比较简单，承载能力大，可缩性较好，因而U型钢可缩性支架是使用最广泛的一种。 拱形可缩性支架的结构,U型钢拱形可缩性支架一般由以下5部分组成： （1）顶架，多为一节或两节。 （2）柱腿，主要有两种形式：一种是上部为圆弧形，下部为直线形；另一种为曲线形，它有一个或两个曲率半径。柱腿下部焊有长方形或正方形底座。（3）连接件（卡箍） （4）架间拉杆 （5）背衬材料。 9、 U型钢拱形可缩性支架的种类 （1）按支架节数分，有3节、4节、5节。断面较小，侧压不大时用3节；当巷道断而较大或侧压较大时用4节或5节。 （2）按拱的形状可分为三心拱和半圆拱。 （3）按柱腿曲直情况分，有直腿式、斜腿式和曲腿式。U型钢拱形可缩性支架的类型见图。,
