【導讀】本設計是山西和順正邦煤業(yè)150106回風順槽錨桿支護初始設計。計、綜合監(jiān)測、信息反饋、修正設計和日常監(jiān)測。在詳細調查試驗地點和評估地質。力學參數(shù)的基礎上，結合豐富的設計經(jīng)驗，提出初始設計。支護材料，井下施工工藝和安全措施，礦壓監(jiān)測等內容。應得到礦壓監(jiān)測的驗證或修改。近年來，煤巷錨桿支護技術發(fā)展極為迅速。為保證礦井的安全生產(chǎn)，提高支護安全系數(shù)，安煤礦業(yè)設計工程有限公司合作進行研究和試驗，以解決礦井的支護問題。正邦煤業(yè)公司軌道大巷錨桿支護初始設計。其中試驗點調查包括圍巖強度、圍巖結構、地應力及。粗砂巖，深灰色，互層狀，少量離層，橫向裂隙發(fā)育?，F(xiàn)場觀測的地質柱狀見。地質力學測試所測區(qū)域內頂板10m范圍內巖性砂巖為主，層間有少量泥巖夾層，在正邦煤業(yè)井田范圍內，沒有較大地質構造發(fā)育，局部有小斷層。在巷道地質條件變化附近時，應隨時根據(jù)井下具體情況對支護設計進行調整，必要時采取加固措施。為10m3/h，正常涌水量為7m3/h。

　　

【正文】 破壞狀況統(tǒng)計 記錄巷道圍巖破壞位置和程度。 測站 1 2 支護巷道 （距離， m） 100m 400m 巷道表面位移 頂板離層 錨桿受力 圖 16 綜合測站布置示意圖 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風順槽 錨桿支護初始設計 山西安煤礦業(yè)設計工程有限公司 21 (1) 巷道表面位移 采用十字布點法安設表面位移監(jiān)測斷面（圖 17）。在頂?shù)装逯胁看怪狈较蚝蛢蓭退椒较蜚@ ?30mm、深 400mm 的孔，將 ?32mm、長 400mm 的木樁打入孔中。頂板和上幫木樁端部安設彎形測釘，底板和下幫木樁端部安設平頭測釘。兩監(jiān)測斷面沿巷道軸向間隔 ～ 。觀測方法為：在 C、 D 之間拉緊測繩， A、 B 之間拉緊鋼卷尺，測讀 AO、 AB 值；在 A、 B 之間拉緊測繩， C、 D 之間拉緊鋼卷尺，測讀 CO、CD 值；測量精度要求達到 1mm，并估計出 ；采用皮卷尺測量監(jiān)測斷面距掘進工作面的距離。測量頻度為： 安裝后十天內， 每天觀測一次，其它時間每周 12次。 4 00 mm4 00 mmABDCO 圖 17 巷道表面位移監(jiān)測斷面布置 （ 2） 頂板離層 采用頂板離層指示儀測試頂板巖層錨固范圍內外位移值。 SMJ—2 型頂板離層指示儀主要由固定器、測量鋼絲、套管、外測筒與內測筒組成。 離層儀的安裝方法和步驟 ： 鉆孔：采用 B19 中空六方接長式鉆桿、 ?29mm 鉆頭用錨桿機在巷道中線處打垂直鉆孔 ， 鉆孔 深度 為 7m； 深部基點：用安裝桿將深部基點錨固器推入孔中，直至孔底，抽出安裝桿后 ,用手拉一下鋼繩，確認錨固器已固定住。 淺部基點：用安裝桿推入淺部基點錨固器 至 處 ，抽出安裝桿后，用手拉一下鋼繩，確認錨固器已固定住。 孔口套管：安裝 孔口套管。 對準刻度：將 A 刻度（淺部基點刻度）墜與孔口套管下邊緣對齊，將其繩卡卡死并截去多余鋼繩；將 B 刻度（深部基點刻度）墜與 A 刻度墜下邊緣對齊，將其繩卡卡死并截去多余鋼繩。 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風順槽 錨桿支護初始設計 山西安煤礦業(yè)設計工程有限公司 22 初讀數(shù)：記錄初讀數(shù)。 安裝注意事項 ： ? 離層指示儀安裝位置距迎頭不得超過 ，否則無法捕捉頂板離層的全過程； ? 鋼繩應事先 盤 好，推入錨固器時逐圈展開，以防糾纏打結； ? 推入錨固器時，安裝桿不能回拉，否則錨固器雙爪會從安裝桿上端的槽中脫出； ? 淺部基點錨固器一定要準確定位，為此可提前在安裝桿上做好標記； ? 安裝后，兩 個刻度墜均應處于自由懸垂狀態(tài)，不得有任何卡阻現(xiàn)象。 觀測頻度 ： 觀測頻度要求與表面位移觀測相同。 (3) 錨桿 （索） 受力 錨桿 （索） 受力采用錨桿測力計進行觀測。測試頻度同表面位移，錨桿測力計如圖 18。 圖 18 MC300 型錨桿測力計 日常監(jiān)測 日常監(jiān)測包括三部分內容，錨桿錨固力抽檢，頂板離層觀測和錨桿預緊力矩檢測。 (1) 錨桿錨固力抽檢 巷道掘進施工過程中安排專人，按不小于 3%的比例和不大于二天的時間間隔對錨桿錨固力進行抽測。抽測時只做非破壞性拉拔。 錨桿拉拔計用于測試樹脂錨 固劑的粘結強度，檢測錨桿錨固力是否達到設計要求。 (1) 儀器組成 整套儀器主要由四部分組成（圖 19）。 ① 動力源：手動泵及管路。手動泵最大液壓 63MPa，傳力介質 20機油。 ② 拉拔器：最大載荷 300kN，油缸液壓 52MPa，行程 100mm，油缸容積 。 ③ 拉桿：拉桿為一中空的連接桿，端頭有陰螺紋，可與錨桿尾端連接?？招募? 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風順槽 錨桿支護初始設計 山西安煤礦業(yè)設計工程有限公司 23 M39?3 的陽螺紋是為適應錨桿尾端長度變化而設計的，能適應不同錨桿尾端長度。 ④ 指示儀：配專用 MZJ300 型測力指示儀。 圖 19 錨桿拉拔計 (2) 技術特征 最 大加載能力： 300kN；行程： 100mm； 精度： 177。2%；防爆形式：本安型； 油缸容積（行程達 100mm 時）： ； 自動卸載保護：行程達 100mm 時，油缸上有小孔泄油，保護拉拔器，以免受損； 適應桿體直徑： ?1 ?1 ?1 ? ?2 ?25。 (2) 頂板離層 頂板離層指示儀除作綜合監(jiān)測外，還用作日常監(jiān)測。巷道每隔 20m，安設一個頂板指示儀。在距掘進工作面 50m 內，觀測離層值。 50m 以外，除非離層松動仍有明顯增長的趨勢，一般可停止測讀具體數(shù)據(jù)，改為觀察兩個刻度墜的顏色。由當班班長和跟 班技術員負責觀察，其他人員也應隨時注意觀察，以便及早發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，確保安全。 離層指示儀以紅、黃、綠三種顏色表示頂板離層松動的嚴重程度，綠色表示頂部松動離層值較小，處 于 較穩(wěn)定的狀態(tài)；黃色表示離層松動已達到警界值；紅色則表示頂板離層松動值較大，已進入危險的狀態(tài)。 (3) 錨桿預緊力矩檢測 巷道掘進施工過程中，安排專人按不小于 5%的比例和不大于二天的時間間隔用力矩示值扳手對錨桿螺母預緊力進行抽測，達 300Nm 且不超過 500Nm，即為合格。 監(jiān)測儀器和物品 本次礦壓監(jiān)測所需儀器和物品如表 5 所 列。 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風順槽 錨桿支護初始設計 山西安煤礦業(yè)設計工程有限公司 24 表 5 礦壓監(jiān)測儀器 名稱 型號 數(shù)量 產(chǎn)家 錨桿拉拔計 MLJ300/100 2 臺 天地公司 接收儀 KBJ 1 臺 天地公司 錨桿測力計 MC300 30 個 天地公司 錨 索 測力計 MC500 10 個 天地公司 頂板離層指示儀 SMJ—2 40 個 天地公司 離層儀安裝桿 2 套 天地公司 扭矩扳手 3 把 天地公司 鋼卷尺 6m 2 外購 皮卷尺 50m 1 外購 木樁 400mm 30 個 自制 測繩 10m 5 根 自制 測釘 30 個 外購 8 信息反饋和修正初始設計 信息反饋指標確定 如前所述，井下監(jiān)測數(shù)據(jù)很多，必須從眾多數(shù)據(jù)中選取修改、調整初始設計的反饋信息指標。指標應簡單、易于測取，而且是影響支護參數(shù)的關鍵數(shù)據(jù)。為此，根據(jù) 正邦煤業(yè) 巷道地質與生產(chǎn)條件，選用頂板離層值、兩幫相對移近量、錨桿受力三個方面的 4 個指標。 頂板離層值包括錨固區(qū)內外頂板離層值兩個指標。 頂板離層值只能反映頂板的穩(wěn)定情況，兩幫的穩(wěn)定狀況需要另外的指標來控制。當前比較通用的 是圍巖移近量。從科學性考慮，分別采用上幫、下幫移近量更為合理，但在現(xiàn)場難以取得，因此采用兩幫相對移近量一個指標。 巷道圍巖的穩(wěn)定狀況與錨桿的受力大小和是否受到損壞關系很大。錨桿支護參數(shù)設計的合理性在一定程度上也表現(xiàn)在錨桿的受力狀況上。對于 加長錨固和 端錨，錨桿的受力控制指標選用設計錨固力，實測指標選用錨桿測力計量測掘進影響期內錨桿工作時承受拉力的數(shù)值。 總之，共確定 4 個指標，量測和確定時間為掘巷期。 4 個指標分別用 A、 B、 C、D、表示。 A. 錨固區(qū)內頂板離層設計值， mm； 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風順槽 錨桿支護初始設計 山西安煤礦業(yè)設計工程有限公司 25 B. 錨固區(qū)外頂板離層設計值， mm； C. 兩幫相對移近量的設計值， mm； D. 加長錨固錨桿的設計錨固力， kN。 反饋信息指標數(shù)值的確定與設計修改準則 反饋信息指標數(shù)值的確定 反饋信息指標數(shù)值必須要確定準確，因為它是關系到巷道錨桿支護的安全性和經(jīng)濟性的重要指標。在總結潞安礦區(qū) 及正邦煤業(yè) 錨桿支護監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎上，結合以前的錨桿支護監(jiān)測資料，確定反饋信息指標數(shù)值的參考值如表 6 所列。 表 6 不同類型巷道礦壓監(jiān)測反饋指標值 巷道類型 A(mm) B(mm) C(mm) 巖石頂板巷道 20 25 250 巖頂沿空掘巷 20 25 300 煤層頂板巷道 25 30 300 煤頂沿空掘巷 25 30 350 正邦煤業(yè) 150106 回風順槽屬于煤層頂板巷道， A、 B、 C 的取值分別為 20mm、25mm、 250mm。 設計判斷和修改準則 設巷道掘進影響期間的實測值分別為 A?、 B?、 C ?、 D ?，與反饋信息指標數(shù)據(jù) A、B、 C、 D、相比較，可確定修改初始設計的準則如下： (1) 設計不修改 如果 A?A B?B C?C D? 則設計不要修改。 當上述 4 個條件有一個或一個以上條件得不到滿足，就需要修改設計。 (2) 頂板錨桿 ① 如果 A?A 每排增加一根錨桿，或縮小排距 100mm ② 如果 A?A、或 D? (頂板錨桿 ) 將錨桿直徑加大 2mm，如果直徑超過 22mm，改用強度更大的材質。 ③ 如果 A?A、或 D?（頂板錨桿） 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風順槽 錨桿支護初始設計 山西安煤礦業(yè)設計工程有限公司 26 將錨桿直徑加大 2mm，如果直徑超過 22mm，改用強度更大的材質，每排增加一根錨桿或縮小排距 100mm ④ 如果 B?B 加大頂板錨桿長度，增加 200mm。若 l，則加大錨索密度，錨索排距降低一排錨桿排距。 (3) 兩幫錨桿 ① C?C 加大幫錨桿長度，增加 200mm。若 l 2021，則每排增加 1 根錨桿，或縮小排距100mm。 ② D? (兩幫錨桿 ) 加大錨桿直徑，增加 2mm。若 l 22m，改用強度更高的材質。 ③ C?C、 D? 將錨桿直徑加大 2mm，如果直徑超過 22mm，改用強度更大的材質，每排增加 1根錨桿或縮小排距 100mm。 上述各項目中的修改支護設計可以采用 1 種或同時采用數(shù)種。修改后的支護設計方案實施后，還應繼續(xù)進行現(xiàn)場監(jiān)測，評價支護效果和巷道的安全程度。對于局部特殊條件，如斷層、破碎帶，需采取特殊的方法處理。