煤矿巷道锚杆支护技术.pptx

1主要内容巷道支护的重要性：巷道支护是煤矿安全生产的重要保证，我国煤矿以井工开采为主，需要在井下开掘大量巷道，而且80%以上是煤巷、半煤岩巷，或为松软破碎围岩巷，或为遇水软化膨胀围岩巷。确保巷道的安全、快速掘进，确保巷道使用期间的畅通、与围岩稳定，确保巷道的支护与维护成本较低等，是建设安全高效矿井的一项重要工作，具有重要意义。
巷道支护技术的发展：煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长过程。国内外的实践证明，锚杆支护是巷道经济、有效的支护形式。本部分主要内容（1）可显著提高巷道支护效果
锚杆与岩体粘结在一起，提高了岩体的整体性。
对不稳定岩层起着悬吊作用。
由于预紧力的作用，形成压缩岩梁，阻止了层状岩体的离层作用，增大了岩层间的摩擦力，与锚杆本身的抗剪作用一起，阻止岩层间产生相对滑动，提高了岩层的承载能力。
改变了巷道表面岩体的受力状态，由二向受力状态转化为三向受力状态，提高了岩体的承载力。
（2）变“被动支护”为“主动支护”
棚式支护等待围岩变形、破碎后支撑，承载。
锚杆支护利用锚固剂、杆体、托板及各种构件或喷层，给围岩一定的支护强度，与围岩共同组成支护体系，并且随围岩变形，支护力不断增加。（3）减少巷道维修量
锚杆支护能及时加固围岩，减少围岩变形，防止顶板早期离层和片帮。
（4）简化工作面端头支护和超前支护。
为采煤工作面的快速推进、产量与效益的提高创造良好条件。
（5）提高掘进速度
（6）消除安全隐患
棚架与顶板煤层之间出现空隙，易造成煤自燃；
大断面开切眼中安装、回撤棚架和工作面上下顺槽回撤支架时，易发生大面积冒落或伤亡事故。（7）降低支护成本
采用锚杆支护，可以大量地节约钢材、木材等材料，降低支护成本。
（8）减少工人的劳动强度
（9）减少辅助运输量
1.2我国煤矿巷道布置及围岩条件的变化趋势——迫切要求发展锚杆支护
随着开采深度、强度与范围的增加，巷道布置及围岩出现了以下变化趋势：
（1）岩巷向煤巷发展
传统的巷道布置方式将开拓巷道和准备巷道布置在岩石中，虽然有利于巷道维护，但带来一系列问题：巷道掘进成本高，施工速度慢，增加了许多联络巷；掘进出现大量矸石，给矿井辅助运输造成极大压力。随着巷道支护技术的发展与支护水平的提高，岩巷布置已逐步转变为煤巷布置。特别是现代化矿井，岩巷占的比例已经很少。大量使用煤巷虽然增加了巷道支护难度，但带来了很多优点：显著降低了巷道掘进费用，大大提高了施工速度，缩短了矿井建设周期，巷道掘进出煤，增加了经济效益，减少了矸石排出量。
（2）岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展
综采放顶煤工作面要求回采巷道沿煤层底板掘进，巷道顶板是煤。随着综放开采技术的大面积推广，煤顶巷道所占的比重逐年增加。一般情况下，煤相对于岩石比较松软、破碎，显著增加了巷道支护难度。此外对于特厚煤层开采和急倾斜煤层水平分层开采等条件，不仅巷道顶板与两帮为煤层，有时底板也是煤层，属全煤巷道，支护难度进一步加大。（3）巷道从拱形断面向矩形断面发展
拱形断面虽然能够改善巷道受力状态，有利于巷道支护，但拱形巷道施工工艺比较复杂，成巷速度低，有时还需要破坏顶板，出现矸石。对于回采巷道，拱形断面给回采工作面端头支护造成很大困难，阻碍工作面的正常推进。而矩形巷道，除巷道受力状况比拱形巷道差外，拱形巷道的缺陷基本都被克服。另外，在层状破碎顶板条件下，巷道两拱部的岩石不仅不能起到承载作用，还会成为支护的载荷。
（4）巷道从小断面向大断面发展
随着回采工作面设备的大型化，开采强度与产量的大幅度提高，为了保证正常的运输、通风及行人，要求的巷道断面越来越大。煤层大巷的跨度已经超过6m，断面超过25m2；回采巷道宽度也达5~6m，断面达15~20m2；开切眼跨度达到10m，断面超过40m2；井底换装硐室的宽与高均已达到10m，断面积为100m2。巷道断面积的增大，显著增加了支护难度。（5）由单巷布置向多巷发展
回采工作面开采强度和产量越来越大，要求的运输、通风断面逐年增加。特别是高瓦斯矿井，往往单巷布置不能满足生产要求，出现了一个工作面布置3~5条，甚至更多巷道的多巷布置方式。多巷布置带来了煤柱留设、巷道受到二次甚至多次采动影响，增加了巷道维护的难度。
（6）巷道埋深从浅部向深部发展
我国煤矿开采深度以8~12m/a的速度增加。新汶、淄博、开滦、徐州等矿区的开采深度已超过1000m，出现了一批千米深井。煤炭开采技术的进步促进了高产高效矿井的发展，进一步加速了矿井深度的增加。预计在未来20年我国很多煤矿将进入1000m~1500m的开采深度。深部开采将带来一系列高地应力巷道支护难题，如冲击矿压、围岩大变形、强烈底鼓等浅部巷道没有的支护问题。（7）简单地质条件向复杂地质条件发展
我国煤矿煤系地层中具有复杂地质条件的矿井分布十分