支护优化技术规范与支护手册试行版

同煤集团回采巷道锚网索支护技术规范与支护手册（试行）大同煤矿集团有限责任公司二〇一九年七月一日大同煤矿集团有限责任公司企业标准QB/TMJT-2019-2回采巷道锚网索支护技术规范（试行）2019-7-1发布2019-7-1实施大同煤矿集团有限责任公司发布QB目录第一章总则.............................................................................................................1第二章地质力学评估及回采巷道围岩稳定性分类..............................................2第三章锚网索支护设计..........................................................................................4第四章锚网索支护材料与构件..............................................................................9第五章锚网索支护施工........................................................................................13第六章锚网索支护施工质量检测验收与评定....................................................16第七章锚网索支护监测与信息反馈....................................................................20第八章锚网索支护技术管理体系........................................................................24附录1名词解释.....................................................................................................27附录2本规范用词说明.........................................................................................30附录3短锚固树脂锚杆拉拔试验.........................................................................31附录4锚杆拉拔试验.............................................................................................37附录5回采巷道锚网索支护工程质量检验评定标准.........................................39前言本规范是由大同煤矿集团有限责任公司生产技术处和掘进开拓办公室负责组织，从生产技术处、设计院及主要生产矿井抽调工程技术人员成立了支护优化工作组，会同河南理工大学李化敏教授团队共同编制完成。本规范在编制过程中，编制组认真学习了国家及行业有关现行法律、法规及标准，基于同煤集团生产地质条件，总结了马道头、晋华宫、同忻、四台、挖金湾、马脊梁、白洞、麻家梁、燕子山、塔山等主要生产矿井回采巷道锚网索支护的经验，对标准条文反复讨论修改，经审查最后定稿。规范的编制是生产技术处、设计院及主要生产矿井抽调的优秀工程技术人员夜以继日辛勤劳动的结果，他们的勤奋和专业精神使本规范得以顺利完成。规范编制阶段集中在同忻矿进行，得到了同忻矿的大力支持和帮助。在调研过程中，各相关矿井及有关人员给予了积极配合和支持，在此一并表示衷心的感谢！1第一章总则第一条为促进大同煤矿集团有限责任公司（以下简称同煤集团）锚网索支护规范化管理，在确保锚网索支护巷道安全的前提下，提高掘进效率、降低支护成本，特制定本规范。第二条根据《煤矿安全规程》、《煤矿巷道锚杆支护技术规范》、《树脂锚杆》、《矿用锚索》、《矿用W型钢带》和《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法》等，总结同煤集团主要生产矿井多年来锚网索支护的经验，结合该领域国内外应用的先进技术和取得的最新成果，制定本规范。第三条本规范适用于同煤集团所属矿井的以锚网索支护为主要支护形式的回采巷道，其它煤巷或半煤岩巷道的锚网索支护可参照本规范执行。第四条本规范内容涵盖了回采巷道锚网索支护技术的6个方面，即地质、设计、材料、施工、检测与监测、管理。第五条应用锚网索支护技术时，必须坚持科学态度，依靠科技进步，积极推广应用新技术、新工艺、新机具、新材料，推动锚网索支护技术发展。第六条回采巷道锚网索支护的设计、施工、监测和验收必须符合本规范，同时，还应符合国家和行业的相关标准或规定。2第二章地质力学评估及回采巷道围岩稳定性分类第七条回采巷道锚网索支护设计前应进行现场调查，取得巷道围岩地质力学参数，在此基础上进行巷道围岩分类，为巷道锚网索支护设计、施工与管理提供依据。表1地质力学指标及参数表序号指标及参数说明1掘进工作面煤岩层组成及分层厚度井下直接测取2巷道揭露的煤岩层倾角井下直接测取3巷道覆岩结构特征钻孔柱状图4巷道覆岩结构指数参考《支护手册》计算5巷道顶板20m范围，底板5m范围内顶底板岩层层数及厚度，m钻孔柱状图和已采工作面资料确定6各岩层物理力学参数在井下直接测取，或利用岩样在实验室测定7各岩层的分层厚度，m井下钻取岩芯测得或通过钻孔柱状图获取8各岩层节理裂隙间距，m沿结构面法线方向上的平均间距，在巷道内或类似条件巷道内测取9巷道埋深，m地表到巷道的垂直距离10原岩应力，MPa井下直接测取11煤柱特征，0~6m煤柱宽度、小煤柱或无煤柱12巷道围岩松动圈范围，m井下直接测取13上下煤层采动关系巷道与周围其他巷道或采煤工作面的空间与时间关系14地质构造情况描述掘进工作面地质说明书取得15水文情况描述掘进工作面地质说明书取得16锚杆在顶板岩层中的拉拔力，kN现场短锚固拉拔试验17锚杆在煤层中的拉拔力，kN现场短锚固拉拔试验18巷道的几何形状及尺寸，m宜选用的几何形状是矩形第八条原岩应力、围岩力学参数等是回采巷道锚网索支护设计、施工、管理的基础数据，上述地质力学参数应通过现场实测获得。第九条各矿应根据井田采（盘）区划分情况测取地质力学参数，原则上每层煤、每个采（盘）区都应选取测点进行地质力学参数实测。第十条覆岩结构指数（k）应根据距离巷道最近的钻孔柱状，以附录中提供的计算公式获得。按覆岩结构指数k的大小，可将巷道结构稳定性分为5类。第十一条巷道围岩松动圈可通过声波法或钻孔窥视法测得，按照松动圈范3围的大小，将巷道围岩分为特小松动圈（0~0.5m）、小松动圈（0.5~1.0m）、中松动圈（1.0~1.5m）和大松动圈（1.5m）4类。第十二条锚杆拉拔力试验是判定巷道围岩可锚性的基础工作，试验应在施工现场或相近围岩条件下的巷道中进行，每次不得少于3根。有下列情况之一时必须进行锚杆拉拔力试验：（1）初始设计前；（2）设计变更时；（3）材料变更时；（4）围岩地质条件发生变化时。第十三条锚杆粘结强度采用短锚固拉拔力现场试验方法测定，在锚固长度300mm的条件下，平均粘结力达到100kN以上时，可考虑使用锚杆支护。试验方法见附录3。第十四条当巷道围岩物理力学性质、围岩结构和围岩应力发生显著变化时，应对地质力学参数重新进行测定。第十五条根据同煤集团回采巷道围岩条件，以巷道覆岩结构特征、埋深、煤层厚度、煤柱特征、采动影响为基础，以巷道覆岩结构指数和稳定岩层距巷道顶板的距离为关键指标，以巷道松动圈范围为参考指标，将回采巷道围岩稳定性分为5类（表2）。表2同煤集团回采巷道覆岩稳定性分类表围岩稳定性类别稳定程度巷道覆岩结构指数稳定岩层与巷道顶板的距离（m）围岩松动圈范围（m）地质条件典型巷道围岩分类举例I非常稳定＞0.750~10~0.5埋深＜400m煤厚≤3.5m晋华宫7-4#层402盘区西翼II稳定0.75~0.61~20.5~1.0埋深＜400m3.5m＜煤厚≤6m埋深≥400m煤厚＜3.5m四台矿8#挖金湾山4#III中等稳定0.6~0.452~61.0~1.5埋深＜400m6m＜煤厚≤9m埋深≥400m3.5m＜煤厚≤6m燕子山3#同发东周窑5#一采区IV不稳定0.45~0.3＞61.5~2.0煤厚＞9m埋深≥400m6＜煤厚≤9m马道头3-5#麻家梁山4#马脊梁3#塔山3-5#同忻3-5#V极不稳定＜0.3无煤柱巷道、小煤柱巷道4第三章锚网索支护设计第十六条回采巷道锚网索支护设计应采用以现场实测为基础的动态信息反馈设计法。设计流程为：地质力学评估—初始设计—监测与信息反馈—修改设计四个步骤。第十七条当地质力学评估结果表明待施工巷道可采用锚网索支护时，可进行锚网索支护初始设计。第十八条锚网索支护初始设计采用理论分析和工程类比法相结合进行。即，根据巷道地质力学特征确定巷道围岩稳定性类别。根据不同围岩类别，分别采用大—小结构稳定性理论、悬吊理论、高预应力强力支护理论、锚杆锚索协同支护理论和数值计算等进行锚网索支护初始设计。第十九条初始设计中必须包括以下内容：（1）巷道名称、位置、用途以及巷道设计断面；（2）锚杆几何参数（长度、直径）；（3）锚杆力学参数（屈服强度、抗拉强度、延伸率）；（4）锚杆布置参数（间、排距）；（5）锚杆安装角度；（6）锚杆钻孔直径；（7）锚固方式（端部锚固、加长锚固、全长锚固）及锚固长度；（8）锚杆预紧力矩（或预紧力），锚杆设计锚固力，锚固试验验证结论；（9）钢带形式、规格、强度；（10）金属网形式、规格和强度；（11）锚索种类；（12）锚索几何参数（直径、长度）；（13）锚索力学参数（抗拉强度、延伸率）；（14）锚索布置参数（间、排距）；（15）锚索安装角度；（16）锚索孔直径，锚固方式和锚固长度；（17）锚索预紧力，锚索设计锚固力；（18）锚索组合构件形式、规格和强度；（19）巷道锚网索支护布置图；5（20）支护材料消耗；（21）施工工艺方法；（22）施工工艺要求与质量管理指标；（23）相关安全技术措施：临时支护、空顶距；（24）验证初始设计的监测方案；（25）基于锚网索支护初始设计基础上采取的补强加固措施；（26）预计巷道受采动影响时可能出现的问题，以及应采取的相应措施；（27）预计的支护成本。第二十条根据回采巷道围岩稳定性分类结果，结合理论研究和工程类比成果，确定回采巷道锚网索初始设计：（1）对于Ⅰ类非常稳定顶板，按悬吊理论进行设计。采用屈服强度为335MPa左旋无纵筋螺纹钢锚杆，长度1800mm，端锚；（2）对于Ⅱ类稳定顶板，按悬吊理论和锚杆锚索协同支护理论进行设计。采用屈服强度为400MPa左旋无纵筋螺纹钢锚杆，长度2000mm，加长锚固，锚索长度4300mm，加长锚固；（3）对于Ⅲ类中等稳定顶板，按高预应力强力支护理论和锚杆锚索协同支护理论进行设计。采用屈服强度为400/500MPa左旋无纵筋螺纹钢锚杆，长度2200mm，加长锚固，锚索长度5300~6300mm，加长锚固；（4）对于Ⅳ类不稳定顶板，按高预应力强力支护理论和锚杆锚索协同支护理论进行设计。采用屈服强度为400/500MPa左旋无纵筋螺纹钢锚杆，长度2200~2500mm，加长锚固，锚索长度6300mm，加长锚固；（5）对于Ⅴ类极不稳定顶板，主要为无煤柱、小煤柱等条件的巷道，其初始设计可参考《同煤集团锚网索支护手册》（以下简称《支护手册》）中同类型的设计示例进行，《支护手册》中没有的特殊条件，应进行专项支护设计。第二十一条根据煤层顶板稳定性分类类别，顶板锚网索初始支护设计可参考表3选取。6表3巷道顶板初始支护形式与参数表巷道围岩稳定类别稳定程度基本