煤巷锚杆支护技术规范（试 行）兖矿集团生产技术部 曲延伦 2008年4月一、煤巷锚杆支护技术规范编制的重要 性和必要性 锚杆支护技术在我国全面推广始于70年代，起初是从岩巷开始的。进入80年代以后，应用范围逐渐扩大，支护形式也由单一锚杆支护（锚喷）支护，逐步发展到锚网梁（带）、锚索等组合支护，但初期支护对象仍以岩巷为主，煤巷锚杆支护进尺比例较低。据不完全统计，1995年，我国煤巷锚杆支护平均比例不足15%。一、煤巷锚杆支护技术规范编制的重要 性和必要性我国煤巷锚杆技术快速发展始于九十年代中后期。随着综采（放）技术的广泛应用，综采单产水平和矿井集中化生产程度大幅度提高，棚式支护明显不适应生产发展的需要，严重制约了矿井安全生产和工作面的快速推进。1995年原煤炭部将推广煤巷锚杆支护技术列为我国煤炭工业“九五”攻关的重点项目之一。经过十多年的研究和攻关，基本形成了一套比较科学、系统的一、煤巷锚杆支护技术规范编制的重要性 和必要性煤巷锚杆支护理论、设计方法和施工、质量控制技术，主要技术水平已经接近国际先进水平。目前，我国每年采用采用锚杆支护的煤巷已超过10000km，国有大中型煤矿平均锚杆支护率已从1995年的不足15%发展到目前的60%以上。锚杆支护应用范围不断扩大，支护条件由简单到复杂，技术日趋完善。一、煤巷锚杆支护技术规范编制的重要 性和必要性为了适应锚杆支护技术的应用和推广，国家有关部门于1986年颁布实施了锚杆喷射混凝土支护技术规范和有关工程施工质量验收标准，成为当时指导煤炭工业岩巷锚喷支护设计和施工的重要依据和标准。但是，随着锚杆支护技术的快速发展以及应用范围不断扩大，原有的锚杆喷射混凝土支护技术规范及工程质量验收规范、标准等技术文件已经一、煤巷锚杆支护技术规范编制的重要性 和必要性逐渐失去了指导意义，其内容已不能完全适应煤巷锚杆支护技术应用和发展。由于在国家行业管理层面上没有统一的煤巷锚杆支护设计规范、材料选型、施工技术要求及质量验收标准等，导致行业管理、现场管理基本处于无章可循、无法可依的状态，无法保证煤巷锚杆支护施工质量，从而在一定程度上影响了煤巷锚杆支护技术的推广和应用。二、煤巷锚杆支护技术规范编制过程煤巷锚杆支护技术推广应用以来，国家煤炭行业管理部门一直计划编制有关技术规范。早在1996年，原煤炭部科教司和软岩支护专家组就准备编制我国煤巷锚杆支护技术规范，但由于煤炭行业管理体制改革、以及煤巷锚杆支护技术尚不完全成熟等原因，新的规范始终未能出台，形成管理真空。 2000年以来，国内部分重点煤炭企业如山东兖矿、江苏徐矿等多家单位，相继制定了适合本矿区二、煤巷锚杆支护技术规范编制过程的锚杆支护技术规范、规定等，对于指导现场施工、促进煤巷锚杆支护技术发展起到了积极作用。但这些规定均具有一定局限性，内容还有待进一步完善。近几年，随着煤巷锚杆支护技术快速发展，我国锚杆支护技术以及配套机具、支护材料、监测手段等日趋完善，编制行业技术规范的时机逐渐成熟。2005年，煤炭协会支护专业委员会成立了由科研院所、大专院校、煤炭企业、设备制造厂家等十多家单位、专家组成的标准起草小组，在总结和借鉴国内各个矿区二、煤巷锚杆支护技术规范编制过程锚杆支护成功经验的基础上，确定了规范编制的基本 原则、大纲和内容，历时两年和多次讨论、修改和审 定，于2007年底完成定稿，目前已报送中国煤炭工业 协会标准化技术委员会审核，将于2008年上半年批准 执行。煤矿煤巷锚杆支护技术规范编制和执行，对于 实现我国煤矿煤巷锚杆支护管理进一步规范化、标准 化和科学化，促进矿井安全生产具有十分重要的意义 ，必将极大地促进煤巷锚杆支护快速健康发展。三、煤巷锚杆支护技术规范编制宗旨、原则宗旨：安全、经济、高效 原则：广泛性规范的内容必须广泛适用于全行业的 普遍条件。针对性在广泛性的基础上，针对规范实施范 围内的各类现场条件，制定针对性条款，在技术与施 工上予以规范。可操作性技术规范的实施在技术、工艺和机 具等方面要具有可操作性，在现有条件下保证技术可 行、安全可靠、经济合理。先进性技术规范应代表国内（外）锚杆支护 领域最先进的技术、工艺和管理理念，同时应有利于 推动锚杆支护技术向更科学、更先进的方向发展。四、煤巷锚杆支护技术规范主要内容锚杆支护技术是一项系统工程，它涉及到支护 设计、支护材料、施工机具及方法、矿压监测以及支 护质量检测等方面内容。煤巷锚杆支护技术规范主要包括以下内容： 范围； 规范性引用文件； 术语和定义； 技术要求（设计、支护材料、施工、监 测、工程质量等）； 附录（解释、说明）。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）1.范围本标准规定了煤巷锚杆支护技术的术语和定义、 技术要求、煤巷锚杆支护监测及煤巷锚杆支护施工 质量检测。本标准适用于煤矿煤巷锚杆支护，也适用于半煤 岩巷锚杆支护。 2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本 标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于 本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引 用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T52242003 预应力混凝土用钢绞线GB/T143702000 预应力筋用锚具、夹具和连接器GB500862001 锚杆喷射混凝土支护技术规范MT146.12002 树脂锚杆 锚固剂MT146.22002 树脂锚杆 金属杆体及其附件MT/T9422005 矿用锚索MT50091994 煤矿井巷工程质量检验评定标准五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）3.术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1煤巷：断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。3.2半煤岩巷：断面中岩石面积（含夹石层）大于1/5 到小于4/5的巷道。3.3锚杆支护：以锚杆为基本支护形式的支护方式。3.4锚杆杆体破断力：锚杆杆体能承受的极限拉力。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）3.5锚杆拉拔力：锚杆锚固后，拉拔试验时，锚杆破 断或失效时的极限拉力。 3.6锚固力：锚杆的锚固部分或杆体在拉拔试验时， 所能承受的极限载荷。 3.7设计锚固力 ：设计时给定的锚杆应能承受的锚固 力。 3.8树脂锚杆 ：以树脂锚固剂配以各种材质杆体及托 盘（托板）、螺母与减磨垫圈等构件组成的锚杆。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）3.9树脂锚固剂 ：起粘结锚固作用的材料称锚固剂，树 脂锚固剂由树脂胶泥与固化剂两部份分隔包装成形。 混合后能使杆体与被锚固体煤岩粘接在一起。 3.10锚固长度：锚杆的锚固剂或锚固装置与钻孔孔壁的有 效结合长度。 3.11端头锚固：锚杆的锚固长度不大于钻孔长度的1/3。 3.12全长锚固：锚杆的锚固长度不小于钻孔长度的90。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）3.13加长锚固：锚杆的锚固长度介于端头锚固与全长 锚固之间。 3.14拉拔试验：测试锚杆拉拔力的试验。 3.15搅拌时间：安装树脂锚杆时，从开始搅拌树脂锚 固剂到停止搅拌所用的时间。 3.16等待时间：安装锚杆时，搅拌停止后到可以上紧 螺母托板的时间。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）3.17预紧力：安装锚杆（锚索）时，通过拧紧螺母或 采用张拉方法施加在锚杆（锚索）上的拉力。 3.18预紧力矩：拧紧螺母使锚杆达到设计预紧力时， 施加到螺母上的力矩。 3.19锚杆快速安装：使用锚杆钻机连续完成搅拌树脂锚 固剂、拧紧螺母的全过程。 3.20初始设计：根据已有资料提出的巷道支护形式与参 数。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）3.21信息反馈：对支护监测信息进行解释，并据此对支 护设计进行验证和修改的过程。 3.22正式设计：根据监测信息，对初始设计进行验证或 修改，在技术性、经济性以及安全性等方面均能满足 生产要求的支护设计。 3.23巷道顶板离层临界值：支护设计或工程实践分析确 定的巷道顶板允许的最大离层值。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）3.24复杂地段：指断层及围岩破碎带、应力集中区、顶 板淋水区、裂隙发育区、巷道穿层地段、瓦斯异常区 、大断面、大跨度巷道等地段。 3.25异常情况：指巷道位移、离层、锚杆受力等发生突 变的情况。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）4.技术要求4.1煤巷围岩地质力学评估4.1.1地质力学评估是煤巷锚杆支护设计的主要依据 之一， 锚杆支护设计前应进行地质力学评估。4.1.2煤巷围岩地质力学评估的内容包括现场地质条 件和生产条件调查、煤巷围岩物理力学性质测定、围 岩结构观测、地应力测量和锚杆拉拔力试验。煤巷围 岩地质力学评估的具体内容见表1。4.1.3根据矿井开拓部署和采区划分合理安排煤巷围岩五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）地质力学参数的测试。测点应具有代表性，应能最大 程度地反映整个井田和采区的实际情况，并根据测试 数据绘制矿井地应力分布图。4.1.4地质力学评估首先应确定评估区域，应考虑 煤巷服务期间影响支护系统的主要因素，锚杆支护设 计应该限定在这个区域内。4.1.5煤巷围岩地质力学参数，包括围岩物理力学 性质、围岩结构和围岩应力。4.1.6原岩应力测量宜优先采用应力解除法或水压 致裂法。 五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）表1 地质力学评估内容序 号参 数内 容1煤层厚度指被煤巷切割的煤层厚度。2煤层倾角与水平方向的夹角在井下直接测取，或由工作面地质说明书给出。 3地质构造煤巷周围地质构造的分布情况，由工作面地质说明书给出。4水文地质条件煤巷涌水量，水对围岩物理力学性质的影响，由工作面地质说明 书给出。5煤巷几何形状和尺寸根据工作面回采需要确定，一般宜选用的几何形状为矩形和梯形 。62倍左右煤巷宽度范围内顶底板岩层层数和厚度由地质综合柱状图或钻孔资料确定。7岩（煤）层物理力学参数在井下原位测取，或在实验室内利用岩（煤）样测定。8岩层的分层厚度指分层厚度的平均值。9各层节理裂隙间距指沿结构面法线方向的平均间距，在（类似条件）煤巷内测取。10煤巷轴线方向由工作面巷道布置图给出。11煤巷埋深地表到煤巷的垂直距离。12原岩应力的大小和方向在井下实测。13煤柱宽度煤柱的实际宽度。14采动影响煤巷受到周围掘进或回采工作面采动影响的情况。15锚杆在岩（煤）层中的拉拔力锚杆在岩（煤）层中的拉拔力试验。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）钻孔应力解除法测试地应力示意图 五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）4.1.7巷道支护设计所需的煤岩体物理力学参数， 可通过井下采取岩样进行实验室试验获得，岩样的采 取、包装应满足锚杆支护设计的要求；一些参数（单 轴抗压强度、变形模量等）也可通过井下原位测量获 得。4.1.8煤岩体的物理力学性质参数包括煤岩体的真 密度、视密度、孔隙率、单轴抗拉强度、单轴抗压强 度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角和水理性 质等。4.1.9围岩结构测量应采用煤巷表面观察、钻孔取 芯测量和钻孔窥视等方法进行。结构面力学特性测试 应在现场取样后在实验室进行试验。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）4.1.10煤巷围岩应进行锚杆拉拔力试验，试验方法 参见附录A。锚杆拉拔力试验应在需支护的煤巷现场 或类似条件的围岩中进行，每次不少于3根锚杆。根 据试验结果判断围岩的可锚性。4.1.11在一个地点获取的参数用于同一煤层的其 它地点时，应进行充分的现场调研和分析、评估。4.1.12当煤巷围岩物理力学性质、围岩结构和原 岩应力条件发生显著变化时，应对地质力学参数进行 重新测定。4.1.13应根据地质力学评估结果采用适合本矿区的 方法进行巷道围岩稳定性分类。五、煤巷锚杆支护技术规范（试行）4.1.14有下列情况之一的应重新进行围岩稳定性分类a)当巷道围岩条件、开采深度、开采范围与原分类 差异很大时；