1224掘进巷道中空注浆锚杆实验方案.doc

C20煤层巷道锚杆支护实施方案重 庆 大 学川煤集团技术中心威远煤矿叙永煤矿2009年11月26C20煤层巷道锚杆支护实施方案目 录1 C20煤层概况12巷道支护方案设计12.1巷道断面设计12.2巷道临时支护12.3巷道宽度控制12.4支护方案22.4.1方案一 中空注浆锚杆注浆锚索菱形金属网M型钢带+喷浆支护22.4.1.1锚杆参数确定22.4.1.2 锚索参数确定22.4.1.3 金属网和钢带22.4.1.4安装工艺22.4.1.5 注浆工艺42.4.1.6 注意事项62.4.2 方案二 超前注浆+注浆锚杆注浆锚索菱形金属网M型钢带+喷浆支护62.4.3 方案三 树脂锚杆锚索支护72.4.3.1 锚杆参数确定72.4.3.2锚索参数的确定72.4.3.3锚杆锚索类型和结构72.4.3.4树脂药卷82.4.3.5锚杆锚索施工工艺82.4方案四 工字钢架棚支护112.5 各方案每米耗材113矿山压力观测计划133.1矿压监测站布置133.2观测内容及观测仪器143.2.1巷道相对位移量监测143.2.2顶板离层监测143.2.3锚杆受力监测143.2.4锚索受力监测153.3观测计划15附件161 实验目的222 实验场所223 测试对象224 测试设备及材料225 锚固力要求236试验段巷道支护设计247 现场管理248 人员组织249 数据分析251 C20煤层概况俗称“小炭”。位于含煤岩系下部，上距C19煤层平均3.29m。该煤层结构简单，偶含夹矸。该煤层厚0.571.15m，平均0.81m，属本井田主要可采煤层，全区可采，煤层厚度有由东向西逐渐减薄趋势。2巷道支护方案设计2.1巷道断面设计巷道设计：矮帮高度2.10m，巷道宽度3.6m（不沿空留巷的风巷宽度为3.2 m）。水沟深宽为300200mm，水沟应尽量靠高帮。巷道按中腰线破底沿顶板施工（严禁破顶，机巷必须按中线施工）。采用中线施工后，可能因底板起伏不平，使得水沟无法正常自排，在这种情况下，应在靠高帮低洼段作一个小水仓，其大小应根据现场涌水量来确定，并配备具有足够排水能力的潜水泵。巷道断面详见附图1。2.2巷道临时支护为保证掘进施工安全，采用前探梁、内注式单体液压支柱进行临时支护。前探梁布置方式：在巷道顶板锚杆末端处，采用吊环将两根11号工字钢梁，长约4m，平行置于吊环内并向掘进头延伸。前探梁的前端铺设长宽厚为2200mm200mm150mm的木板梁，在吊环处采用长宽为50mm20mm的金属楔接顶，使木板梁接顶严实。吊环及巷道临时支护示意图见附图。内注式单体液压支柱布置方式：在碛头巷道高帮侧和矮帮侧各布置2根内注式单体支柱，配木梁顶或金属顶梁。临时支护跟拢碛头，正式支护滞后碛头距离不大于0.9米（放炮后）。2.3巷道宽度控制施工时要严格按设计要求控制巷道宽度。一般情况下，巷道的宽度不得超过设计宽度的200mm。如因不可抗拒的原因造成施工断面超宽、超高大于500mm时，必须变更支护设计，采用补打锚杆（锚索）或棚子支护进行加固。当巷道超宽大于200mm时，应采取加强措施，如增打锚杆等。一般情况下，超宽在200mm400mm时，增加1根锚杆；超宽大于400mm时，增加2根锚杆。为了避免巷道超宽现象的出现，在巷道掘进过程中，如果采用炮掘，掏槽眼应靠掘进巷道的下部。同时，合理确定扩大眼、周边眼的位置和装药量，保证巷道成形断面达到设计要求，并尽量减少放炮震动对顶板及两帮岩层的不利影响。2.4支护方案（1）注浆锚杆注浆锚索菱形金属网M型钢带+喷浆的支护方式； （2）超前注浆+注浆锚杆注浆锚索菱形金属网M型钢带+喷浆的支护方式；（3）树脂锚杆锚索菱形金属网M型钢带+喷浆的支护方式， （4）架棚支护。各种支护方案详见附图。试验巷道采用方案一和方案四联合支护形式，详见S1224掘进巷道中空注浆锚杆实验方案。2.4.1方案一 中空注浆锚杆注浆锚索菱形金属网M型钢带+喷浆支护2.4.1.1锚杆参数确定顶板采用中空注浆锚杆，选用f25mm的左旋20MnSi（锰硅）锚杆,长2.2m。锚杆的外露长度不大于100mm，托板规格1501508。顶锚杆安装时先用树脂药卷端锚（药卷规格Z2870），然后再注浆全长锚固。帮锚杆采用f16mm的螺纹钢可回收锚杆,长1.5m, 托板规格1201208。2.4.1.2 锚索参数确定中空注浆锚索采用直径25mm的左旋20MnSi（锰硅）锚索，锚索长度为10.3m（通过连接套连接而成），锚索的外露长度不大于100mm。每2.4m布置一组锚索。托板规格25025012。2.4.1.3 金属网和钢带采用10#铁丝编织的菱形金属网，网孔5050。选用GRT-M3钢带。2.4.1.4施工工艺（1）施工顺序架棚支护工作面放炮后，先移前探梁进行临时支护后出煤矸，然后开始铺设顶网、架棚支护，架料之间用撑杆连接成整体防倒。架料间距0.8米。架料支护空顶距(放炮后)不大于0.9米，前探梁临时支护必须跟拢碛头。在架料间进行锚网支护打顶板注浆锚杆孔，加钢带，安装中空注浆锚杆，先用树脂药卷端锚，再注浆锚固；打注浆锚索孔，安装中空注浆锚索，先用树脂药卷端锚，再注浆锚固；打两帮锚杆孔、铺帮网、两帮安装可回收锚杆。锚杆间排距0.8米，每2.4米布置一组锚索(两根)，锚索分别布置在距高帮1米和距矮帮1.5米处。锚网支护滞后碛头不大于1.6米，锚索支护滞后碛头不大于3米。经测试锚杆锚索在使用树脂药卷端锚后初锚力大于5吨，则注浆可滞后碛头5-10米，否则安装锚杆后立即注浆。喷浆初喷滞后碛头距离不大于5米，复喷（达设计厚度要求）滞后碛头距离不大于20米。（2）锚杆安装工艺1）钻锚杆孔首先，敲帮问顶。仔细检查顶帮围岩情况，去掉悬矸、危岩。安设前探梁，做好临时支护。按中线严格检查巷道断面规格，不符合要求时必须先进行处理。按设计要求确定锚杆孔的位置（误差不超过50mm）和打眼方向，锚杆孔尽量垂直巷道表面，增大与软弱结构面的夹角。打眼前在钻杆上做好标志，使钻孔深度与锚杆锚索长度相匹配，保证锚杆外露100mm。钻孔深度误差不超过50mm，严禁超钻或欠钻。钻孔顺序，应由外向里（掘进头）先顶后帮的顺序依次进行。成孔后，必须将孔内的岩粉、积水清理干净。2）安装锚杆装药卷顶板每根锚杆锚索使用Z2370药卷1只，采用端锚方式先固定好锚杆锚索，为注浆施工创造条件。装药卷之前应先检查锚杆孔的质量（深度与角度），锚杆构件是否齐全，杆尾是否已涂防锈油脂以及袋装药卷是否硬化，过期或损坏等，已硬化或过期的药卷严禁使用。插入锚杆杆体锚杆杆尾通过连接套与锚杆机头连接，杆端插入已装好树脂药卷的岩孔内，升起锚杆机并利用锚杆杆体将孔口处的药卷匀速地推送至孔内，使药卷接触到孔底为止。搅拌药卷药卷搅拌时间过短，药卷中的固化剂与树脂胶黏剂不能充分起化学反应而影响凝胶和固化效果；搅拌时间过长，使已经凝胶和固化的树脂遭到破坏，同样影响锚固效果。所以，将药卷匀速搅拌和推送至孔内的时间为205s。10min以后，先卸下专用套筒，装上锚网、托板、螺帽，并将其托到紧贴顶板位置。注意事项在打顶板靠高帮的锚杆时，注意锚杆与顶板表面的夹角保持60左右。在打高帮锚杆时，最上面一根锚杆要与水平呈15左右的夹角；顶板安装5根锚杆，高帮安装4根锚杆，矮帮安装3根锚杆，一个截面总共安装13跟锚杆。巷道锚杆具体的布置情况见附图3。在任何煤巷作业地点，不得使用作为永久支护的锚杆、锚索、金属网起吊设备或其它重物。锚杆支护作业场所距工作面200m内，必须备有510架备用棚及相应的复合支护材料，以备改变支护方式和抢险之需。3）金属网安装等待10min之后（针对安装锚杆），去掉专用套筒，挂金属网要紧贴岩面，压茬严密且不少于100mm，网与网之间间隔0.3m用10#铁丝连接并拧紧。顶网与帮网应相互搭接。顶板与高帮、矮帮的夹角处，采用铺设高帮的金属网务必要搭接到顶板靠高帮的锚杆上，然后经过高帮靠顶板的锚杆上，最后搭接到高帮的第二根锚杆上（从顶板往下）。矮帮的处理也采用同样的方式进行。4）钢带安装金属网安装以后，将钢带孔置于锚杆内加托盘，用锚杆机上紧锚杆螺母，并达到不小于60Nm的预紧力。5）注浆安装好止浆塞和注浆连接装置，进行注浆，详见2.4.1.5。6)喷浆喷浆厚度50 mm, 初喷滞后碛头距离不大于5米，复喷（达设计厚度要求）滞后碛头距离不大于20米。（3）注浆工艺1）注浆量锚索孔进入C19下采空区，注入的浆液跟C20煤层与C19下分层采空区较好的黏结，形成黏结性较好的整体。实际注浆量根据现场试验情况确定。2）注浆液采用水泥单液浆。水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比在0.71.0之间，并掺加35的水玻璃，5的生石膏。3）注浆压力注浆需要一定压力克服裂隙阻力以便浆液渗入围岩，因注浆孔深、围岩裂隙发育，应采用较小的注浆压力。因此，确定注浆压力为0.11.5MPa。4）注浆时间如果单孔连续注1 h 2 h 不升压，可适当调高浓度；如果单孔段吸浆量过大，可以采取间歇法施工，即单孔采用间歇法多次注浆。无效时可采用双液浆注浆机进行注浆，根据现场具体情况而定。5）注浆设备注浆设备选用2ZBYS-4.2/10-15型双液浆注浆或瓦斯抽放孔专用封孔泵。6）施工工艺注浆施工工艺流程是：施工准备钻锚杆锚索孔挂网、安装钢带安装中空注浆锚杆锚索造浆注浆施工清理注浆机具。7）注意事项打眼封孔。封孔是比较关键的注浆施工技术，孔口不封好，容易出现跑浆漏浆，浪费材料，影响注浆效果。用钻机打f40mm的孔，要求孔口段尽量保持完好有利封孔。采用中空注浆锚杆锚索配套的止浆塞进行封孔。注浆顺序。封孔可靠后，进行注浆，其注浆顺序为先进行矮帮锚杆锚索注浆，后进行高帮锚杆锚索的注浆。拌料注浆。浆液在配浆容器中人工配制。浆液水灰比为0. 71.0，掺加35的水玻璃、5的生石膏，搅拌5min后制成单液水泥浆。开泵注浆按定压、定量控制注浆，注浆压力开始时不宜过大，根据现在情况确定注浆压力。注浆应当连续，因故停止注浆或注浆结束时，必须注入清水，清水注入量不小于注浆孔的容量，然后取下注浆管吸入清水冲洗注浆机及管路。注浆时，需边注边搅拌，防止浆液沉淀。注浆时吸浆管管口不要露出液面或接触容器底部，防止吸入空气造成不吸浆或吸入块状物造成管路堵塞。在注浆过程中，要严防碎渣等杂物进入管路或泵体，以免造成堵管或不吸浆，影响注浆效果。注浆停止或暂停前，应先关闭高压阀，后停机，再拆卸管路。开始注浆时，应先开机后开高压阀。注浆过程中，若发现巷道表面有跑浆现象，可提高浆液浓度，必要时可先注漏浆区域，待漏浆区域浆液凝固后再注下一孔。清洗。每班结束注浆或暂停一段时间，需要冲洗注浆泵和管路，直到管路末端出清水。2.4.1.5 注意事项（1）在掘进过程中，对于断层破碎带、煤层松软区、地质构造变化带、地应力异常区、动压影响区等围岩支护条件复杂区，必须及时采取应急措施并立即向有关领导和职能部门报告，采取加密锚杆锚索、点柱及架棚等强化支护措施，或采取超前高压注浆锚杆、锚索支护。 （2）巷道掘进过程中，每隔30m由矿山地质部门安排一次顶板岩性、厚度变化的检测，并在掘进作业规程中按有关规定制定相关的安全技术措施，以及修改支护设计。（3）有关机具设备的使用、操作、维护、保养等均应按厂家的产品说明书或操作指南进行。（4）锚杆支护作业场所距工作面200m内，必须备有510架备用棚及相应的复合支护材料，以备改变支护方式和抢险之需。（5）打锚索孔时，接长式钻杆连接处强度较低，在接头位置进入孔内之前要控制锚杆机推力，以免钻杆折断伤人。（6）该方案在试验时，采取先铺网架棚、再锚网喷支护的方式，经测试锚杆锚固力达到要求并且巷道变形量在规定范围内，再撤除支架。2.4.2 方案二 超前注浆+注浆锚杆注浆锚索菱形金属网M型钢带+喷浆支护如果直接采用注浆锚杆锚索支护效果差，则先对C20煤层巷道顶板进行超前注浆加固，加固后再采用注浆锚杆锚索支护。注浆锚杆锚索、喷浆的设计参数与方案一设计参数相同。（1）超前注浆钻孔长度见图1，在C20煤层巷道顶板靠两帮以15仰角向C19下采空区打注浆孔，巷道中间位置以20仰角向C19下采空区打注浆孔。注浆孔的排距为4.0m。从现有的地质资料得知：C20煤层顶板到C19下采空区的垂直距离为3.29m，得到靠两帮顶板注浆加固钻孔长度为12.7m，巷道中间注浆加固钻孔长度为9.6m。详见图1。（2）钻孔、注浆管直径注浆钻孔的直径为32mm。注浆管直径20mm。（3）注浆有关事项同方案一。2.4.3 方案三 树脂锚杆锚索支护在C19未开采区域掘进C20煤层巷道，采用树脂锚杆锚索支护。2.4.3.1 锚杆参数确定（1）锚杆长度顶锚杆用2.2 m，20MnSi（锰硅）f20mm的螺纹钢锚杆。帮锚杆长度按1.5m考虑，f16mm的螺纹钢可回收锚杆。（2）锚杆间排距均取800mm。2.4.3.2锚索参数的确定锚索长度10.3m，锚索的排距为2.4m，锚索安装位置分别距高帮1.0m、矮帮1.3m处。2.4.3.3锚杆锚索类型和结构（1）锚杆类型及结构选用20MnSi（锰硅）f20mm的螺纹钢锚杆。其屈服极限为340MPa，强度极限为510Mpa，截面积为314.2mm2。锚杆设计锚固力85kN。图2 顶板锚杆结构示意图（2）锚索类型及结构锚索采用7股f5mm高强度钢绞线组成。钢绞线直径为f15.24mm，强度级别1860MPa，公称截面积140.00mm2，最低破坏荷载260.7kN，质量1.102kg/m。锁具的选择：以瓦片式为主的锁具有多种规格，应根据钢绞线规格选取，保证瓦片与钢绞线有良好的匹配关系，在这里选用f15.24mm的锁具。采用力学性能与树脂锚杆相匹配的规格为25025012mm的高强度托板。（3）金属网设计采用铁丝菱形金属网。10#铁丝进行编织，网孔距50mm50mm。（4）托板的使用为了保证锚杆与钢带之间更加紧密的贴合，提高托盘与钢带之间的摩擦力，设计了专用蝶形托盘，使钢带、托盘、锚杆三者之间成为一个更加统一的整体，减少了锚杆与钢带之间的错动，有利于预防锚杆杆体产生的剪切破坏。见附图11（5）钢带选用GRT-M3钢带。2.4.3.4树脂药卷顶锚杆使用Z2370树脂药卷2根，锚索使用Z2370树脂药卷2根。2.4.3.5锚杆锚索施工工艺（1）锚杆施工工艺工艺同2.4.1.4。（2）锚索施工工艺1）锚索的制作步骤将成盘（应选购每盘1t的包装规格）供应的钢绞线先用8#铁丝捆3道，然后打开原包装钢带。展开23圈，按设计长度用无齿（砂轮）刀具截断。重复加工至所需的锚索根数（但一次不宜截太多，一般应随用随截）。视情况对锚索的锚固段进行必要的除锈、除油处理。将制作好的锚索盘成f1.5m的圆环，用细铁丝等间隔捆3道，存好备用。不论是钢绞线还是已制作好的锚索，均要妥善存放，防止黏上油污，否则会严重影响锚固力。2）锚索安装工艺在巷道两排锚杆之间顶板中间靠高帮1.3m、靠矮帮1 m处分别设置锚索钻孔，锚索钻孔排距2.4m。锚索钻孔与顶板夹角为75。采用打顶板的锚杆机配中空六方接长式钻杆湿式打眼。为保证孔深符合要求，可在起始钻杆上用白色或黄色油漆标出终孔位置。检查药卷和锚索。插入树脂药卷前应检查其质量（以手感柔软为合格）。已硬化或过期的药卷严禁使用。用棉丝将锚索锚固段的水、煤屑等擦干净。锚索下端装上专用搅拌驱动器，2人配合用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻孔（注意不要反复抽来锚索），确保锚固剂全部送到孔底。严格锚固剂搅拌过程。将专用搅拌驱动器尾部六方头插入锚杆机上。一人扶住机头，一人操作锚杆机，边推进边搅拌，前半程用慢速旋转，后半程用快速旋转。搅拌时间控制在2030s。确保锚固剂的凝固时间。搅拌一定时间以后，应继续保持锚杆机的推力处于停止搅拌状态，约3min以后才能卸下锚杆机。否则，将引起锚索下滑，影响锚固力。10min以后，先卸下专用搅拌驱动器，装上锚网、托梁、托板、锁具，并将其托到紧贴顶板位置。2人一起将张拉千斤顶套在锚索上并用手托住，开泵进行张拉，并注意观察压力表读数，达到60KN预紧力后，结束千斤顶推进，迅速换向回程。卸下张拉千斤顶（注意用手接住避免坠落），用液压切割器截下锚索的外露部分（可将一个班或几个班安装的锚索集中切割，但应注意安全，不能让锚索外露部分伤人）。3）锚索施工注意事项打锚索孔时，接长式钻杆连接处强度较低，在接头位置进入孔内之前要控制锚杆机推力，以免钻杆折断伤人。松开盘住的锚索时，要注意其弹性较大，防止弹开伤人。锚索要随打随安装，也可以把当班安装的锚索集中一次进行张拉。张拉锚索前，应先检查张拉千斤顶、油泵各油路接头处是否有松动，若发现有松动现象应及时拧紧。张拉锚索时，应使张拉油缸与锚索保持同轴。张拉千斤顶卡住锚索后，人员可撤到千斤顶侧面，张拉千斤顶时，下方严禁站人。掘进过程中遇到的地质条件恶化时，必须及时采取应急措施并立即向有关领导和职能部门报告。巷道掘进过程中，每隔30m由矿山地质部门安排一次顶板岩性、厚度变化的检测，并在掘进作业规程中按有关规定制定相关的安全技术措施，以及修改支护设计。有关机具设备的使用、操作、维护、保养等均应按厂家的产品说明书或操作指南进行。（3）金属网安装等待10min之后（针对安装锚杆），去掉专用套筒，挂金属网要紧贴岩面，压茬严密且不少于100mm，网与网之间间隔0.3m用10#铁丝连接并拧紧，锚网规格为10001000mm。顶板铺设4张金属菱形网，高帮铺设3张金属菱形网，矮帮铺设2张金属菱形网。顶网与帮网应相互搭接。顶板与高帮、矮帮的夹角处，采用铺设高帮的金属网务必要搭接到顶板靠高帮的锚杆上，然后经过高帮靠顶板的锚杆上，最后搭接到高帮的第二根锚杆上（从顶板往下）。矮帮的处理也采用同样的方式进行。（4）钢带安装金属网安装以后，将钢带孔置于锚杆内加托盘，用锚杆机上紧锚杆螺母，并达到不小于60Nm的预紧力。（5）喷浆厚度50 mm。要求同方案一。（6）遇特殊地层处理在掘进过程中，对于断层破碎带、煤层松软区、地质构造变化带、地应力异常区、动压影响区等围岩支护条件复杂区，必须采取加密锚杆、全长锚固、锚索锚固、点柱及架棚等强化支护措施。2.4方案四 工字钢架棚支护若C20煤层巷道完整顶板薄，十分破碎，注浆效果差；或C20与C19层间岩层厚度小于锚杆设计长度时（即采用锚杆支护，锚杆的端部可能揭穿C19上采空区），采用工字钢梁棚子支护，棚子间距800mm。见附图6（1）两帮支护两帮采用一定长度的11#工字钢，因底板较松软，支护时需要掏一定深度的窝子，所以腿子加工长度应超过两帮高度200mm。梁子与腿子之间采用螺母与扁钢筋连接，使其成为一个整体。两帮采用水泥背板背帮，水泥背板的规格为100015030mm，内嵌数根直径6mm的小钢筋。设计强度应满足C20的要求，配比为水泥砂石水mcomsomg0mWo331685139019512.074.200.59，水灰比（W/C）0.59，碎石粒径为520mm，设计密度为2.6kg/m3，水泥采用32.5硅酸盐水泥，每块水泥背板重量约11.7kg。（2）顶板支护顶板支护方式采用11#工字钢金属网水泥背板背顶，注意背顶一定要严实，防止漏顶或空顶。（3）工艺放炮安全检查移前探梁出矸铺顶网架棚水泥背板背帮背顶。2.5 各方案每米耗材2.5.1中空注浆锚杆锚索支护每米巷道所需支护材料表2-1材料名称数量单位材料名称数量单位帮锚杆8.75根工字钢梁米注浆锚索0.833根M钢带4.75米顶锚杆7.5根树脂药卷34.2个10#铁丝网9.16帮锚杆托盘8.75个顶锚杆托盘7.5个水泥浆1.46m3锚索托盘0.833个树脂药卷条7.082.5.2超前高压注浆锚杆锚索支护每米巷道所需支护材料表2-2材料名称数量单位材料名称数量单位帮锚杆8.75根工字钢梁米锚索0.833根M钢带4.75米顶锚杆7.5根树脂药卷34.2个10#铁丝网9.16帮锚杆托盘8.75个顶锚杆托盘7.5个水泥浆1.31m3锚索托盘0.833个树脂药卷条7.08注浆锚杆0.75根2.5.3树脂锚杆锚索支护每米巷道所需支护材料表2-3材料名称数量单位材料名称数量单位帮锚杆8.75根工字钢梁米锚索0.833根M钢带4.75米顶锚杆7.5根树脂药卷34.2个10#铁丝网9.16帮锚杆托盘8.75个顶锚杆托盘7.5个树脂药卷条15锚索托盘0.833个2.5.4工字钢架棚支护材料名称数量单位材料名称数量单位工字钢梁10.25米水泥背板30块10#铁丝网3.79M钢带4.75米3矿山压力观测计划3.1矿压监测站布置（1）巷道表面相对位移监测在正常条件下观测时，每条巷道间隔50m设3个测站（本方案根据具体情况而定），每个测站设3个位移观测面，每个观测面设3对测点，采用“井”字布点（其中垂直两对，水平一对），截面间距0.8m。位移观测点的布置：孔径为33mm，孔深为200mm，采用25mm圆钢在孔内用水泥砂浆充填。在构件一端加工成圆形或锥形的凹槽，其深度控制在1cm左右，其目的是为了便于与测杆的接触。测站与测点的关系及构件图详见附图8。（2）顶板离层监测顶板离层仪安设数量可参考表31。表31 顶板离层仪安设数量围岩类别巷道宽度备注3m3m在地质构造带或巷道交叉点应适当增加安设数量每100m一个每80m一个每70m一个每50m一个每50m一个每30m一个每50m一个每30m一个本方案每隔50m在顶板安设一组多点离层仪。离层仪包括一个深部基点和多个浅部基点，分别测试巷道表面与浅部基点之间，浅部基点与深部基点之间的相对位移。顶板未发生离层时，浅部基点与深部基点所测位移变化速率逐渐降低，并最终趋于0，如果中间发生跃变，则可判断顶板中是否出现离层及离层部位。离层仪安设在巷宽分别距矮帮、高帮0.5m的顶板内。为保证可靠的测试结果，深基点固定在锚杆上方稳定岩层内300mm；无稳定岩层时，一般固定在顶板以上8m处。C19上布置在顶板2.3m以上；C19下布置在顶板8.0m以上；C20煤层布置在顶板2.0m以上；C20煤层布置在顶板5.0m以上。顶板离层安设示意图详见附图9。3.2观测内容及观测仪器3.2.1巷道相对位移量监测巷道表面相对位移是指巷道开挖后一定时间内巷道顶、底板和两帮的相对位移量。其监测方法有表面收敛和表面径向相对位移观测两种方法。本次建议采用表面收敛方法。监测设备采用山东科技大学泰安市机电实业公司生产的顶板动态监测仪（KY-82）。3.2.2顶板离层监测顶板离层监测是指巷道浅部围岩与深部围岩间的位移变化速度出现台阶式跃变，当离层达到一定值时，顶板有可能发生破坏。所以顶板离层是巷道围岩失稳的前兆。监测设备采用山东科技大学泰安市机电实业公司生产的顶板离层连续观测仪（YHM150）。3.2.3锚杆受力监测（1）锚杆工作荷载监测锚杆工作荷载可以反映锚杆在各个不同时期的轴向力大小与围岩变形的关系。锚杆质量监测采用拉拔装置YML型锚杆拉力计。每隔50m随机抽取3根进行拉拔实验，检验是否满足设计要求，对不满足设计要求的进行重新补打锚杆或者采用其他的加固措施（如钢梁支护等）。（2）锚杆锚固力的连续观测锚杆锚固力的连续观测采用ZMCA液压式锚杆锚固力测力计，安装位置为每隔50m在巷道顶板安设两个。3.2.4锚索受力监测锚索工作载荷可采用拉拔装置YML型锚杆拉力计。每隔50m随机抽取3根进行拉拔实验，最大拉拔力达到150KN时停止试验。主要检验锚索的锚固力是否满足设计要求，对不满足设计应进行及时的补来，以达到设计的要求。3.3观测计划（1）巷道相对位移量测试位移侧点必须在巷道掘进12h内埋设，距掘进工作头010m范围内，每天观测两次；1120m范围内每天观测1次，2150m范围内，每3天观测一次；50m以外每周观测一次。岩体表面相对位移的观测数据表格见附表1。（2）顶板离层观测巷道掘进以后顶板离层观测时间：距掘进工作面010m范围内，每天观测两次；1120m范围内每天观测1次，2150m范围内，每3天观测一次；50m以外每周观测一次。回采期间（作为机巷使用时）的观测时间：距回采工作面010m范围内，每天观测两次；1120m范围内每天观测1次，2150m范围内，每3天观测一次；50m以外每周观测一次。顶板离层观测数据表格见附表2。（3)锚杆工作荷载监测锚杆工作荷载监测是对已经安装完毕的锚杆进行随机抽取，检查锚杆锚固力是否达到设计要求，检查时间是每周对不同地段的锚杆进行检查。锚杆工作荷载监测表格见附表3。（4）锚杆锚固力的连续观测距掘进工作面015m范围内，每天观测一次；1530m范围内每2观测1次，3060m范围内，每3天观测一次；60m以外每周观测一次。回采期间（针对机巷）的观测时间：距回采工作面015m范围内，每天观测一次；1530m范围内每2天观测1次，3060m范围内，每3天观测一次；60m以外每周观测一次。锚杆锚固力的连续观测表格见附表4。（5）巷旁顶板压力监测巷旁顶板压力监测时间：距回采工作面010m范围内，每天观测两次；1120m范围内每天观测1次，2150m范围内，每3天观测一次；50m以外每周观测一次。巷旁顶板压力观测表格见附表5。附件1 附图附图1 巷道断面图附图2 吊环及巷道临时支护图附图3 实验支护方式图附图4 锚网支护图附图5 C20煤层中空注浆锚杆、锚索支护图附图6 架梁支护方式图附图7 锚索各段及其构成附图8 测站与测点的关系图附图9 顶板离层仪安设示意图附图10 锚棚支护断面图附图11 托板加工示意图2 附表附件1 岩体表面相对位移观测数据表格附表2 顶板离层观测数据表格附表3 锚杆拉拔力检测记录表附表4 锚杆锚固力连续观测数据表格附表1 岩体表面相对位移观测数据表格观测巷道： 测区： 截面编号： 单位：mm观测时间距离/mABCDEF月日读数差值累计读数差值累计读数差值累计累计附表2 顶板离层观测数据表格（单位：mm）测孔情况位置： 孔底： 煤厚观测时间距离初读读数差值累计月日附表3 锚杆拉拔力检测记录表检测工程名称：施工日期：施工单位：设计锚固力：检测点号检测点位置检测结果判断备注测定号拉拔力/kN附表4 锚杆锚固力连续观测数据表格检测工程名称：施工日期：施工单位：设计锚固力：观测时间距离初读读数差值累计月日S1224掘进巷道中空注浆锚杆实验方案1 实验目的为确保S1224（运输巷道）掘进巷道锚网联合支护的成功实施，采用中空注浆锚杆，并用中空注浆锚索代替现有的15.24mm钢绞线锚索。为测试中空注浆锚杆锚索抗拉强度是否能满足要求，顶板下沉量和巷道变形量是否在合理范围之内，并收集注浆量、注浆扩散半径、注浆压力、稳压时间、强度变化等情况，以优化注浆工艺，提高注浆质量。特制定本中空注浆锚杆实施方案。2 实验场所实验场所定在S1224（运输巷道）掘进巷道进入采空区区域的顶板、矮帮和高帮。3 测试对象（1）锚杆锚索抗拉强度1）顶板中空注浆锚杆抗拉强度，包括短的（1m、1.5m）和长的（2.2m）；2）两帮锚杆抗拉强度，包括中空注浆锚杆（R25mm）和可回收锚杆（16mm）；3）代替钢绞线锚索的中空注浆锚索长度11.0m，外露长度100mm。每组所测锚杆锚索为3根；（2）注浆压力、时间、水灰比、扩散半径等参数。（3）巷道顶板下沉量、顶底板移近量、两帮移近量。4 测试设备及材料（1）中空注浆锚杆锚索采用YML型锚杆拉力计进行测试；（2）注浆设备采用2.2BYS-4.2/10-15注浆机、瓦斯抽放孔专用封孔泵；（3）水玻璃40kg；新型微膨胀化学添加剂。（4）325硅酸盐水泥500kg；（5）生石膏100 kg，（6）中空注浆锚杆长度1m的15根，1.5m的5根，2.2m长的40根，目前库房有1m长中空注浆锚杆15根；（7）其中须配套的止浆塞、托板、螺母25套，要求托板厚度12mm，长宽均为15cm；（8）11m长的中空注浆锚索须配备5颗相应的钻头。（9）Z2870（