锚网支护掘进PPT课件

锚网支护掘进 授课人 1 第一部分锚杆支护作用机理 1锚杆支护基本理论多年来 国内外学者对锚杆支护机理及相关理论问题进行了大量的研究 形成了悬吊 组合梁和组合拱 压缩拱 等较为典型的锚杆支护理论 再又发展到最大水平应力理论和围岩松动圈理论 后又发展到考虑支护与围岩共同作用的现代支护理论 如锚杆支护巷道围岩强化强度理论等 2 1 1悬吊理论悬吊理论认为 锚杆支护的作用就是将巷道顶板较弱岩层悬吊在上部稳定的岩层上 以增强较软弱岩层的稳定性 对于回采巷道经常遇到的层状岩体 当巷道开挖后 直接顶因弯曲 变形与老顶分离 如果锚杆及时将直接顶挤压并悬吊在老顶上 就能减少和限制直接顶的下沉和分离 以达到支护的目的 如图所示 3 4 采用锚杆支护前顶板为层理结构 受裂隙影响顶板为分散结构 抗剪切力及拉伸力较弱 易离层断裂 采用锚杆支护后 分散结构顶板受锚固力影响形成整体相对增加顶板厚度 从而提高顶板岩层的承载能力 使顶板的横向抗拉伸强度及纵向抗剪切强度得以加强 且用锚杆可以使下部不稳定岩层与上部较稳定岩层形成整体 对破碎顶板起悬吊作用 从而增加破碎顶板的相对稳定性 5 巷道浅部围岩松软破碎 或者巷道开挖后应力重新分布 顶板出现松动破裂区 这时锚杆的悬吊作用就是将这部分易冒落岩体悬吊在深部未松动的岩土上 这是悬吊理论的进一步发展 如图所示 悬吊理论最直观地揭示了锚杆的支护作用 在分析过程中不考虑围岩的自承能力 而且将被锚固体与原岩体分开 与实际情况有一段差距 因此其不足之处是明显的 6 7 悬吊理论只适用于巷道顶板 不适用于两帮和底板 如果顶板中没有坚硬稳定岩石或顶板软弱岩层较厚 围岩破碎区范围较大 受锚杆长度所限 无法将锚杆锚固到上面坚硬岩层上 悬吊理论就不适用 1 2组合梁理论组合梁理论认为 在层状岩体中开挖巷道 当顶板在一定范围内不存在坚硬稳定岩层时 锚杆的悬吊作用居于次要的地位 8 如果顶板岩层中存在若干分层 顶板锚杆的作用 一方面依靠锚杆的锚固力增加各岩层间的摩擦力 防止岩石沿层面滑动 避免各岩层出现高层现象 另一方面 锚杆杆体可增加岩层间的抗剪强度 阻止岩层间的水平错动 从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层锁成一个较厚的岩层 组合梁 这种组合厚岩层在上覆岩层载荷的作用下 其最大弯曲应变和应力都将大大减少 9 10 组合梁理论认为锚杆的作用是将顶板岩层锁紧成较厚岩层 在分析中 将锚杆作用与围岩的自稳作用分开 与实际情况有一定差距 并且随着围岩条件的变化 在顶板破碎 连续受到破坏时 组合梁也就不存在了 组合梁理论充分考虑了锚杆对离层及滑动的约束作用 原理上对锚杆作用分析的比较全面 但它存在以下缺陷 组合梁有效厚度很难确定 没有考虑水平应力对组合梁强度 稳定性及锚杆荷载的作用 11 1 3组合拱理论组合拱理论认为 在拱形巷道围岩的破碎区中安装预应力锚杆时 在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力 如果沿巷道周边布置锚杆群 只要锚杆间距足够小 各个锚杆形成的压应力圆锥体将相互交错 就能在岩体中形成一个均匀的压应带 即承压拱 可以承受其上部岩石形成的径向载荷 在承压拱内的岩石径向及切向均受力 处于三向压应力状态 其围岩强度得到提高 支撑能力也相应增大 因此锚杆支护的关键在于获取较大的承压拱和较高的强度 其厚度越大 越有利于围岩的稳定和支撑能力的提高 12 13 组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作用机理 但在分析过程中没有深入考虑围岩 支护的相互作用 只是将支护结构的最大支护力简单相加 从而得到复合结构总的最大支护阻力 缺乏对被加固体本身力学行为的进一步分析探讨 计算也与实际情况存在一定差距 一般不能作为准确的定量设计 但可作为锚杆加固设计和施工的参考 14 第二部分2 1锚网支护工岗位应知应会标准 准备 铁锹 撬棍 大锤 手镐 刮耙 扳手 钳子 扭矩扳手 锚杆机 钻具等 检查与处理 进入工作面先检查工作地点的安全情况 发现问题先处理 工作前 工作中必须随时敲帮问顶 遇有活煤 岩 要立即处理 15 检查工作面支护质量 对不合格的支护要先进行修理 做到支护牢固有效 备齐锚杆 金属网 托盘 螺丝 树脂药包和临时支护材料 操作顺序 敲帮问顶 拆炮茬 铺网 打临时支护 打锚杆眼 安装锚杆 检查质量 工作结束 16 作业标准 锚杆的间排距符合作业规程 当树脂药包的速凝剂变成干粉或树脂胶泥变硬时严禁使用 药卷搅拌时间30 40秒 固结时间不少于5分钟 锚杆端部必须推至孔底 尾端外露长度 锚杆30 50mm 锚杆成排成行 角度符合规定 网片搭接0 2米 网片必须拉紧 锚杆打好以后 每班检查锚杆紧固情况 发现松动 及时紧固 17 锚杆螺母拧紧力距不应低于100NM 失效的锚杆要及时补打 收尾工作 支护好后 清理杂物 整理好管线 搞好文明生产 检查验收工程质量 处理存在问题 清点工具 放好物品 配件 按规定设档闸 填写工作日志 交清班 18 2 2锚网支护工岗位作业口述标准 敲帮问顶最要紧临时支护打在先顶推用力要适中药卷搅拌不间断外露预紧达标准各种构件要齐全施工完毕细检查质量合格才下班 19 第三部分锚杆支护说明书 3支护说明书3 1支护形式 主要采用 金属网 锚杆 锚索 支护 如图 20 21 22 23 24 3 2支护参数3 2 1采用树脂锚杆 锚杆直径 18mm 锚杆长度 2000mm 锚固长度 1000mm 每根锚杆使用2条药卷 3 3施工钻具及材料采用YT 28型风锤打眼 MSQ 90J2型气动锚杆安装机安装锚杆 K2850 锚杆 和K2350 锚索 快速树脂药卷作为锚固剂 25 3 4支护质量标准3 4 1锚杆间距 煤体稳定坚硬时 间 排距800mm 巷道遇局部地质变化带煤层不稳定 如干炸 松软等 时加密锚杆 间 排距不大于500mm 保证支护有效即可 并使用单体柱 型梁等加强支护 锚杆垂直层面 层面不明显时 垂直巷道轮廓线安装 26 3 4 2锚杆眼深度应比锚杆杆体长度短150 3 4 3所用金属网网孔不大于60mm 60mm 金属网长宽规格 1800mm 1000mm 采用成品菱形金属网制作 联接方式 压茬100mm或使用双股12 铁丝联接相邻两块金属网 27 3 4 4由于工作面属于急倾斜煤层 顶板为砂岩 直接底板为泥岩 老底为粉砂岩 顶底板破碎的地方用锚杆加固 3 4 5锚索滞后茬根距离不大于为1600mm 稳定全岩或全断面破稳定岩石宽度达巷道断面的2 3时 锚索滞后2 4m 巷道掘进到位后 锚索补齐 28 3 5锚杆支护工艺 3 5 1在支护前和支护过程中要敲帮问顶 及时拆除危煤 打锚杆眼时 必须从外向里进行 同排锚杆先打顶眼 后打帮眼 角度不好控制时坚持 短打长套 拱部呈放射状布置 锚杆角度垂直煤层面布置 锚杆的安装顺序 应从顶部向两侧进行 两帮锚杆先安装上部 后安装下部 29 3 5 2响炮后 先挂网 使用单体液压支柱戴帽将网托起和顶煤接实 起到临时支护的作用 人员在临时支护下作业 严禁空顶作业 3 5 2每班作业前先进行敲帮问顶 有活煤 石 必须及时处理 处理后方可进行作业 30 3 5 3安装锚杆前 应首先检查锚杆安装机的旋转方向 确保其顺时针旋转 3 5 4安装锚杆时 先将钻杆拔出 用扫眼器将钻孔内的煤粉扫干净 将托板与金属托盘依次穿入锚杆上 杆体螺纹在钻孔外 垫片凹陷朝向煤面 并用两螺母拧紧距锚杆丝扣一端60 80mm处 31 将2条树脂药卷依次装入钻孔 然后再将杆体插入钻孔 使用锚杆安装机将药卷轻轻推入孔底 动作要轻 推进煤层的杆体长度为850mm 防止药卷未到眼底时锚杆杆体将药卷损坏 随即开启锚杆安装机 开始搅拌树脂药卷 将锚杆匀速推进到眼底 连续搅拌30 40s 转速 150r min 32 此后继续保持推力静止3 5min 待药包充分固结后 撤掉锚杆安装机 卸下锚杆的一个螺母 用人工或电 气 动搬手旋紧另一个螺母 螺母拧紧力距不应低于100NM 3 6 5杆体破断力不小于13T 抗拔力不低于7T 33 3 5 6安装锚杆时若出现失效锚杆 应重新补打锚杆 以保证锚杆支护质量 3 5 7树脂药卷由速凝剂和树脂胶泥两部分组成 当速凝剂变成干粉或树脂胶泥变硬时严禁使用 施工人员的皮肤避免直接接触速凝剂与树脂胶泥 严禁树脂药包接触明火 34 3 5 8严禁用手触摸旋转的钻杆和锚杆杆体 3 5 9操作者应远离钻孔中心线 以防钻杆折断时伤人 钻杆或锚杆窜出伤人 3 5 10锚杆安装机工作结束后 应清洗干净 并放在远离工作面的安全地点放置 严禁乱摔 乱砸 35 3 5 11安装锚杆达到承载时间即15分钟后 方可测试抗拉强度 3 5 12做抗拔力实验时 抗拔力装置下方严禁站人 每当出现锚杆松动 达到设计锚固力 拉拔计泄液 锚杆直径变化时 应及时卸载 做抗拔力实验导致失效的锚杆应及时补打 在试验锚杆旁 距离小于0 4m周围重新补打锚杆 36 3 5 13禁止将锚杆和树脂药包乱扔 乱放或用于其它 3 5 14锚杆间 排距误差不超过 100mm 杆体轴间偏差在10mm以内 第一次上好托盘和水泥垫板后 尾端外露长度在30 50mm之间 随着巷道来压紧固螺丝时外露长度可以增加 当紧固到锚杆外露长度大于500mm时需在原锚杆旁补打锚杆 保证支护 37 3 5 15锚杆打好以后 要每班紧固一次 保证锚杆全部达到预紧力 以防松扣 3 5 16在施工中 始终坚持由外向里的原则施工 打一眼安装一根锚杆 严禁一次打多眼后同时安装锚杆 38 第四部分安全技术措施 4 1施工前 施工中班长与盯岗干部 安全网员必须随时对工作面安全状况进行检查 对顶帮的活石 危煤要指定专人进行处理 4 2工作面必须配备撬棍等拆除顶帮活煤的工具 39 4 3放炮后 施工前必须严格执行敲帮问顶制度 必须由两名有经验的人员担任这项工作 一人敲帮问顶 一人监护 4 4敲帮问顶应从有完好支护的地点开始 坚持由外向里 先顶部后两帮依次进行检查 敲帮问顶范围内严禁其他人员进入 安全后方可进行其他工作 40 4 5用长把工具敲帮问顶时 应防止煤块顺杆而下伤人 4 6遇煤层松软 过破碎带 断层等地质变化带时 采取手镐掘进 手镐掘不动时改用小循环掘进 眼深不超过0 6m 每眼不超过半条药 但必须封满炮泥 全断面装药量不超过7条药 采用一掘一支护的作业方式 锚杆的间排距小于500mm 锚杆紧跟迎头 41 第五部分事故案例 5 1事故基本情况5 1 1事故时间 2008年4月25日 中班 5 1 2事故地点 713115 1 3事故单位 采掘七段5 1 4级别 轻伤 42 5 2事故经过 2008年4月25日中班 采掘七段71队3班 当班出勤4人 任务是71311工作面西三片掘进 班长李万军组织召开施工会 会上强调各工种安全注意事项 派李万军 牟映家在茬根工作