弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护技术规范-地方标准编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

2024年，由新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所申请地方标

准的立项。

（二）起草单位、协作单位

起草单位：新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所

协作单位：新疆大学、伊犁四矿、徐矿集团新疆赛尔能源有

限责任公司

（三）主要起草人

姓名性别职务/职称工作单位任务分工

刘洪林男副院长/教授新疆大学组织协调

贾永勇男副所长/教授级高工自治区煤炭科学研究所项目指导

王宏志男副教授新疆大学标准起草及完善

娄芳男副所长/教授级高工自治区煤炭科学研究所标准审核

李国栋男讲师新疆大学数据分析

王震男高级工程师自治区煤炭科学研究所标准起草及完善

赵红超男副教授新疆大学数据分析

金士魁男高级工程师自治区煤炭科学研究所现场调研、资料收集

剧锦茂男实验师新疆大学现场调研、资料收集

雍明超男工程师自治区煤炭科学研究所现场调研、资料收集

曹文祥男无新疆大学现场调研、资料收集

付李华男高级工程师自治区煤炭科学研究所数据整理及分析

杭银建男总经理/高级工程师徐矿集团新疆赛尔能源数据整理及分析

刘军男总工/高级工程师徐矿集团新疆赛尔能源数据整理及分析

程永刚男高级工程师自治区煤炭科学研究所标准完善

马军前男副总工/高级工程师伊犁四矿标准完善

二、制定标准的必要性和意义

（一）复杂地质条件下巷道快速掘进与高效支护的矛盾日益

突出。我国煤矿以井工开采为主，需要在井下掘进规模巨大的巷

道工程（每年新掘巷道约12000km）。巷道的畅通与稳定是保障

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煤矿安全高效生产的必要条件。由于地下煤炭资源埋藏深、采动

强、煤层软、强度低、构造多、变化频等综合因素的影响，导致

煤矿巷道采掘失衡、掘支失衡。随着我国煤矿开采深度、范围、

强度的不断增加，软弱破碎围岩巷道、深部高应力巷道、受强烈

采动影响巷道、冲击地压巷道等复杂困难条件越来越多，对巷道

围岩控制技术提出更高、更严格的要求，巷道快速掘进与高效支

护的矛盾日益突出。

（二）弱胶结地层巷道支护技术已成为煤炭工业科技发展和

西部矿区煤炭资源开采面临的共性问题。《煤炭工业“十四五”

科技创新发展指导意见》指出，要深入软弱破碎围岩、千米深井

强采动巷道围岩大变形与破坏机理及长期稳定性控制技术等核

心技术攻关；重点推进复杂地质条件煤层快速掘进示范，引领煤

炭行业高质量发展。当前，我国煤炭资源开发的重心快速向西部

地区转移。由于西部地区特殊的成岩环境和沉积过程,形成了广

泛分布的中生代侏罗系、白垩系弱胶结煤系地层，该类地层具有

成岩时间晚、胶结性差、强度低、易风化、遇水泥化崩解和自稳

性差的特征,尤其是遇到复杂的岩层构造以及多变的地应力和地

下水环境时，巷道维护更加困难,往往由于支护措施不当,陷入

“前掘后修”的恶性循环,浪费大量人力物力,严重威胁矿井安

全高效生产，成为西部煤矿开采过程中亟待解决的重大难题。

（三）弱胶结地层巷道围岩的稳定性控制是新疆大型煤炭基

地建设和区域经济发展而迫切需要解决的难题。新疆煤炭资源预

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测储量2.19万亿t，占全国总量的39.3%，居全国首位，是我国

重要的能源接替区和战备能源储备区。由于新疆煤系地层均为中

生代侏罗系、白垩系弱胶结地层，随着大型煤炭基地建设的持续

推进，东部矿区积累的大量理论成果、工程经验及工艺装备并不

能有效保障西部地区矿山安全生产建设需要，开展弱胶结地层巷

道标准的制定，不仅是自治区八大产业集群（煤炭煤电煤化工）

持续高效健康发展根本需求，同时也是推动我国西部矿区煤矿安

全生产、应急管理和标准化建设水平的新驱动力。

（四）弱胶结地层巷道预应力锚杆支护设计规范的制定意义

重大。本标准的制定将紧密结合新疆弱胶结煤系地层的特殊性及

预应力锚杆（索）支护技术现状，针对当前弱胶结地层巷道支护

没有相应规范标准指导的问题，充分考虑标准的科学性、可操作

性和前瞻性，重点围绕弱胶结岩石水理性质（吸水性、软化性、

耐崩解性、膨胀性等）、流变性质（蠕变、松弛等）及支护承载

结构的稳定性，从支护的技术要求、支护施工质量检测与评定、

支护监测等方面制定标准，对提升西部地区弱胶结地层巷道支护

和顶板管理水平，有效防范顶板事故发生具有极为重要的技术支

撑和指导意义。

三、主要起草过程

2024年1月-2024年3月：确定标准起草工作组，确定组长、

副组长及小组成员。工作组组织召开第一次内部讨论会，明确标

准制定任务、制定原则和工作进度安排；启动资料收集、内部研

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讨等相关工作；

2024年4月-2024年6月：工作组进行煤炭企业现场调研、

资料收集。根据调研情况形成《弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)

支护技术规范》地方标准框架；

2024年7月-2024年9月：初步形成《弱胶结地层巷道预应

力锚杆(索)支护技术规范》地方标准初稿，召开第二次工作组讨

论会，提出修改意见、建议，对初稿进行修改完善；

2024年10月-2024年12月：邀请业内专家、煤矿企业代表

等，对《弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护技术规范》进行专

项研究讨论会，提出修改意见。工作组对讨论稿进行修改完善及

全文统稿后形成征求意见稿。

四、制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关

系

（一）制定原则

《弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护技术规范》的起草严

格遵循以下原则：

（1）可靠性及科学性：积极吸纳近年来国内外煤矿弱胶结

软岩巷道锚杆（索）的成熟技术和优秀经验，在进行多次现场实

践及应用经验总结规律、方法，确保标准的可靠性和科学性。

（2）地区适用性：标准编制工作充分调研了哈密矿区大南

湖一矿、伊犁矿区伊犁四矿及托洛盖矿区沙吉海煤矿、赛尔能源

六矿等涉及弱胶结围岩巷道支护问题的矿井，通过现场支护试验

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及监测获得丰富的数据资料，证实了本标准的地区适用性较好。

（二）制定依据

本文件根据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第一部分：标

准化文件的结构和起草规则》的规定编制。

（三）与现行法律、法规、标准的关系

本标准是在国家相关的法律、法规和标准的基础上结合地方

实际情况制定出来的，与现行的法律、法规、标准没有冲突。

五、主要条款的说明

5.1标准适用范围

本标准规定了弱胶结地层巷道预应力锚杆（索）支护技术的

术语和定义、技术要求、锚杆支护施工质量检测及锚杆支护监测。

适用于新疆煤矿弱胶结地层巷道预应力锚杆（索）支护。本标准

适用于新疆地区弱胶结地层巷道预应力锚杆（索）支护。

5.2技术要求

锚杆支护设计前应进行现场调查与巷道围岩地质力学评估。

巷道围岩地质力学评估基础参数按照GB/T35056中4.1.1执行。巷

道围岩地质力学评估内容包括围岩物理力学性能参数测定、围岩

应变软化特性测定、围岩蠕变性质测定、围岩结构测定、围岩地

应力测定以及围岩松动圈测定。

巷道围岩物理力学参数(围岩真密度、视密度、孔隙率、矿

物成分、单轴抗拉强度、单轴抗压强度、单轴抗剪强度、变形模

量、泊松比、粘聚力、内摩擦角、水理性质等)通过实验室岩样

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实验获得；井下岩样的采取、包装应符合GB/T23561.1的规定；

单轴抗压强度、变形模量、粘结力及内摩擦角等也可采用井下原

位测量方法获得；围岩水理性质（吸水性、软化性、耐崩解性、

膨胀性等）参见GB/T50266。

围岩蠕变性质宜通过蠕变试验确定，蠕变试验分级不宜少于

5级，可采用单级加载或分级增量加载方式。单级加载应对同一

组多个试件分别施加不同的轴向应力;分级增量加载应对同一组

单个试件逐级施加不同轴向应力。

弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护初始设计应符合GB/T

35056的规定。

预应力锚杆(索)支护形式与参数设计应包括以下内容:

a)锚杆(索)杆体几何参数(直径和长度等);

b)锚杆(索)杆体力学参数(屈服力、拉断力、伸长率);

c)锚杆(索)附件(托盘、球形垫圈、减摩垫圈、螺母及锁具

等)材料和规格;

d)锚杆(索)设计预紧力;

e)锚杆(索)设计锚固力;

f)锚杆(索)布置参数(布置形式、间距、排距、安装角度等)；

g)锚杆(索)钻孔直径;

h)锚杆(索)锚固参数(锚固剂类型及物理力学性能、锚固剂

规格及数量、锚固方式和锚固长度);

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i)锚杆(索)组合构件(钢筋托梁、钢带、型钢托梁等)形式、

规格和力学性能;

j)护网形式、材料和规格;

k)注浆材料物理力学性能及注浆参数；

l)注浆锚杆(索)结构及布置参数；

m)喷射混凝土参数;

n)金属支架选型及布置参数;

o)巷道支护布置图;

p)支护构件加工示意图;

q)支护材料消耗清单。

5.3预应力锚杆(索)支护材料与构件

预应力锚杆(索)支护材料与构件应符合国家标准和相关行

业标准并具有产品合格证。预应力锚杆(索)杆体及附件、组合构

件、护网、喷层、注浆材料及金属支架等构件力学性能应相互匹

配。锚杆杆体、托盘、螺母、螺纹、锚索等性能参数参照MT/T146.2、

GB/T35056、GB/T5224、MT/T942、GB/T14370的规定。

5.4预应力锚杆(索)支护施工

弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护施工应按掘进工作面

作业规程的有关规定进行。依据施工顺序主要包括:一次支护、

二次支护以及补强支护等。参考GB50086、GB/T35056、MT/T

5009的规定。

5.5预应力锚杆(索)施工质量检测与评定

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预应力锚杆(索)支护施工质量检测由矿主管部门负责。各矿

应配备专职施工质量检测人员。各矿业集团公司应对专职检测人

员进行培训，经考核合格者由矿业集团公司发给上岗证。预应力

锚杆(索)支护施工质量检测由煤矿上级公司制定具体实施办法。

各矿应配备专职施工质量检测人员，由有关部门对检测人员进行

培训，经考核合格者发给上岗证。

5.6预应力锚杆(索)支护监测

弱胶结地层巷道预应力锚杆(索)支护监测分为综合监测和

日常监测两种。综合监测的目的是验证或修正锚杆支护初始设计，

评价和调整支护设计:日常监测的目的是及时发现异常情况，采

取必要措施，保证巷道安全。

预应力锚杆(索)支护应做相应的基本拉拔试验和流变拉拔

实验测定预应