锚杆支护工技术理论题及答案

锚杆支护工技术理论题及答案一、填空题（共20题，每空1分，共32分）1.我国煤矿巷道锚杆支护按锚固长度可分为____、____、____三类，其中加长锚固的锚固长度范围为____锚杆长度。2.树脂锚固剂按凝固速度分为超快速、快速、中速、慢速四个等级，对应型号代号分别为____、____、____、____；其中超快速锚固剂的搅拌时间宜为____s，安装后等待凝固时间不少于____s方可上紧螺母。3.左旋无纵筋螺纹钢锚杆是煤矿常用锚杆杆体类型，常用强度等级有HRB400、HRB500，当设计无明确要求时，HRB400级φ20mm锚杆的预紧扭矩不应小于____N·m，φ22mm锚杆的预紧扭矩不应小于____N·m。4.锚杆钻孔质量直接影响支护效果，钻孔直径与锚杆杆体直径的差值宜为____mm；钻孔深度允许偏差为____mm；锚杆安装角度与巷道轮廓线法线的夹角不应大于____°，即与轮廓线夹角不小于75°。5.锚杆支护的核心作用原理包括悬吊作用、____、____、围岩补强作用、减跨作用。6.锚杆锚固力检测采用拉拔试验，抽样频率为每施工____根锚杆抽查不少于3根，同组锚杆锚固力平均值不应低于设计值，最小值不应低于设计值的____%。7.顶板离层仪是监测顶板变形的核心装置，分为浅部基点和深部基点，其中深部基点应锚入稳定岩层不少于____mm，浅部基点通常设置在锚杆端部位置，掘进工作面迎头____m范围内每日观测1次。8.锚杆支护配套构件中，托盘的额定承载力不应低于锚杆杆体屈服承载力的____倍，且托盘与岩面的接触面积不应小于100cm²。9.煤巷锚杆支护巷道必须进行矿压监测，监测内容至少包括____、____、巷道表面位移监测三类。10.锚杆支护工上岗前必须经过专门安全技术培训，考核合格后____上岗，作业前必须进行____，确认顶帮稳定、支护完好后方可作业。11.采用树脂锚杆支护时，若遇到围岩破碎、裂隙发育地段，应优先采用____锚固方式，提高围岩整体性。12.锚杆间排距允许偏差为____mm，锚杆外露长度（螺母以外）宜为____mm，不得超过50mm。13.安装锚杆时，应将锚固剂送入孔底后启动钻机搅拌，搅拌过程应遵循____的原则，保证锚固剂树脂与固化剂混合均匀。14.《煤矿安全规程》（2022版）规定，采煤工作面回采前，必须对工作面两端头巷道的锚杆进行____处理，防止锚杆飞落伤人。15.锚索是锚杆支护的补强构件，通常用于大断面、软岩、地质构造带巷道，锚索的预紧力不应低于设计值的____%，锚固力抽检频率为每____根不少于1根。16.锚杆钻孔施工前，应按照作业规程标定孔位，孔位偏差不应大于____mm。17.软岩巷道锚杆支护宜采用“三高一低”支护体系，即高强度、____、____、低密度。18.金属网是锚杆支护的配套护表构件，常用的有经纬网、菱形网，网片搭接长度不应小于____mm，搭接处每隔____mm用铁丝绑扎牢固。19.锚杆拉拔试验时，千斤顶应与锚杆____，加载速度应缓慢均匀，达到设计锚固力的____倍或杆体屈服时停止加载，记录最大值。20.巷道掘进过程中，若遇到断层、陷落柱等地质构造，必须____并上报技术部门，制定专项支护措施，严禁擅自按原参数施工。二、判断题（共15题，每题1分，共15分，对的打√，错的打×）1.锚杆支护属于主动支护，能够在围岩变形早期提供支护阻力，控制围岩变形。（）2.树脂锚固剂只要外观没有开裂、硬化，即使超过保质期也可以继续使用。（）3.锚杆钻孔深度越深，锚固长度越长，支护效果越好，因此施工时应尽量加深钻孔。（）4.锚杆托盘必须紧贴岩面，若岩面不平整，可用矸石、木片等垫在托盘与岩面之间。（）5.锚杆扭矩检测时，只要抽测锚杆的扭矩合格率达到90%就算合格，不需要全部达标。（）6.顶板离层仪的浅部基点离层量增大，说明锚杆锚固范围内的围岩出现变形，应加强观测。（）7.安装树脂锚杆时，搅拌时间越长，锚固剂混合越均匀，锚固效果越好。（）8.帮部锚杆的主要作用是控制帮部围岩变形，防止片帮，其安装角度应与帮部垂直，不得倾斜。（）9.锚杆支护工在钻机操作时，应站在钻机侧后方，严禁站在钻机正下方，防止断杆伤人。（）10.全长锚固锚杆的锚固力高于端部锚固锚杆，因此所有巷道都应采用全长锚固。（）11.锚杆的锚固力就是锚杆杆体的破断力，二者数值相等。（）12.巷道交叉点、大断面硐室处的锚杆支护参数应专门设计，不得直接沿用普通巷道参数。（）13.锚杆安装完成后，只要扭矩达标，就不需要检测锚固力。（）14.敲帮问顶时，应遵循从外向里、先顶后帮的顺序进行，找掉活矸危岩。（）15.采用钢带配合锚杆支护时，钢带应紧贴岩面，若有局部空隙不超过10mm，可不做处理。（）三、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.下列锚杆类型中，属于主动支护且锚固力最稳定的是（）A.木锚杆B.树脂锚杆C.管缝式锚杆D.玻璃钢锚杆2.HRB400级φ25mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆的设计预紧扭矩，无特殊要求时不应小于（）N·mA.150B.200C.250D.3003.树脂锚杆钻孔深度允许偏差为（）A.-50mm～+50mmB.0mm～+50mmC.-50mm～0mmD.0mm～+100mm4.超快速（CK型）树脂锚固剂的搅拌时间宜为（）A.5～10sB.10～15sC.20～30sD.30～60s5.锚杆间排距的允许偏差为（）A.±50mmB.±100mmC.±150mmD.±200mm6.顶板离层仪深部基点应锚入稳定岩层不少于（）mmA.100B.200C.300D.5007.锚杆锚固力拉拔试验的抽样频率为每（）根锚杆不少于3根A.100B.200C.300D.5008.树脂锚杆杆体直径为22mm时，钻孔直径宜选用（）mmA.24B.28C.35D.409.锚杆安装时，与巷道轮廓线法线的夹角最大不得超过（）A.5°B.10°C.15°D.20°10.下列不属于锚杆支护核心作用原理的是（）A.悬吊作用B.组合梁作用C.充填作用D.组合拱作用11.锚杆外露长度（螺母以外）不得超过（）mmA.30B.50C.80D.10012.掘进工作面迎头（）m范围内的顶板离层仪应每日观测1次A.50B.100C.150D.20013.托盘的额定承载力不应低于锚杆杆体屈服承载力的（）倍A.0.8B.1.0C.1.1D.1.514.下列关于树脂锚固剂使用的说法，错误的是（）A.使用前应检查保质期，过期不得使用B.不同型号的锚固剂可以随意混合使用C.锚固剂应避免阳光直射，存放于阴凉干燥处D.装填前应检查锚固剂有无破损、硬化15.锚杆拉拔试验时，同组锚杆的锚固力最小值不应低于设计值的（）A.80%B.85%C.90%D.95%四、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，多选、少选、错选均不得分）1.树脂锚杆的核心组成部分包括（）A.杆体B.树脂锚固剂C.托盘D.螺母E.钢带2.锚杆支护的优点包括（）A.主动支护，控制围岩变形效果好B.支护成本低，材料消耗少C.施工速度快，有利于快速掘进D.通风阻力小，巷道断面利用率高E.对围岩扰动小，有利于保持围岩完整性3.锚杆支护工上岗必须具备的条件有（）A.年满18周岁，身体健康，无职业禁忌症B.经过专门安全技术培训，考核合格，持证上岗C.熟悉本工作面作业规程及顶板管理规定D.熟练掌握锚杆钻机的操作及维护技能E.掌握自救互救及应急处置知识4.下列属于锚杆支护矿压监测内容的有（）A.锚杆扭矩检测B.锚杆锚固力检测C.顶板离层监测D.巷道表面位移监测E.锚杆（索）应力监测5.锚杆安装过程中，关键质量控制点包括（）A.孔位、孔深、角度符合设计要求B.锚固剂型号、数量符合设计C.搅拌时间足够，锚固剂混合均匀D.预紧扭矩符合设计要求E.托盘紧贴岩面，螺母紧固到位6.出现下列哪些情况时，锚杆支护工必须停止作业，撤出人员并上报（）A.顶板出现大量掉渣、裂缝加剧B.帮部鼓出、片帮严重C.顶板离层量超过预警值D.瓦斯浓度超过规定E.遇断层、破碎带等地质构造，情况不明7.关于顶板离层仪的安装与观测，说法正确的有（）A.应安装在巷道顶板中部，距迎头不超过10mB.深部基点应锚入稳定岩层不少于300mmC.掘进工作面100m以外每周观测1次D.离层量超过预警值时应加密观测，每日至少2次E.巷道交叉点、大断面处应增设观测点8.锚杆扭矩不达标的主要原因有（）A.钻机输出扭矩不足B.套筒磨损，与螺母配合间隙过大C.搅拌后等待凝固时间不足，提前预紧D.操作人员未按要求预紧，停留时间不够E.锚杆杆体强度不足9.软岩巷道锚杆支护可采取的加强措施有（）A.加大锚杆长度，确保锚入稳定岩层B.缩小锚杆间排距，提高支护密度C.采用全长锚固，提高围岩整体性D.增设锚索补强，提高支护强度E.配合注浆加固，改善围岩力学性能10.下列关于锚杆施工安全的说法，正确的有（）A.作业前必须敲帮问顶，确认顶帮安全后方可作业B.钻机操作时，严禁用手扶钻杆，严禁戴手套操作C.钻孔时应先开水后开钻，停钻时先停钻后停水D.安装锚杆时，人员应站在钻机侧后方，严禁正对钻孔E.处理卡钻时，应直接加大钻机推力强行钻进五、简答题（共4题，每题8分，共32分）1.简述树脂端部锚固锚杆的安装工艺流程及关键操作要点。2.什么是锚杆的预紧力？预紧力不足的危害有哪些？3.简述锚杆锚固力拉拔试验的操作步骤及合格判定标准。4.锚杆支护巷道遇断层破碎带时，应采取哪些支护强化措施？六、案例分析题（共2题，每题15.5分，共31分）1.某煤矿矩形煤巷掘进工作面，巷道宽4.5m、高3.2m，顶板采用φ22mmHRB400左旋无纵筋螺纹钢锚杆支护，锚杆长度2.4m，间排距800mm×800mm，每排6根，设计锚固力120kN，预紧扭矩≥200N·m，采用CK型树脂锚固剂，端部锚固，锚固长度350mm。施工第7天验收时，检测数据如下：①抽查10根锚杆扭矩，分别为185、192、205、210、218、197、225、230、208、195N·m；②拉拔试验3根，锚固力分别为112、126、132kN；③顶板离层仪显示，迎头15m处离层量为42mm（预警值50mm）。根据以上背景，回答下列问题：（1）本次抽查的锚杆扭矩是否合格？为什么？（2）本次拉拔试验的锚固力是否合格？为什么？（3）针对现场存在的问题，应采取哪些整改及防范措施？2.某岩巷掘进工作面，断面为直墙半圆拱，宽5.0m、高4.0m，采用锚网喷支护，锚杆为φ20mmHRB400左旋螺纹钢锚杆，长度2.0m，间排距1000mm×1000mm，设计锚固力100kN。施工至K3+250处遇断层破碎带，岩层破碎，裂隙发育，现场施工人员未汇报，继续按原参数施工，3天后发现该段巷道顶板出现明显下沉，喷层开裂，部分锚杆托盘变形，顶板离层量达到78mm（预警值50mm），帮部出现片帮迹象。根据以上背景，回答下列问题：（1）造成该段巷道支护失效的主要原因有哪些？（2）应采取哪些应急处置措施控制险情？（3）后续通过断层破碎带时，应如何调整支护方案？【参考答案】一、填空题1.端部锚固；加长锚固；全长锚固；1/3～2/32.CK；K；Z；M；10～15；303.150；2004.4～8；0～+50；155.组合梁作用；组合拱作用6.300；907.300；1008.1.19.锚杆锚固力检测；顶板离层监测10.持证；敲帮问顶11.全长12.±100；10～5013.先慢后快、匀速推进14.卸压（或松螺母、切割）15.80；10016.5017.高刚度；高预紧力18.100；20019.同轴；1.0～1.220.停止作业二、判断题1.√2.×3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.√10.×11.×12.√13.×14.√15.×三、单项选择题1.B2.C3.B4.B5.B6.C7.C8.B9.C10.C11.B12.B13.C14.B15.C四、多项选择题1.ABCD2.ABCDE3.ABCDE4.ABCDE5.ABCDE6.ABCDE7.ABCE8.ABCD9.ABCDE10.ABCD五、简答题1.工艺流程：敲帮问顶，确认作业环境安全→按设计标定锚杆孔位→调整锚杆钻机位置及角度→开钻施工钻孔→钻孔达到设计深度后清孔（吹净孔内岩粉）→检查钻孔深度、角度是否符合要求→按设计数量装入树脂锚固剂→用锚杆将锚固剂缓慢推至孔底→连接钻机与锚杆，启动钻机搅拌锚固剂→搅拌完成后等待锚固剂固化→安装托盘、拧紧螺母→用扭矩扳手检查预紧扭矩是否达标。操作要点：①钻孔参数必须符合设计要求，孔位偏差不超过50mm，深度偏差0～+50mm，角度偏差不超过15°；②锚固剂使用前检查型号、保质期，无破损、硬化现象；③搅拌时匀速推进，先慢后快，保证锚固剂混合均匀，严禁中途停钻；④严格控制搅拌时间和等待凝固时间，超快速锚固剂搅拌10～15s，等待不少于30s后方可预紧；⑤预紧扭矩必须达到设计要求，托盘紧贴岩面，严禁用矸石、木片等垫托盘。2.锚杆预紧力是指锚杆安装时通过拧紧螺母对杆体施加的轴向拉力，是主动支护的核心体现，能够在围岩变形早期提供支护阻力，限制围岩裂隙扩展。预紧力不足的危害：①围岩早期变形得不到有效控制，顶板易出现离层、裂隙扩展，增加冒顶风险；②锚杆受力不均匀，局部锚杆过载失效，整体支护体系稳定性下降；③围岩破碎范围扩大，锚杆锚固段受力条件恶化，锚固力下降，甚至引发支护体系整体失效；④帮部易出现片帮、鼓出，影响巷道使用安全。3.操作步骤：①选择待测锚杆，清理锚杆端部浮矸，确保杆体外露长度满足千斤顶安装要求；②将锚杆拉拔仪的千斤顶套在锚杆杆体上，调整千斤顶位置使其与锚杆同轴，安装固定装置；③连接手动油泵，缓慢均匀加压，加载速度控制在10kN/s以内，观察压力表读数及锚杆位移情况；④加载至设计锚固力的1.0～1.2倍（或杆体屈服、滑动）时停止加载，记录最大拉力值；⑤试验完成后缓慢卸压，拆除设备，整理现场。合格判定标准：同一批次（每300根）抽检的3根锚杆，锚固力平均值不低于设计值，单根最小值不低于设计值的90%，判定为合格；若不符合要求，应加倍抽样复检，仍不合格则该批次锚杆判定为不合格。4.断层破碎带支护强化措施包括：①缩小锚杆间排距，提高支护密度，通常将间排距缩小至原参数的70%～80%；②加大锚杆长度，确保锚杆锚入破碎带上部稳定岩层不少于300mm，采用全长锚固方式，提高围岩整体性；③增设锚索补强，锚索长度应锚入稳定岩层不少于1m，间排距根据顶板压力确定，一般为1.5m～2.0m；④强化护表构件，采用W型钢带或钢筋梯配合金属网，增大支护系统整体性，网片搭接长度及绑扎密度符合要求；⑤配合注浆加固，对破碎围岩进行预注浆，改善围岩力学性能；⑥加强临时支护，采用前探梁、单体支柱等临时支护，严禁空顶作业；⑦缩短空顶距，掘进后及时支护，减少围岩暴露时间；⑧加密矿压监测，增设顶板离层仪，提高观测频率，及时掌握围岩变形动态。六、案例分析题1.（1）本次抽查的锚杆扭矩不合格。原因：根据规范要求，所有锚杆的安装预紧扭矩必须100%达到设计要求，本次抽查10根锚杆中有4根（185、192、197、195N·m）低于设计值200N·m，合格率仅为60%，不符合质量要求。（2）本次拉拔试验的锚固力合格。原因：3根锚杆锚固力平均值为(112+126+132)/3≈123.3kN，高于设计值120kN；最小值112kN为设计值的93.3%，高于90%的最低要求，符合锚固力合格判定标准。（3）整改及防范措施：①对当日及之前7天施工的所有锚杆逐一进行扭矩检测，对扭矩不足200N·m的锚杆重新预紧，无法预紧的在原锚杆附近补打同规格合格锚杆；②检查锚杆钻机的输出扭矩，若钻机扭矩不足或磨损严重，及时更换或维修，更换符合规格的套筒，避免因设备问题导致扭矩不足；③对作业人员进行专项操作培训，明确锚固剂搅拌时间、等待凝固时间、预紧操作要求，考核合格后方可上岗；④优化验收流程，施工过程中安排专人跟班验收，每根锚杆扭矩都要通过扭矩扳手检测合格，方可进入下一道工序；⑤加强技术交底，明确质量标准，建立质量责任追溯机制，强化作业人员质量意识。2.（1）主要原因：①地质条件变化，遇断层破碎带后围岩破碎、裂隙发育，自稳能力大幅下降，原支护参数的强度和刚度无法满足围岩控制要求；②作业人员未严格执行地质构造汇报制度，擅自