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本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的術(shù)語(yǔ)和定義、技術(shù)要求、煤巷錨桿支護(hù)監(jiān)測(cè)及煤巷錨桿支護(hù)施工質(zhì)量檢測(cè)。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦煤巷錨桿支護(hù),也適用于半煤巖巷錨桿支護(hù)。
下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),然而,鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T 5224-2003 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線
GB/T 14370-2000 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器
GB 50086-2001 錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范
MT 146.1-2002 樹脂錨桿 錨固劑
MT 146.2-2002 樹脂錨桿 金屬桿體及其附件
MT/T 942-2005 礦用錨索
MT 5009-1994 煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1
煤巷 coal roadway
斷面中煤層面積占4/5或4/5以上的巷道。
3.2
半煤巖巷 half-coal and half-rock roadway
斷面中巖石面積(含夾石層)大于1/5到小于4/5的巷道。
3.3
錨桿支護(hù) bolt supporting
以錨桿為基本支護(hù)形式的支護(hù)方式。
3.4
錨桿桿體破斷力 breaking force of bolt bar
錨桿桿體能承受的極限拉力。
3.5
錨桿拉拔力 pulling force of bolt
錨桿錨固后,拉拔試驗(yàn)時(shí),錨桿破斷或失效時(shí)的極限拉力。
3.6
錨固力 anchor capacity
錨桿的錨固部分或桿體在拉拔試驗(yàn)時(shí),所能承受的極限載荷。
〔MT146.1-2002,定義3.8〕
3.7
設(shè)計(jì)錨固力 design anchor capacity
設(shè)計(jì)時(shí)給定的錨桿應(yīng)能承受的錨固力。
3.8
樹脂錨桿 resin anchor bolt
以樹脂錨固劑配以各種材質(zhì)桿體及托盤(托板)、螺母與減磨墊圈等構(gòu)件組成的錨桿。
〔MT146.1-2002,定義3.1〕
3.9
樹脂錨固劑 capsule resin
起粘結(jié)錨固作用的材料稱錨固劑,樹脂錨固劑由樹脂膠泥與固化劑兩部份分隔包裝成卷形?;旌虾竽苁箺U體與被錨固體煤巖粘接在一起。
〔MT146.1-2002,定義3.2〕
3.10
錨固長(zhǎng)度 anchorage length
錨桿的錨固劑或錨固裝置與鉆孔孔壁的有效結(jié)合長(zhǎng)度。
3.11
端頭錨固 end anchorage
錨桿的錨固長(zhǎng)度不大于鉆孔長(zhǎng)度的1/3。
3.12
全長(zhǎng)錨固 full-length anchorage
錨桿的錨固長(zhǎng)度不小于鉆孔長(zhǎng)度的90%。
3.13
加長(zhǎng)錨固 lengthening anchorage
錨桿的錨固長(zhǎng)度介于端頭錨固與全長(zhǎng)錨固之間。
3.14
拉拔試驗(yàn) pulling test for bolt anchored by single resin capsule
測(cè)試錨桿拉拔力的試驗(yàn)。
3.15
攪拌時(shí)間 stirring time
安裝樹脂錨桿時(shí),從開始攪拌樹脂錨固劑到停止攪拌所用的時(shí)間。
3.16
等待時(shí)間 hold time
安裝錨桿時(shí),攪拌停止后到可以上緊螺母托板的時(shí)間。
〔MT146.1-2002,定義3.6〕
3.17
預(yù)緊力 pretension force
安裝錨桿(錨索)時(shí),通過(guò)擰緊螺母或采用張拉方法施加在錨桿(錨索)上的拉力。
3.18
預(yù)緊力矩 moment of pretension
擰緊螺母使錨桿達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力時(shí),施加到螺母上的力矩。
3.19
錨桿快速安裝 rapid mounting of bolt
使用錨桿鉆機(jī)連續(xù)完成攪拌樹脂錨固劑、擰緊螺母的全過(guò)程。
3.20
初始設(shè)計(jì) initial design
根據(jù)已有資料提出的巷道支護(hù)形式與參數(shù)。
3.21
信息反饋 information feedback
對(duì)支護(hù)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行解釋,并據(jù)此對(duì)支護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證和修改的過(guò)程。
3.22
正式設(shè)計(jì) final design
根據(jù)監(jiān)測(cè)信息,對(duì)初始設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證或修改,在技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性以及安全性等方面均能滿足生產(chǎn)要求的支護(hù)設(shè)計(jì)。
3.23
巷道頂板離層臨界值 critical value of roof delamination
支護(hù)設(shè)計(jì)或工程實(shí)踐分析確定的巷道頂板允許的最大離層值。
3.24
復(fù)雜地段 section
指斷層及圍巖破碎帶、應(yīng)力集中區(qū)、頂板淋水區(qū)、裂隙發(fā)育區(qū)、巷道穿層地段、瓦斯異常區(qū)、大斷面、大跨度巷道等地段。
3.25
異常情況 abnormal phenomena
指巷道位移、離層、錨桿受力等發(fā)生突變的情況。
4.1 煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)評(píng)估
4.1.1 地質(zhì)力學(xué)評(píng)估是煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一, 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)評(píng)估。
4.1.2 煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)評(píng)估的內(nèi)容包括現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件調(diào)查、煤巷圍巖物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定、圍巖結(jié)構(gòu)觀測(cè)、地應(yīng)力測(cè)量和錨桿拉拔力試驗(yàn)。煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)評(píng)估的具體內(nèi)容見表1。
表1 地質(zhì)力學(xué)評(píng)估內(nèi)容
序號(hào) | 參 數(shù) | 內(nèi) 容 |
1 | 煤層厚度 | 指被煤巷切割的煤層厚度。 |
2 | 煤層傾角與水平方向的夾角 | 在井下直接測(cè)取,或由工作面地質(zhì)說(shuō)明書給出。 |
3 | 地質(zhì)構(gòu)造 | 煤巷周圍地質(zhì)構(gòu)造的分布情況,由工作面地質(zhì)說(shuō)明書給出。 |
4 | 水文地質(zhì)條件 | 煤巷涌水量,水對(duì)圍巖物理力學(xué)性質(zhì)的影響,由工作面地質(zhì)說(shuō)明書給出。 |
5 | 煤巷幾何形狀和尺寸 | 根據(jù)工作面回采需要確定,一般宜選用的幾何形狀為矩形和梯形。 |
6 | 2倍左右煤巷寬度范圍內(nèi)頂?shù)装鍘r層層數(shù)和厚度 | 由地質(zhì)綜合柱狀圖或鉆孔資料確定。 |
7 | 巖(煤)層物理力學(xué)參數(shù) | 在井下原位測(cè)取,或在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用巖(煤)樣測(cè)定。 |
8 | 巖層的分層厚度 | 指分層厚度的平均值。 |
9 | 各層節(jié)理裂隙間距 | 指沿結(jié)構(gòu)面法線方向的平均間距,在(類似條件)煤巷內(nèi)測(cè)取。 |
10 | 煤巷軸線方向 | 由工作面巷道布置圖給出。 |
11 | 煤巷埋深 | 地表到煤巷的垂直距離。 |
12 | 原巖應(yīng)力的大小和方向 | 在井下實(shí)測(cè)。 |
13 | 煤柱寬度 | 煤柱的實(shí)際寬度。 |
14 | 采動(dòng)影響 | 煤巷受到周圍掘進(jìn)或回采工作面采動(dòng)影響的情況。 |
15 | 錨桿在巖(煤)層中的拉拔力 | 錨桿在巖(煤)層中的拉拔力試驗(yàn)。 |
4.1.3 根據(jù)礦井開拓部署和采區(qū)劃分合理安排煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)參數(shù)的測(cè)試。測(cè)點(diǎn)應(yīng)具有代表性,應(yīng)能最大程度地反映整個(gè)井田和采區(qū)的實(shí)際情況,并根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)繪制礦井地應(yīng)力分布圖。
4.1.4 地質(zhì)力學(xué)評(píng)估首先應(yīng)確定評(píng)估區(qū)域,應(yīng)考慮煤巷服務(wù)期間影響支護(hù)系統(tǒng)的主要因素,錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)該限定在這個(gè)區(qū)域內(nèi)。
4.1.5 煤巷圍巖地質(zhì)力學(xué)參數(shù),包括圍巖物理力學(xué)性質(zhì)、圍巖結(jié)構(gòu)和圍巖應(yīng)力。
4.1.6 原巖應(yīng)力測(cè)量宜優(yōu)先采用應(yīng)力解除法或水壓致裂法。
4.1.7 巷道支護(hù)設(shè)計(jì)所需的煤巖體物理力學(xué)參數(shù),可通過(guò)井下采取巖樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)獲得,巖樣的采取、包裝應(yīng)滿足錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的要求;一些參數(shù)(單軸抗壓強(qiáng)度、變形模量等)也可通過(guò)井下原位測(cè)量獲得。
4.1.8 煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)包括煤巖體的真密度、視密度、孔隙率、單軸抗拉強(qiáng)度、單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角和水理性質(zhì)等。
4.1.9 圍巖結(jié)構(gòu)測(cè)量應(yīng)采用煤巷表面觀察、鉆孔取芯測(cè)量和鉆孔窺視等方法進(jìn)行。結(jié)構(gòu)面力學(xué)特性測(cè)試應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)取樣后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。
4.1.10 煤巷圍巖應(yīng)進(jìn)行錨桿拉拔力試驗(yàn),試驗(yàn)方法參見附錄A。錨桿拉拔力試驗(yàn)應(yīng)在需支護(hù)的煤巷現(xiàn)場(chǎng)或類似條件的圍巖中進(jìn)行,每次不少于3根錨桿。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判斷圍巖的可錨性。
4.1.11 在一個(gè)地點(diǎn)獲取的參數(shù)用于同一煤層的其它地點(diǎn)時(shí),應(yīng)進(jìn)行充分的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和分析、評(píng)估。
4.1.12 當(dāng)煤巷圍巖物理力學(xué)性質(zhì)、圍巖結(jié)構(gòu)和原巖應(yīng)力條件發(fā)生顯著變化時(shí),應(yīng)對(duì)地質(zhì)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行重新測(cè)定。
4.1.13 應(yīng)根據(jù)地質(zhì)力學(xué)評(píng)估結(jié)果采用適合本礦區(qū)的方法進(jìn)行巷道圍巖穩(wěn)定性分類。
4.1.14 有下列情況之一的應(yīng)重新進(jìn)行圍巖穩(wěn)定性分類
a) 當(dāng)巷道圍巖條件、開采深度、開采范圍與原分類差異很大時(shí);
b) 新采區(qū)各煤層巷道首次采用錨桿支護(hù)時(shí)。
4.2 煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)
4.2.1 巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)評(píng)估結(jié)果證明錨桿支護(hù)可行時(shí),進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)。
4.2.2 在采區(qū)巷道布置時(shí),應(yīng)盡量使煤巷的軸線方向與最大水平主應(yīng)力的方向平行。
4.2.3 煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)應(yīng)在地質(zhì)力學(xué)評(píng)估的基礎(chǔ)上按以下程序進(jìn)行:初始設(shè)計(jì)—井下監(jiān)測(cè)—信息反饋—正式設(shè)計(jì)。
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