中国煤矿锚杆支护理论与实践PDF电子书下载

前言 1

第1章 绪论 1

1.1 锚杆支护的技术优越性 1

目录 1

1.2 国内外锚杆支护的发展现状 3

1.2.1 国外锚杆支护的发展现状及技术特点 3

1.2.2 我国煤矿锚杆支护技术的发展现状及存在问题 6

1.3 我国煤矿锚杆支护技术展望 9

第2章 巷道支护围岩分类方法 11

2.1 巷道支护围岩分类概述 11

2.1.1 围岩分类的意义 11

2.1.2 国内外巷道支护围岩分类方法现状 12

2.1.3 围岩分类方法评述 18

2.2.1 极限平衡区分类的概念 20

2.2.2 分类指标的确定 20

2.2 煤巷围岩极限平衡区分类方法 20

2.3 围岩松动圈分类方法 21

2.3.1 围岩松动圈概念及支护对象 21

2.3.2 围岩松动圈分类方法的理论根据 22

2.3.3 围岩松动圈分类表 28

2.3.4 围岩松动圈测试 39

2.4 软岩工程围岩分类 45

2.4.1 软岩的概念 45

2.4.2 软岩的基本力学属性 48

2.4.3 软岩的工程分类体系 50

第3章 锚杆支护理论 54

3.1 传统锚杆支护理论 54

3.1.1 悬吊理论 54

3.1.2 组合梁理论 55

3.1.3 组合拱（压缩拱）理论 56

3.1.4 最大水平应力理论 57

3.2 围岩松动圈支护理论 58

3.2.1 围岩松动圈支护理论的组成 59

3.2.2 巷道围岩中的松动圈 60

3.2.3 围岩的支护对象 68

3.3 软岩工程力学支护理论 75

3.3.1 软岩巷道工程变形力学机制 75

3.3.2 软岩巷道工程支护原理 82

第4章 锚杆支护设计方法 89

4.1 常规锚杆支护设计方法 89

4.1.1 经验公式计算法 90

4.1.2 工程类比法 91

4.1.3 锚杆支护结构形式和参数合理选择分析 102

4.1.4 树脂锚杆与其支护构件的选择 106

4.2 极限平衡区锚杆支护设计方法 115

4.2.1 设计理论依据 115

4.2.2 极限平衡区锚杆支护设计方法 120

4.3 煤层巷道围岩预应力锚杆支护设计方法 126

4.3.1 煤巷层状顶板的预应力结构理论 127

4.3.2 煤巷预应力支护设计方法 129

4.4 围岩松动圈锚喷支护设计方法 132

4.4.1 围岩松动圈中的锚杆受力特征 132

4.4.2 围岩松动圈与锚杆支护机理 133

4.4.3 松动圈锚喷支护设计方法 135

4.5 软岩巷道工程支护设计方法 138

4.5.1 软岩巷道工程非线性大变形力学设计理论基础 138

4.5.2 软岩矿井总体巷道布局设计原则 145

4.5.3 软岩巷道工程非线性大变形力学设计方法 147

第5章 锚杆的分类与特征 149

5.1 锚杆的种类 149

5.2 树脂锚杆及其构件 150

5.2.1 锚杆结构特点 150

5.2.2 锚杆杆体 150

5.2.3 树脂药卷 152

5.2.4 锚杆及支护结构构件 154

5.3 其他锚杆形式及其特征 158

5.3.1 缝管式锚杆 159

5.3.2 水泥锚杆 159

5.3.3 木锚杆和竹锚杆 160

5.3.4 水力膨胀式锚杆 161

5.3.5 内注式注浆锚杆 162

5.3.6 可延伸锚杆 162

5.3.7 高强度和超高强度锚杆 167

5.3.8 超高强度螺纹钢锚杆 169

第6章 锚索分类及锚索支护 170

6.1 锚索的类型及结构 170

6.1.1 锚索类型 170

6.1.2 锚索结构 171

6.2 锚索的支护作用分析 173

6.2.2 锚索加强支护设计原则 174

6.2.1 锚索支护的使用条件 174

6.2.3 锚索支护参数的确定 175

第7章 锚杆支护配套机具 177

7.1 国内外锚喷支护机具发展概况 177

7.1.1 国内外锚杆钻机发展概况 177

7.1.2 国内外混凝土喷射机发展概况 185

7.2 锚杆钻机 187

7.2.1 锚杆钻机的分类 187

7.2.2 锚杆钻机破岩机理 187

7.2.3 回转式锚杆钻机钻削性能分析 188

7.2.4 锚杆钻机的选型 194

7.2.5 单体顶板锚杆钻机 195

7.2.6 帮锚杆钻机 220

7.3 锚索钻机及锚索张拉机具 228

7.3.1 锚索钻机 229

7.3.2 锚索张拉安装机具 230

7.4 锚杆支护钻具 235

7.4.1 钻头的类型、结构特点及选择 236

7.4.2 钻杆的类型、结构特点及选择 241

7.5 混凝土喷射机 244

7.5.1 概述 244

7.5.2 转子式混凝土喷射机 245

7.5.3 湿式混凝土喷射机 249

7.5.4 干（潮）式与湿式喷射的比较 255

第8章 巷道断面成形爆破技术 257

8.1 光面爆破技术 257

8.1.1 光面爆破的定义及分类 257

8.1.2 光爆原理 259

8.1.3 光爆参数的选择 264

8.1.4 光爆施工 273

8.2 岩巷定向断裂爆破技术 281

8.2.1 定向断裂爆破技术的诞生 281

8.2.2 定向断裂爆破方法 282

8.2.3 定向断裂爆破机理 283

8.2.4 定向断裂爆破参数的选择 284

8.2.5 定向断裂爆破施工 288

8.3 双向聚能拉伸爆破新技术 289

8.3.1 双向聚能拉伸爆破新技术的概念 289

8.3.2 双向聚能拉伸爆破原理 290

8.3.3 双向聚能拉伸爆破参数选择 291

8.3.4 微差爆破参数 293

8.3.5 双向聚能拉伸爆破施工要求 294

8.3.6 双向聚能拉伸爆破现场试验 295

第9章 锚杆复合支护技术 298

9.1 煤层巷道围岩预拉力锚杆支护技术 298

9.1.1 引言 298

9.1.2 高性能预拉力锚杆的研制 298

9.1.3 M形钢带的研制 305

9.1.4 预拉力支护技术体系 309

9.2.1 锚网索耦合支护的概念 314

9.2 软岩巷道锚网索耦合支护技术 314

9.2.2 锚网索耦合支护原理 315

9.2.3 锚网索耦合支护设计步序 322

9.2.4 锚网索耦合支护设计内容 322

9.2.5 锚网索耦合支护施工 336

9.2.6 软岩巷道锚网索耦合支护技术特点 340

9.3 高应力软岩预留刚隙柔层支护 341

9.3.1 高应力软岩巷道变形破坏特点 341

9.3.2 预留刚隙柔层支护及其力学原理 342

9.3.3 预留刚隙柔层支护设计 343

9.3.4 预留刚隙柔层支护施工 344

9.3.5 预留刚隙柔层支护的技术特点 344

第10章 锚杆（索）支护施工及其监测系统 346

10.1 锚杆支护施工 346

10.1.1 锚杆支护施工的一般要求 346

10.1.3 树脂锚杆支护施工 348

10.1.2 锚杆支护施工工艺 348

10.1.4 缝管式锚杆施工 350

10.1.5 快硬水泥锚杆施工 352

10.1.6 竹、木锚杆施工 354

10.2 锚索支护施工 355

10.2.1 树脂锚索的施工工艺 355

10.2.2 注浆锚索的施工工艺 358

10.3 锚杆（索）特殊施工措施 359

10.3.1 断面形状的选择 359

10.3.2 锚杆布置形式 359

10.3.3 锚杆尾部力学分析及提高锚杆初锚力的措施 362

10.3.4 锚索与锚杆的变形能力匹配 365

10.3.5 锚索的“三径”匹配 367

10.3.6 锚索长度的调整 367

10.3.7 “三软”煤层巷道锚杆施工措施 367

10.3.8 通过小型构造区域支护的方法 370

10.4 锚杆支护工程质量检测与评价 373

10.4.1 锚杆、锚索工程质量检测评判 375

10.4.2 喷射混凝土质量检测与评判 379

10.5 锚喷支护工程监测系统 397

10.5.1 岩体位移监测 398

10.5.2 顶板离层监测 413

10.5.3 巷道围岩深部位移监测 418

10.5.4 锚杆受力监测 424

10.5.5 喷层应力监测 426

10.5.6 煤巷预应力支护监测技术 427

10.5.7 监测实例 428

第11章 锚杆支护技术规范编制 432

11.1 锚杆支护技术规范编制的重要性和必要性 432

11.2 锚杆支护技术规范的作用与功能 433

11.3 锚杆支护技术规范编制原则 433

11.5 锚杆支护技术规范编制内容 434

11.4 锚杆支护技术规范编制方法 434

11.6 兖州矿区锚杆支护技术规范实例 435

11.6.1 总则 435

11.6.2 煤巷锚杆支护技术 437

11.6.3 地质力学评估及煤巷围岩稳定性分类 438

11.6.4 锚杆支护设计 440

11.6.5 锚杆支护材料 444

11.6.6 锚杆支护施工 445

11.6.7 煤巷锚杆支护监测 447

11.6.8 锚杆支护工程质量检测 449

11.6.9 除尘及职业健康 452

11.6.10 巷道围岩力学性质测试（附录A） 452

11.6.11 煤巷锚杆支护工程质量检验评定标准（附录B） 454

11.6.12 煤巷锚杆支护工程质量检验评定表（附录C） 457

11.6.13 锚杆拉拔力检测记录表（附录D） 458

11.6.14 锚杆安装质量检测记录表（附录E） 458

11.6.16 本规范用词说明（附录G） 459

11.6.15 锚索安装质量检测记录表（附录F） 459

第12章 煤矿锚杆支护智能设计系统 461

12.1 概述 461

12.2 煤矿巷道锚杆支护智能设计系统 462

12.2.1 系统输入数据及结果数据类型 462

12.2.2 系统的安装 464

12.2.3 系统的启动 464

12.2.4 系统的运行 465

12.3.1 系统输入数据及结果数据类型 474

12.3 软岩巷道锚杆支护智能设计系统 474

12.3.2 系统的安装 476

12.3.3 系统的启动 476

12.3.4 系统的运行 477

12.4 系统运行环境 488

12.5 系统功能特点 488

12.5.4 强大的图形绘制功能 489

12.5.3 严格的执行控制与友好的用户提示 489

12.5.2 简单的操作与安全的运行保障 489

12.5.1 可视化的界面与多任务的执行 489

12.5.5 完备的表格及曲线绘制功能 492

12.5.6 方便快捷的报告自动形成功能 494

第13章 工程实例分析 498

13.1 徐州矿区“三软”煤层巷道锚杆支护 498

13.1.1 煤层地质及生产技术条件 498

13.1.2 采用FLAC3.3软件进行数值模拟分析 498

13.1.3 巷道断面与支护设计 499

13.1.4 巷道施工工艺和方法 500

13.1.5 矿压观测结果与分析 502

13.1.6 锚杆支护技术经济效益分析 506

13.2 徐州矿区三河尖煤矿全煤巷道锚杆支护 506

13.2.1 地质及生产技术条件 506

13.2.2 巷道锚杆支护设计 507

13.2.3 施工工艺和方法 509

13.2.5 矿压观测结果与分析 510

13.2.4 数值模拟锚杆预拉力结果与分析 510

13.2.6 技术经济和社会效益 512

13.3 徐州庞庄煤矿松散复合顶板巷道锚杆支护 514

13.3.1 地质概况 514

13.3.2 工作面生产技术条件 514

13.3.3 巷道锚杆支护设计 515

13.3.4 松散破碎复合顶板煤巷锚杆支护施工工艺 515

13.3.5 矿压观测结果与分析 517

13.3.6 技术经济及社会效益 520

13.4 三河尖矿7405上风巷沿空掘巷预拉力锚杆支护 523

13.4.1 概述 523

13.4.2 支护方案及参数 525

13.4.3 支护效果 527

13.4.4 基本结论 529

13.5 围岩松动圈支护理论工程实践 530

13.5.1 鸡西矿务局东海煤矿改扩建工程——二水平暗斜井 530

13.5.3 鸡西矿务局东海煤矿改扩建工程——皮带机头硐室 531

13.5.2 鸡西矿务局东海煤矿改扩建工程——皮带机上山通道 531

13.5.4 淮南潘三煤矿开拓巷道——西二采区运输石门 532

13.5.5 峰峰矿务局九龙口煤矿返修工程——南部运输大巷 533

13.5.6 兖州矿务局南屯煤矿——13上04综放工作面全煤下顺槽 534

13.6 南屯煤矿九采区节理化软岩巷道锚网索支护 534

13.6.1 工程概况 534

13.6.2 工程地质概况 535

13.6.3 软岩巷道变形力学机制及其转化对策 540

13.6.4 巷道支护方案的确定 541

13.6.5 支护监测试验及结果分析 542

13.7 古山立井HJS复合型软岩巷道支护 545

13.7.1 工程地质概况 545

13.7.2 软岩巷道变形力学机制及支护对策 547

13.7.3 巷道支护方案及其优点 548

13.7.4 支护效果分析 549

参考文献 555