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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