支護(hù)課件(新材料)

支護(hù)新材料新工藝生產(chǎn)技術(shù)部

支護(hù)科：柳雅良支護(hù)新材料新工藝介紹集團(tuán)公司近年來(lái)推廣使（試）用的新材料1、煤礦井下用鋼塑復(fù)合假頂網(wǎng)2、礦用球型錨具3、大直徑錨索及配套4、大直徑單體液壓支柱（懸浮式）5、內(nèi)注式單體液壓支柱6、煤巖體加固材料7、其它支護(hù)材料（雙抗網(wǎng)、玻璃鋼錨桿）支護(hù)新材料新工藝介紹新工藝1、留小煤柱沿空掘巷錨桿支護(hù)技術(shù)2、大直徑預(yù)應(yīng)力鋼絞線推廣應(yīng)用3、桁架式錨索支護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用4、煤巖體注漿加固技術(shù)研究與應(yīng)用5、長(zhǎng)壁工作面回撤時(shí)頂板控制用柔性樹(shù)脂纖維網(wǎng)片支護(hù)新材料1、煤礦井下用鋼塑復(fù)合假頂網(wǎng)

煤礦井下用鋼塑復(fù)合假頂網(wǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)鋼塑復(fù)合網(wǎng)）是指以鋼絲為增強(qiáng)材料，外包覆聚氯乙烯后，形成的一種上下交錯(cuò)“#”字形網(wǎng)狀制品。特點(diǎn)：產(chǎn)品具有抗腐蝕、網(wǎng)帶延伸率小、重量輕、柔性好、價(jià)格相對(duì)較低等特點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)規(guī)定如下：JDGS+PVC4000MS表示單體網(wǎng)帶拉斷力為4000N，阻燃抗靜電的煤礦的井下鋼絲增強(qiáng)聚氯乙烯復(fù)合假頂網(wǎng)。支護(hù)新材料技術(shù)要求：外觀：質(zhì)地均勻，不得有開(kāi)裂損傷、鋼絲外露及其它加工缺陷。規(guī)格尺寸：?jiǎn)胃W(wǎng)帶寬度：（13±0.5）mm單根網(wǎng)帶厚度：（1.5±0.1）mm網(wǎng)孔邊長(zhǎng)：50±2×50±2mm單根網(wǎng)帶拉斷力：不小于4000N上、下表面電阻算術(shù)平均值應(yīng)于1.0×109Ω結(jié)點(diǎn)剝離力：不小于120N

支護(hù)新材料使用要求：

陽(yáng)煤生[2009]473號(hào)文件：《關(guān)于掘進(jìn)巷道防止雜散電流傳導(dǎo)的管理規(guī)定》所有鋪設(shè)軌道且采用“錨桿、錨索、金屬網(wǎng)”支護(hù)的采區(qū)巷道、工作面順槽巷道、系統(tǒng)巷等巷道在掘進(jìn)過(guò)程中必須采用絕緣材料------鋼塑復(fù)合網(wǎng)替代金屬網(wǎng)對(duì)巷道中規(guī)定區(qū)段進(jìn)行支護(hù)，形成一個(gè)隔斷區(qū)，起到阻止雜散電流傳導(dǎo)的作用。隔斷區(qū)設(shè)置要求：巷道開(kāi)口往里20米處設(shè)置一個(gè)隔斷區(qū)，之后每100米設(shè)一個(gè)隔斷區(qū)，隔斷區(qū)的范圍不小于5米。支護(hù)新材料2、礦用球型錨具

河南宇建礦業(yè)技術(shù)有限公司研發(fā)的“礦用球型錨索錨具”于2009年9月9日通過(guò)了河南省科技廳所組織的專(zhuān)家鑒定，并被確定為河南省科學(xué)技術(shù)成果。該錨具針對(duì)目前煤礦井下錨索支護(hù)中普通的平面錨具所存在鋼絞線在托盤(pán)處受彎曲和剪切作用而導(dǎo)致過(guò)早失效的問(wèn)題，研制開(kāi)發(fā)了新型礦用球型錨索錨具。新型礦用球型錨索錨具采用凸面錨環(huán)與凹面底座相配合的結(jié)構(gòu)，使錨具能夠隨著鋼絞線傾角的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)姿態(tài)，改善了錨索受力狀況，加工方便，使用效果好。

支護(hù)新材料支護(hù)效果：①在采用全錨索支護(hù)的巷道中，巷道內(nèi)頂板兩端角錨索的錨具使用球型錨具后，避免了錨索在受力較大的情況下被剪切拉斷；而普通的平面錨索被剪切拉斷后，降低了巷道的支護(hù)強(qiáng)度，導(dǎo)致巷道頂板下沉等現(xiàn)象發(fā)生。②在“雙錨”巷道中，如出現(xiàn)因頂板不平整導(dǎo)致錨索鋼絞線與托板不垂直的情況時(shí)，錨索的錨具使用球型錨具后，鋼絞線的受力始終沿著其軸線方向，改善了鋼絞線的受力狀態(tài)，大大提高了錨索的支護(hù)性能。③巷道鎖口錨索、固定棚梁錨索等其它非正常掘進(jìn)支護(hù)錨索，如存在錨索鋼絞線與托板不垂直的情況時(shí)使用球型錨具后，能夠保證錨具夾持力軸線始終與錨索軸線重合，避免了鋼絞線在錨具托板處發(fā)生彎曲和剪切現(xiàn)象，最大限度地發(fā)揮了錨索的支護(hù)能力，提高了煤礦井下巷道支護(hù)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。支護(hù)新材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定型號(hào)：KM18—1860(Q)錨固公稱(chēng)直徑為17.80mm，抗拉強(qiáng)度不小于1860MPa的礦用錨索錨具。使用方法同普通錨具。使用反映：使用球型錨具后，打成什么角度的錨索，預(yù)緊后仍能保持該角度，不破壞鋼絞線，能夠使錨具和鋼絞線始終在軸線上保持一致，有效克服因施工和地質(zhì)因素而造成錨具與鋼絞線的夾角超過(guò)3°后所造成鋼絞線受剪切破壞。支護(hù)新材料使用要求：陽(yáng)煤生[2009]473號(hào)文件：推廣使用球型具的規(guī)定要求：①采用全錨索支護(hù)的巷道，巷道內(nèi)頂板兩端角錨索的錨具要使用球型錨具，避免錨索在受力較大的情況下被剪切拉斷，從而降低巷道支護(hù)強(qiáng)度，導(dǎo)致巷道頂板下沉。②在“雙錨”巷道中，如出現(xiàn)頂板不平整導(dǎo)致錨索鋼絞線與托板不垂直的情況時(shí)，錨索的錨具要使用球型錨具。③巷道鎖口錨索、固定棚梁錨索等其它非正常掘進(jìn)支護(hù)錨索，如存在錨索鋼絞線與托板不垂直的情況也要使用球型錨具。支護(hù)新材料3、大直徑錨索及配套2007年推廣使用Φ21.6mm-1770鋼絞線以來(lái),用量逐年增加2010年全年使用量達(dá)到67.69萬(wàn)米。2011年三月底集團(tuán)公司召開(kāi)會(huì)議準(zhǔn)備在15#煤臨近采空側(cè)巷道的頂板支護(hù)中推廣使用1×19S—21.8—1860鋼絞線，1×19S—28.6—1670鋼絞線。支護(hù)新材料鋼絞線比較：圖11×7結(jié)構(gòu)鋼絞線外形示意圖圖21×19S結(jié)構(gòu)西魯式鋼絞線外形示意圖支護(hù)新材料其它形式：圖31×19結(jié)構(gòu)點(diǎn)接觸鋼絞線外形示意圖圖41×19W結(jié)構(gòu)瓦林吞式鋼絞線外形示意圖支護(hù)新材料技術(shù)參數(shù)對(duì)比：支護(hù)新材料標(biāo)記示例：示例1：公稱(chēng)直徑為21.80mm，強(qiáng)度級(jí)別為1860MPa，由十九根鋼絲捻制的西魯式鋼絞線其標(biāo)記為：巷道支護(hù)用鋼絞線1×19S—21.8—1860示例2：由1根直徑為21.6mm，抗拉強(qiáng)度為1770MPa的鋼絞線和相應(yīng)匹配的夾片式錨具及附件組成的籠形結(jié)構(gòu)錨索。標(biāo)記為：SK-1/1770支護(hù)新材料配套錨具的選擇：集團(tuán)公司常用規(guī)格型號(hào)：KM15、KM18、KM22-1770、KM22-1860、KM29-1670MT/T942-2005行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)錨索錨具的要求：礦用錨索錨具應(yīng)與選用的鋼絞線的規(guī)格和強(qiáng)度相匹配。支護(hù)新材料配套托板（盤(pán)）的選擇：宜選用鋼制蝶形托板，規(guī)格尺寸不小于150mm×150mm（方形）或Ф150（圓形）；若選用平板托板，則厚度尺寸不小于15mm。托板中心孔徑比鋼絞線公稱(chēng)直徑大2～4mm。托板承載力應(yīng)不小于錨索設(shè)計(jì)承載力的1.5倍。支護(hù)新材料錨索常用參數(shù)：錨索最大力（破斷力）錨索設(shè)計(jì)承載力錨索預(yù)緊力支護(hù)新材料4、大直徑單體液壓支柱（懸浮式）礦用懸浮式單體支柱礦用懸浮單體液壓支柱是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦山機(jī)械研究所經(jīng)過(guò)10余年時(shí)間研究開(kāi)發(fā)出的一種單體支護(hù)設(shè)備，是DZ型活塞式單體液壓支柱的更新?lián)Q代產(chǎn)品。礦用懸浮單體液壓支柱包括63、70、80、90、100、110及125缸徑系列，共100個(gè)規(guī)格，其適用于采高為0.42～4.5米的煤層。一般用于煤層傾斜角小于25o的傾斜回采工作面支護(hù)，也可用于端頭支護(hù)、超前支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)。采取一定的安全措施，使用傾角范圍可擴(kuò)大到25o～45o的回采工作面。支護(hù)新材料礦用懸浮式單體支柱DW型（懸浮式）液壓支柱克服了目前國(guó)內(nèi)外使用的DZ型（活塞式）液壓支柱存在的焊縫斷裂和內(nèi)泄露、操作不便等缺陷和問(wèn)題，在技術(shù)原理、結(jié)構(gòu)、性能、安全、環(huán)保等方面均進(jìn)行了創(chuàng)造性的改進(jìn)。具有工作行程大、使用范圍廣等特點(diǎn)，是理想的回采工作面和端頭支護(hù)設(shè)備。支護(hù)新材料適用范圍：DW型（懸浮式）液壓支柱是一種新型的外部供液的恒阻式單體液壓支柱，是高檔機(jī)械化普采工作面的配套設(shè)備，也是綜采工作面的端頭支護(hù)設(shè)備。其適用于煤礦回采工作面的頂板支護(hù)和端頭頂板支護(hù)、超前支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)，由于其承載能力大、抗偏載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性安全系數(shù)大、工作行程大、使用范圍廣，因而其可應(yīng)用于薄煤層、中厚煤層及較厚煤層工作面。行程大、使用范圍廣，因而其可應(yīng)用于薄煤層、中厚煤層及較厚煤層工作面。支護(hù)新材料技術(shù)特征DW型（懸浮式）液壓支柱是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦山機(jī)械研究所向社會(huì)隆重推出的新一代單體支護(hù)設(shè)備，該系列產(chǎn)品執(zhí)行MT112.1-2006《礦用單體液壓支柱》國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。型號(hào)含意：例如：DW35—300/110X其中：D—單體液壓支柱；W—代表外注式35—支柱的最大高度,單位：dm；300—支柱的額定工作阻力,單位：KN；110—支柱的油缸直徑,單位：mm；X—柱塞懸浮式技術(shù)原理L—臨時(shí)支護(hù)支柱支護(hù)新材料結(jié)構(gòu)組成：DW型（懸浮式）液壓支柱，由油缸、活柱、三用閥、手把閥體、復(fù)位彈簧、底座、鉸接頂蓋、密封蓋組件、導(dǎo)向環(huán)、彈性圓柱銷(xiāo)、回柱手把（適合用于DW25以上的支柱）、連接鋼絲及密封件等零部件組成1-鉸接頂蓋；2-密封蓋組件；3-活柱；4-手把閥體；5-油缸；6-復(fù)位彈簧；7-底座；8-三用閥；9-擋圈；10-O型密封圈；11-彈性圓柱銷(xiāo)；12-防塵圈；13-擋圈；14-Y形密封圈；15-O型密封圈；16-擋圈；17-連接鋼絲；18-導(dǎo)向環(huán)；19-限位鋼絲；20-導(dǎo)向環(huán)；21-O型密封圈；22-擋圈.支護(hù)新材料礦用懸浮單體液壓支柱結(jié)構(gòu)圖支護(hù)新材料懸浮式單體支柱特點(diǎn)：1、柱塞懸浮式技術(shù)原理，活柱內(nèi)的密封蓋承受工作阻力的五分之四,活柱受力僅為五分之一。大大提高了支柱的穩(wěn)定性、安全性、承載能和抗偏載能力。

2、在活柱上不再設(shè)有工藝難以保證的圓弧焊縫，也提高了立柱的強(qiáng)度和可靠性，避免了因焊縫斷裂而造成的冒頂?shù)仁鹿孰[患。3、根據(jù)支柱規(guī)格不同，整柱重量比現(xiàn)有支柱產(chǎn)品減輕了15—30%以上，支柱的最小高度大大縮短，搬動(dòng)、運(yùn)輸、使用均很方便。

支護(hù)新材料懸浮式單體支柱特點(diǎn)：

4、工作行程大，擴(kuò)大了使用范圍。特別是頂板下沉較大的工作面，不僅回柱方便，也提高了支柱的回收率，減少了支柱消耗，降低了生產(chǎn)成本。

5、DWX型系列支柱為外泄漏，可用肉眼直觀檢查，支柱一旦泄露，可隨時(shí)注液或更換支柱，省去了繁鎖的檢測(cè)工作，工作人員也不用提心吊膽地工作。

6、DWX型支柱三用閥設(shè)于手把體上，注液時(shí)，三用閥不隨支柱的活柱升高而升高，操作方便，安全可靠。

支護(hù)新材料懸浮式單體支柱特點(diǎn)：

7、DWX型支柱的各密封點(diǎn)，均采用了密封補(bǔ)償和密封漲緊技術(shù)原理。在密封有磨損的情況下，可有效補(bǔ)償。減少了密封的更換率，降低了維修費(fèi)用。

8、DWX型支柱采用特殊的氮化工藝表面處理工藝或采用鎳-磷-硼鍍層工藝處理，實(shí)現(xiàn)防腐、耐磨的性能。工作介質(zhì)也可使用煤礦的井下中性水，是一種理想的環(huán)保型采煤工作面支護(hù)設(shè)備。

9、DWX型支柱工作行程大，使用范圍廣，每個(gè)規(guī)格可替代DZ型支柱系列的2—4個(gè)規(guī)格，減少了規(guī)格品種，給支柱管理帶來(lái)方便，也降低了支柱的設(shè)備成本和管理成本。支護(hù)新材料支護(hù)新材料5、內(nèi)注式單體液壓支柱DN型系列內(nèi)注式單體液壓支柱可單獨(dú)或與金屬鉸接頂梁配套使用。用于煤層傾角小于25度緩傾斜回采工作面支護(hù)頂板，采取措施也可用于傾角25~35度回采工作面的支護(hù)，還可用于綜合機(jī)械化采煤的端頭支護(hù)。支護(hù)新材料內(nèi)注式單體液壓支柱特點(diǎn)：重量輕，承載能力大；升柱快，回柱便利；密封性能可靠；不需泵站和管路系統(tǒng)供液，降柱不排出液體，保持環(huán)境清潔；使用靈活，管理方便。支護(hù)新材料DN型內(nèi)注式單體液壓支柱主要技術(shù)特征：支護(hù)新材料DN型內(nèi)注式單體液壓支柱結(jié)構(gòu)

DN型內(nèi)注式單體液壓支柱主要由頂蓋、通氣閥、安全閥、卸載閥、活柱體、手把體、油缸體、活塞、手搖泵、卸載裝置、加長(zhǎng)管等零部件組成。支護(hù)新材料

單體支柱性能對(duì)比支護(hù)新材料6、煤巖體加固材料煤巖體加固材料是由兩種組分組成的有機(jī)礦物質(zhì)樹(shù)脂聚產(chǎn)品，主要成份：硅酸鹽和改性聚來(lái)胺膠脂。通過(guò)專(zhuān)用注漿泵和一支混合槍。兩種組分按照1：1的體積經(jīng)混合后發(fā)生反應(yīng)?；旌虾蠓磻?yīng)產(chǎn)生的一種有彈性、不發(fā)泡、壓縮力大的塊狀聚合物。當(dāng)混合物被注射到煤巖體后，會(huì)滲透到裂隙和孔隙中并發(fā)生固化，與煤巖體產(chǎn)生高度粘合，可承受地壓的長(zhǎng)期作用。支護(hù)新材料適用范圍：采掘工作面加固；采掘工作面過(guò)斷層，破碎帶的超前加固；煤柱加固；產(chǎn)品特點(diǎn)：阻燃、抗靜電；不發(fā)泡、反應(yīng)時(shí)間短；產(chǎn)品的反應(yīng)不受水的影響；具有較強(qiáng)的滲透性支護(hù)新材料7、其它支護(hù)材料（雙抗網(wǎng)、玻璃鋼錨桿）雙抗網(wǎng)煤礦井下雙向拉伸塑料護(hù)幫網(wǎng)是一種“雙抗”網(wǎng)。該產(chǎn)品便于施工成本低，安全美觀。其主要特點(diǎn)為摩擦為易產(chǎn)生靜電、阻燃性能良好、防腐蝕能力強(qiáng)、便于施工和運(yùn)輸、便于洗煤、縱橫向均有較強(qiáng)的承載能力等優(yōu)異特點(diǎn)。支護(hù)新材料規(guī)格型號(hào)示例：HBPP25-25MS表示每延米縱（橫）向拉伸力≥25KN，材質(zhì)為聚丙烯，具有阻燃抗靜電性能的煤礦井下用雙向拉伸塑料護(hù)幫網(wǎng)。用途：主要用作煤礦井下開(kāi)采時(shí)的護(hù)幫，也可作為錨桿巷道，支護(hù)巷道，錨噴巷道等多種巷道的支護(hù)材料。作于假頂時(shí)，務(wù)必雙層經(jīng)上聯(lián)合使用。支護(hù)新材料玻璃鋼錨桿玻璃鋼錨桿全稱(chēng)為樹(shù)脂錨桿玻璃纖維增強(qiáng)塑料桿體（全螺紋），是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新一代錨桿，具有質(zhì)輕高強(qiáng)，易切割不產(chǎn)生火花、免拆卸等特點(diǎn)，即保證煤礦生產(chǎn)安全以可提高煤炭開(kāi)采效率，是一種理想的礦用支護(hù)材料。支護(hù)新材料產(chǎn)品特點(diǎn)：可與各種錨桿配件、錨固劑及錨桿安裝檢測(cè)機(jī)具配合使用；防腐蝕，易切割，阻燃，防靜電，施工操作簡(jiǎn)單；重量輕，柔性好，施工運(yùn)輸方便，其比重是傳統(tǒng)鋼錨桿1/4；支護(hù)新材料主要用途及適用范圍全螺紋式樹(shù)脂錨桿玻璃纖維增強(qiáng)塑料桿體可用于有防腐蝕要求的巖土錨固工程，以及有可切割性要求的煤礦回采的煤幫支護(hù)，適用范圍目前限于采巷道及切眼的煤壁支護(hù)。型號(hào)示例：MGSL20/18F表示直徑為20mm，長(zhǎng)度為1800mm,尾部螺紋材料為非金屬材料的全螺紋式樹(shù)脂錨桿玻璃纖維增強(qiáng)塑料桿體。支護(hù)新材料桿體力學(xué)性能錨固力、螺紋承載力、托盤(pán)承載力支護(hù)新材料使用安裝注意事項(xiàng)：鉆桿直徑要與錨桿直徑相匹配，選用的桿體與鉆孔直徑相適應(yīng)，孔洞清理干凈后放入錨固藥卷插入錨桿轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌；錨桿安裝時(shí)須選用凝膠時(shí)間不得低于20秒的樹(shù)脂錨固劑；混合攪拌錨固扭矩不宜超過(guò)40N·m，避免操作桿體。上螺母時(shí)，應(yīng)保持巖面相對(duì)平整光滑，用扳手上緊可，不要超過(guò)允許值。支護(hù)新工藝1、煤巖體注漿加固技術(shù)研究與應(yīng)用新型高分子材料錨注加固煤巖體技術(shù)是利用專(zhuān)門(mén)注漿設(shè)備通過(guò)注漿錨桿將新型高分子材料漿液有壓注入，使破碎煤巖體重新膠結(jié)，最終形成漿液與破碎圍巖膠結(jié)體，形成承載結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮圍巖自穩(wěn)能力，并與巷道原有支體系共同作用，使錨桿、錨索與注漿的適用范圍得到擴(kuò)展，提高支護(hù)效果，封堵、充填和固結(jié)圍巖（或煤層）的裂隙面，達(dá)到隔絕漏風(fēng)及加固的目的。我國(guó)在90年代初期開(kāi)始研究煤煤巖體有機(jī)高分子材料注漿加固與堵漏技術(shù)，并已取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。支護(hù)新工藝2、桁架式錨索支護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用桁架支護(hù)是根據(jù)巖體力學(xué)的基本原理，立足于發(fā)揮圍巖的自承力，改善圍巖與支架應(yīng)力狀態(tài)的一種漲拉式支架結(jié)構(gòu)?；緲?gòu)成由兩根頂板錨索在靠近兩幫處傾斜安裝，下端通過(guò)聯(lián)接件施加一定預(yù)緊力，使兩根錨索形成一個(gè)支護(hù)整體。支護(hù)新工藝工作原理桁架支護(hù)屬于一種主動(dòng)加固圍巖的支護(hù)方式，初使安裝后依靠聯(lián)接件施加的預(yù)緊力和錨索的緊固力，在頂板中形成擠壓加固層，增加頂板的抗彎能力，以提高頂板的穩(wěn)定性。隨著頂板的下沉，作用在聯(lián)接件上的工作阻力將持續(xù)增大，桁架錨索對(duì)圍巖的擠壓作用越來(lái)越大。桁架式錨索支護(hù)支護(hù)新工藝3、長(zhǎng)壁工作面回撤時(shí)頂板控制用柔性樹(shù)脂纖維網(wǎng)片

隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)的高速發(fā)展和采掘機(jī)械化程度的迅速提高，一批新型的擁有百萬(wàn)噸綜采工作面的現(xiàn)代化煤礦相繼出現(xiàn)，一些大型煤礦開(kāi)始推出千萬(wàn)噸綜采面，礦井總產(chǎn)和工作面單產(chǎn)都已接近或超過(guò)世界發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平。回采推進(jìn)速度的提高，要求綜采工作面接續(xù)時(shí)間越來(lái)越短，由以前的大約一年左右搬家1次縮短到一年2次或3次以上，煤礦對(duì)搬家所耽誤的非出煤生產(chǎn)時(shí)間越來(lái)越關(guān)注。

支護(hù)新工藝

事實(shí)上，由于搬家時(shí)間過(guò)長(zhǎng)給煤礦造成的非生產(chǎn)性損失也非常大。并且綜采工作面的撤除工作一直存在