ICS

73.100.10CCS

D

9734 DB34/T

4540—2023深部軟巖巷道預應力錨桿（索）支護技術規范Technical

specifications

soft

發布

實施安徽省市場監督管理局 發

布DB34/T

4540—2023 本文件按照

GB/T

—《標準化工作導則 第1起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由淮北礦業股份有限公司提出。本文件由安徽省能源局歸口。本文件起草單位：淮北礦業股份有限公司、安徽建筑大學、中煤第三建設（集團）有限責任公司、中煤第七十一工程處有限責任公司、中安華力建設集團有限公司。王雁、鄧倫著、張浩、張佳偉、滿東輝、黃北海、張鵬、劉寧。DB34/T

4540—20231 范圍本文件規定了深部軟巖巷道預應力錨桿（索）支護技術的技術要求、施工質量檢測及支護監測。本文件適用于煤礦深部軟巖巷道預應力錨桿（索）支護。2 規范性引用文件文件。GB/T

5224 預應力混凝土用鋼絞線GB/T

14370 預應力筋用錨具、夾具和連接器GB/T

煤和巖石物理力學性質測定方法

第1部分：采樣一般規定GB/T

35056 煤礦巷道錨桿支護技術規范GB

50086 巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規范GB/T

50266 工程巖體試驗方法標準MT/T

巷道金屬支架系列MT/T

146.1 樹脂錨桿

第1部分：錨固劑MT/T

146.2 樹脂錨桿

第2部分：金屬桿體及其附件MT/T

礦用錨索MT/T

1104 煤巷錨桿支護技術規范MT/T

5009 煤礦井巷工程質量檢驗評定標準3 術語和定義GB/T

35056、MT/T

1104

界定的以及下列術語和定義適用于本文件。預應力錨桿（索） prestressed

anchor

(cable)在安裝過程中施加一定預緊扭矩（預緊力）的錨桿（索）。預應力錨桿（索）支護 prestressed

anchor

support以預應力錨桿（索）為基本支護形式，必要時增加注漿、單體支護以及金屬支架等輔助支護方式。深部軟巖巷道 deep

soft

rock

roadways過

2000

mm

的巷道。初始設計 initial

1011DB34/T

4540—2023模擬、工程類比等方法提出的巷道支護方案形式與參數。正式設計 formal

能滿足安全使用要求的支護設計。一次支護first

為充分發揮深部軟巖巷道圍巖自承載能力，保證深部軟巖巷道長時間穩定和服務期安全,桿(索)支護分次進行，巷道開挖后及時施加圍巖一定強度和剛度的預應力錨桿(索)支護。二次支護 secondary

為充分發揮深部軟巖巷道圍巖自承載能力，保證深部軟巖巷道長時間穩定和服務期安全,桿(索)支護分次進行，給巷道圍巖提供最終支護強度和剛度的預應力錨桿(索)支護。復雜地段 complex

斷層及圍巖破碎帶、應力集中區、裂隙發育區、瓦斯異常區、巷道穿層地段、大斷面、復合頂板、淋水區、老空區、大傾角、交岔點、大跨度巷道及采動影響區等地段。補強支護reinforcing

support巷道原支護難以保持圍巖穩定時，相應部位及時重新補加新的支護。4技術要求巷道圍巖地質力學評估4.1.1預應力錨桿(索)支護設計前應進行現場調查與巷道圍巖地質力學評估。巷道圍巖地質力學評估基礎參數參見表

1。表1表1 巷道圍巖地質力學評估基礎參數12131415巷道與周圍其他巷道、回采工作面的空間與時間關系，采動影響16DB34/T

4540—20234.1.2 現場調查內容主要包括工程地質條件和生產條件。巷道工程地質條件及生產條件主要內容參見GB/T

35056

4.1.3 巷道圍巖地質力學評估內容包括圍巖物理力學性能參數測定、圍巖應變軟化特性測定、圍巖結構測定、圍巖地應力測定以及圍巖松動圈測定。4.1.4 巷道圍巖物理力學參數（圍巖真密度、視密度、孔隙率、單軸抗拉強度、單軸抗壓強度、單軸

GB/T

23561.1

井下原位測量方法獲得。4.1.5 巷道圍巖應變軟化特性宜通過實驗室實驗確定巖樣不同剪應變下圍巖粘結力及內摩擦角，得出巖樣粘結力及內摩擦角隨剪應變變化關系,測量試驗方法參見附錄

A。4.1.6 巷道圍巖結構測量應采用巷道表面觀察、鉆孔取芯和鉆孔窺視等方法進行。結構面力學性質測

GB/T

的要求。4.1.7巷道圍巖應力包括原巖應力與采動應力。原巖應力包括各應力分量、主應力大小與方向，原巖

GB/T

50266

量類似的方法。采動應力變化監測可采用空心包體應變計、鉆孔應力計等。4.1.8 巷道圍巖松動圈厚度可采用鉆孔窺視或多點位移計測定法。多點位移計實測方法參見附錄

B。4.1.9 預應力錨桿(索)支護應做相應的拉拔試驗測定預應力錨桿(索)的錨固力，錨固力大小應滿足巷道掘進作業規程的有關規定。4.1.10 (索)區域內，并分析巷道服務期間影響預應力錨桿(索)支護性能的各種因素。4.1.11 對于圍巖最大松動圈厚度超過

2000

mm

的深部軟巖巷道應選擇預應力錨桿(索)支護；復雜地段應選擇預應力錨桿(索)基本支護，同時應輔以注漿、單體、托棚、超前支架等輔助支護。預應力錨桿（索）支護設計4.2.1 依據巷道圍巖地質力學評估結果確定深部軟巖巷道應選擇預應力錨桿(索)支護時，支護設計按“初始設計-井下監測-信息反饋-正式設計”的程序進行。深部軟巖巷道預應力錨桿（索）支護可分為一次支護、二次支護進行。4.2.2 根據現場調査與巷道圍巖地質力學評估結果，進行預應力錨桿(索)支護初始設計，初始設計可采用以下一種或多種組合方法進行：a)

(索)出預錨桿(索)支護初始設計；b)

(索)(索)c)

(索)支護合理數值計算模型，通過數值模擬計算與分析，選擇預應力錨桿(索)支護初始設計。2.2mm20.00.50.53006.0mm17.8kN150DB34/T

4540—20234.2.3深部軟巖巷道預應力錨桿(索)支護初始設計應符合

GB/T

35056

的規定，預應力錨桿(索)支護基本參數宜按表

2

選取。表2預應力錨桿（索）支護基本參數4.2.4表2預應力錨桿（索）支護基本參數考慮以下因素：a)

巷道布置(運輸)的最大設備尺寸；b)

巷道內運輸及設備放置要求；c)

巷道通風要求；d)

巷道預留變形量：對深部軟巖預應力錨桿(索)支護巷道圍巖變形進行預測,確定適宜的預留變形量，使巷道變形后斷面仍能滿足安全生產要求。4.2.5深部軟巖巷道布置時，應盡量使巷道軸線方向與最大水平主應力方向平行。4.2.6 深部軟巖巷道掘進優先采用綜合機械化掘進。當采用鉆爆法時，應采用光面爆破，控制巷道成型。4.2.7 預應力錨桿(索)支護形式與參數設計應包括以下內容：a)

錨桿(索)桿體幾何參數(直徑和長度等)；b)

錨桿(索)桿體力學參數(屈服力、拉斷力、伸長率)；c)

錨桿(索)(托盤、球形墊圏、減摩墊圈、螺母及鎖具等)材料和規格；d)

錨桿(索)設計預緊力；e)

錨桿(索)設計錨固力；f)

錨桿(索)布置參數(布置形式、間距、排距、安裝角度等)；g)

錨桿(索)鉆孔直徑；h)

錨桿(索)錨固參數()；i)

錨桿（索）組合構件(鋼筋托梁、鋼帶、型鋼托梁等)形式、規格和力學性能；j)

護網形式、材料和規格；k)

注漿材料物理力學性能及注漿參數；l)

注漿錨桿(索)結構及布置參數；m)

金屬支架選型及布置參數；n)

巷道支護布置圖；o)

支護材料消耗清單。4.2.8 預應力錨桿的鉆孔直徑、錨桿直徑和樹脂錨固劑直徑應合理匹配，深部軟巖巷道支護常用的螺

6

mm～10

4

mm～8

mm。DB34/T

4540—20234.2.9 預應力錨桿（索）支護施工設計應包括施工工藝、施工設備與機具、施工質量指標和安全技術措施等。4.2.10 預應力錨桿(索)測方法、合格標準和異常情況的處理措施。4.2.11 預應力錨桿(索)支護初始設計在井下實施后應及時進行礦壓綜合監測。將巷道受掘進影響結影響期間的監測結果可用于其他類似條件巷道支護設計的驗證與修改。4.2.12 錨桿(索)穩定時，應及時采用補強支護。預應力錨桿(索)支護材料與構件4.3.1 —般要求預應力錨桿(索)支護材料與構件應符合國家標準和相關行業標準并具有產品合格證。預應力錨桿(索)桿體及附件、組合構件、護網、噴層、注漿材料及金屬支架等各構件力學性能應相互匹配。4.3.2 預應力錨桿桿體、托盤、螺母及墊圈4.3.2.1 錨桿桿體、托盤、螺母應符合

146.2

的規定。4.3.2.2 錨桿桿尾螺紋應符合

GB/T

35056

的規定，同時螺紋長度宜取

mm～

的上限。4.3.2.3 錨桿托盤應符合

GB/T

35056

的規定，宜選用高強大規格尺寸的托盤，厚度不小于

10

mm，尺寸不小于

150

mm×150

mm,強度不低于

235

MPa。4.3.2.4 錨桿螺母及墊圈應符合

GB/T

35056

的規定；宜采用錨桿滾動式減摩墊片，主要由推力片、外殼包圈、止推片、滾動體構成。4.3.3 預應力錨索桿體、托盤及錨具4.3.3.1

錨索用鋼絞線應符合

GB/T

5224

的規定；應優先選用抗拉強度等級不低于

1860

，延伸率不小于

％，直徑不小于

17.8

mm

的鋼絞線。4.3.3.2

錨索托板的承載力應符合

MT/T

的規定。4.3.3.3

與鋼絞線配套的錨具應符合

GB/T

14370

的規定。4.3.4 預應力錨桿(索)支護錨固劑樹脂錨固劑應符合

146.1

的規定，錨固劑生產廠家應提供質量合格證、第三方檢驗報告。4.3.5 輔助支護材料深部軟巖巷道噴射混凝土材料應符合

GB

50086

的規定，選擇的梯形棚或U型棚金屬支架應符合MT/T

的規定，宜選擇高強可縮性金屬支架。4.3.6 注漿錨桿及注漿材料注漿錨桿及注漿材料應符合

GB/T

35056

的規定。預應力錨桿(索)支護施工DB34/T

4540—20234.4.1 基本要求深部軟巖巷道預應力錨桿(索)支護施工應按掘進工作面作業規程的有關規定進行。依據施工順序主要包括：一次支護、二次支護以及補強支護等。4.4.2 預應力錨桿支護施工4.4.2.1 錨桿孔施工錨桿孔施工應符合以下要求：a)

頂板錨桿孔優先采用頂板錨桿鉆機施工，巷道幫部錨桿孔優先采用幫部錨桿鉆機施工；b)

套的鉆桿與鉆頭；c)

頂板錨桿孔應由外向掘進工作面逐排順序施工，每排錨桿孔宜由中間向兩幫順序施工；d)

錨桿孔實際直徑與設計直徑偏差應不大于

1

；e)

錨桿孔深度誤差應在

0

～20

；f)

錨桿孔實際鉆孔角度與設計角度的偏差應不大于

5°；g)

錨桿孔的間排距誤差應不超過

mm；h)

錨桿孔內的煤巖粉應清理干凈。4.4.2.2 錨桿安裝錨桿安裝應符合以下規定：a)

錨桿安裝應優先采用快速安裝工藝；b)

錨固劑使用前應進行檢查，不應使用過期、硬結、破裂等變質失效的錨固劑；c)

次放入鉆孔中，先將錨固劑推到孔底，再啟動錨桿鉆機攪拌樹脂錨固劑；d)

措施中明確規定；e)

螺母安裝達到規定預緊力矩后，一般不得將螺母卸下重新安裝；f)

(或巖層主要層理面)時應使用異型托板；g)

錨桿托板與螺母之間宜使用減摩墊圈；h)

力。采用高效減摩墊圈，墊圈采用材質應滿足要求；i)

護網的規格、聯網方式及參數應在作業規程中明確規定，聯網強度應與護網的強度相匹配；j)

錨桿外露長度應保證錨桿預緊力矩達到設計值時螺紋并未用完；k)

屬墊板等剛性較大的材料或在失效錨桿附近及時補打錨桿；l)

錨桿外露段應采取防崩、防斷裂、防斷絲等二次防護措施。4.4.3預應力錨索支護施工錨索施工應符合以下要求：a)

采用錨索鉆機或錨桿鉆機鉆孔；b)

錨索孔深度誤差應不大于

100

mm；c)

錨索宜垂直于頂板或巷道輪廓線布置，實際鉆孔角度與設計角度的誤差不大于

10°；DB34/T

4540—2023d)

錨索間排距誤差不大于

mm；e)

安裝錨索應優先使用電動或氣動張拉機具，不宜使用手動式張拉機具；f)

安裝錨索時，鋼絞線應推到孔底，安裝后外露鋼絞線長度宜在規程中作出明確規定；g)

錨索施工后，應及時對錨索進行檢查，錨索預緊力的最低值應不小于設計預緊力的

90現工作載荷低于預緊力時應及時進行二次張拉；h)

錨索鉆孔中有淋水時，應采用疏、堵等措施；i)

錨索外露段應采取防崩、防斷裂、防斷絲等二次防護措施。4.4.4噴射混凝土施工噴射混凝土的施工應按照

GB

50086

的規定執行。4.4.5 組合構件、護網及護板安裝組合構件、護網及護板安裝按照

GB/T

35056

的規定執行。4.4.6 金屬支架安裝金屬支架施工安裝

5009

的規定執行，金屬支架安裝滯后工作面的距離根據施工現場情況在巷道掘進作業規程中確定。5 預應力錨桿（索）施工質量檢測與評定一般規定5.1.1 檢測職責業集團公司應對專職檢測人員進行培訓，經考核合格者由礦業集團公司發給上崗證。預應力錨桿（索）對檢測人員進行培訓，經考核合格者發給上崗證。5.1.2 檢測要求工，進行整改。施工質量不達標的，應及時采取補救措施。預應力錨桿施工質量檢測與評定按照

GB/T

35056

的規定執行。預應力錨索施工質量檢測與評定預應力錨索施工質量檢測與評定按照

5009

的規定執行。組合構件、護網及護板等安裝質量檢測與評定組合構件、護網及護板等安裝質量檢測與評定按照

GB/T

35056

的規定執行。噴射混凝土強度和噴層厚度檢測與評定噴射混凝土強度和噴層厚度檢測與評定按照

的規定執行。DB34/T

4540—2023金屬支架質量檢測與評定金屬支架質量檢測與評定按照

5009

的規定執行。預應力錨桿（索）支護質量不合格處理方法其工程質量重新進行質量評定。6 預應力錨桿（索）支護監測預應力錨桿（索）支護監測類型深部軟巖巷道預應力錨桿(索)支護監測分為綜合監測和日常監測兩種。綜合監測的目的是驗證或修正錨桿支護初始設計，評價和調整支護設計；日常監測的目的是及時發現異常情況，采取必要措施，保證巷道安全。責人確定。結合煤巷錨桿支護事故教訓，加強礦壓監測信息反饋及時性。監測內容層、錨桿(索)工作荷載等監測，日常監測的主要內容為頂板離層。測站安設每條深部軟巖預應力錨桿(索)支護巷道應安設綜合監測測站；每間隔一定距離安設一個頂板離層指示儀進行日常監測。當圍巖地質和生產條件發生顯著變化時，應增減測站和頂板離層指示儀的數目；復雜地段應安設測站和頂板離層指示儀。測站和頂板離層指示儀安設時應滯后工作面不大于

50

m。繪制測站位置和儀器分布圖應繪制每個測站的位置和儀器分布圖，測站的監測儀器應專門編號，以便測讀時識別。綜合監測6.5.1 巷道表面位移和預應力錨桿（索）錨固體內外深部位移觀測6.5.1.1巷道表面位移監測內容包括頂底板相對移近量、頂板下沉量、底鼓量、兩幫相對移近量和巷錨桿間距，基點應安設牢固。6.5.1.2 預應力錨桿（索）錨固體內外深部位移觀測宜布置在巷道圍巖松動圈厚度最大的關鍵部位，范圍不小于巷道跨度的

倍，測點數不少于

4

個，具體觀測范圍及單孔內測點數由巷道圍巖具體條件確定。6.5.2 巷道頂板離層監測6.5.2.1 頂板離層指示儀的淺基點應固定在錨桿端部位置。深基點一般應固定在錨索上方穩定巖層內300

～

；若無穩定巖層，深基點在頂板中的深度應不小于巷道跨度的

倍，具體深度由頂板條件確定。DB34/T

4540—20236.5.2.2不能進行有效測讀的頂板離層指示儀應立即更換，如果不能安裝在同一鉆孔中，應靠近原位高度應與原測點一致。6.5.3 錨桿(索)工作荷載監測6.5.3.1采用測力錨桿監測加長（全長）錨固錨桿的受力狀況，采用錨桿（索）測力計監測端部錨固錨桿（索）的受力狀況。6.5.3.2錨桿(索)的受力監測儀器應在巷道錨桿(索)支護施工過程中安設，滯后工作面不應大于

m。日常監測深部軟巖巷道預應力錨桿(索)支護應加強日常監測，日常監測主要為深部軟巖巷道頂板離層在線監測。觀測頻度6.7.1 距掘進工作面

50

m

內和回采工作面

m

內觀測頻度每天應不少于一次。在此范圍以外，除非離層有明顯增長，頂板離層儀的觀測頻度可為每周一次。6.7.2 巖巷距掘進工作面

m

次。6.7.3 煤層大巷距掘進工作面

50

m

內，綜合測站儀器與日常監測頂板離層儀的觀測頻度每天應不少于一次6.7.4 回采巷道距掘井工作面

m

內和回采工作面

100

m

內，綜合測站儀器與日常監測頂板離層儀的觀測頻度每天應不少于一次。6.7.5 在以上三種規定范圍以外，觀測頻度可為每周一次。如果離層有明顯增長則視情況增加觀測次數。6.7.6 具體觀測頻次應在巷道掘進作業規程中規定。監測信息反饋6.8.1 建立監測記錄臺賬，監測結果記錄在現場牌板上，復雜地段加密測點、加強監測。依據監測的數據及時發布重大安全隱患預警。6.8.2 審批通過后實施，并繼續進行綜合監測。6.8.3 日常監測頂板離層值超過頂板離層臨界值時，應及時分析原因，并采取補強加固措施。異常情況處理期巡查制度。監測人員培訓對監測人員應進行培訓，使其掌握測站安裝、儀器操作以及數據收集處理方法。存檔制度DB34/T

4540—2023對服務年限超過

2

年及以上的錨桿支護巷道，應建立巷道巡查檔案。監測數據及監測報告應存檔保存，保存時間直至巷道報廢或不少于

２

10/MPa

/

5

件塑性參數

ε

c、φ

件塑性參數

ε

c、φ

A.1

表達強度

c、附錄 A（資料性）深部軟巖巷道圍巖應變軟化本構關系試驗A.1 試驗目的深部軟巖巷道圍巖應變軟化本構關系試驗的目的是建立圍巖損傷后粘結力

c

和內摩擦角

φ

化關系。試驗應在實驗室進行，對現場取芯試樣進行壓縮試驗。A.2 試驗工具與設備如下：a)

巖石壓力試驗機b)

應變儀c)

巖石直剪儀d)

巖石切割機e)

巖石磨平機A.3 試驗方法將工程現場取得的芯樣加工成直徑

D=50

mm

H=100

mm

的標準試件。巖石壓力試驗機對試件進行壓縮，測出巖石強度峰值后不同卸載位置的