浅谈复合顶板锚网索耦合支护的应用
锚栓锚索联合支护及全锚支护在复合层顶板的应用
多 ． 覆 采 空 区 积 水 及 层 间 距 变 小 造 成 顶 板 淋 水 大 。 往 在 坚 硬 顶 上 以
在 掘 进 １＃ 层 ４ ６盘 区 轨 道 巷 时 巷 道 宽 度 为 ３２ ， 护 方 式 为 ４。 １ ．ｍ 支
板条 件 下采 用 的普 通 锚 杆 支护 已 不 能满 足 现 有顶 板 的 实 际情 况 ， 好 锚 栓 ３排 ， 排 距 均 为 ０８ ； 索 ２ 排 ， 距 ０ ８ ， 距 为 １６ 迈 问 ．ｍ 锚 排 ．ｍ 间 ．ｍ 多 地 方 因 支 护 效 果 差 造 成 顶 板 离 层 下 沉 。 后 不 得 不 采 用 架 棚 维 护 步 式 布 置 。 顶 板 为 复 合 层 顶 板 ， 本 无 伪 顶 ， 接 顶 较 完 整 ， 采 用 最 基 直 只
板 裂 隙 发 育 破 碎 的 情 况 下 。 用 锚 栓 、 应 力 锚 索 的 联 合 支 护 方 式 式 布 置 ． 每 １６ 打 一 根 锚 索 ， 板 为 复 合 层 顶 板 ， 顶 板 淋 水 较 采 预 即 ．ｍ 顶 但 并 加 挂 金 属 网 或 采 用 螺 纹 纲 全 锚 和 预 应 力 锚 索 的 联 合 支 护 方 式 能 大 ， 破 碎 带 较 多 。 后 来 再 往 里 掘 进 时 锚 索 间 距 改 为 １６ 并 列 式 布 ．ｍ 够 满 足 支 护 要 求 ， 大 提 高 了 掘 进 速 度 ， 现 了 安 全 生 产 ， 济 效 果 置 ， １６ 打 两 根 锚 索 ． 于 破 碎 带 较 多 、 落 严 重 及 断 层 处 采 用 大 实 经 即 ．ｍ 对 塌
． ８ｍ 顶 板 ． 费 大 量 人 力 和 材 料 ， 低 了 掘 进 速 度 ， 且 给 综 采 的 正 常 生 锚 拴 锚 索 联 合 支 护 ． 锚 拴 长 度 为 １７ ｍ． 直 径 为 １ｍ 的 螺 旋 头 锚 浪 降 而
锚栓锚索联合支护及全锚支护在复合层顶板的应用
5科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N 2008N O .13SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N 工业技术构横向抗扭稳定性产生不利的影响。
参考文献[1]邵容光,夏淦.混凝土弯梁桥[M ].北京：人民交通出版社,1996.[2]黄剑源,谢旭.城市高架桥的结构理论与计算方法[M ].北京:科学出版社,2001.[3]邵旭东,胡建华,编著,程翔云,主审.桥梁设计百问[M ].北京:人民交通出版社,2005.表1支座反力表(单位：k N)大同煤矿集团永定庄煤业责任有限公司到现在建矿已有58年的历史了,属于一个老矿,随着采掘工作面的不断延伸,开采深度的不断增加,顶板条件逐渐由坚硬顶板向复合层顶板变化,而且顶板破碎带较多,上覆采空区积水及层间距变小造成顶板淋水大,以往在坚硬顶板条件下采用的变通锚杆支护已不能满足现有顶板的实际情况,好多地方因支护效果差造成顶板离层下沉,最后不得不采用架棚维护顶板,浪费大量人力和材料,给安全生产带来很大的威胁。
因此组织技术人员学习行进支护方式,并结合盘区破碎复合层顶板的实际情况,进行锚栓、锚索的联合支护方式等先进的支护技术应用。
通过几巷道的支护采用了新技术,在顶板破碎处再也没有发生离层、下沉和漏顶现象。
采用联合支护大大提高了掘进速度,实现了安全生产,经济效益显著。
1锚栓、锚索的联合支护的原理当煤层巷道掘进时,围岩应力重新公布,出现应力集中区,出现顶板离层下沉,并逐渐破裂,破碎带由浅部逐渐向深部发展,顶板岩层松动,直至冒落。
锚杆的作用在于改善围岩受力状态,抑制裂隙的进一步扩展,阻止顶板无限下沉,加固松动的岩层,从而在顶板松动圈内形成一个具有承载能力的结构体,锚索除具有普通锚杆的挤压作用、组合作用和悬吊作用外,还对顶板进行深部锚固,产生强大的悬吊作用,并沿巷道走向形成对顶板的连续支撑点,产生较大预紧力以减缓顶板下沉。
复合顶板巷道锚网索联合支护研究与应用
北黄 土 高原 ， 为黄 土丘 陵 区 ， 于山西 六 大煤 田中 的 属 宁武 煤 田。煤矿 设计 生 产 能力 为 ３０Ｍｔ ａ前 期 开 ． ／ ， 采上 ５煤 ， 层平 均 厚度 ４５ｒ， 煤 ． 采用 综 采 放顶 煤 开 ｎ
采 。胶带 、 轨道 、 回风 ３条大 巷在 主 、 副斜井 底 部 ， 胶
一
式 中 ６——－ 高 ： 。 ｛ 共 ｍ；
Ａ ——巷道开挖以后的侧压系数 ；
— —
岩层 内摩擦 角 ，。 ； （）
塌 落 角 ，。 ； （） ａ 厂— 平 衡拱 的短 轴 ，Ｉ Ｉ。 Ｔ
软化 模量 ， ａ ＭＰ ；
ｃ ——岩体在残余变形 阶段的黏聚力 ， Ｐ 。 Ｍａ
有 良好 的社 会 经 济 效 益 。 关键词 ： 网索联 合 支护 ； 值模 拟 ； 锚 数 锚杆 间排 距 ； 自然平衡 拱
中图分 类号 ： Ｄ ５ Ｔ ３３ 文献标志码 ： Ｂ
山浪 煤 矿 胶 带 大 巷 前 期 掘 进 段 采 用 的是 Ｕ 型 钢支护 ， 巷道 净 宽 ５ｍ， 高 ４ｍ。采用 Ｕ型 钢 支护 净
为深 灰 色 泥 岩 ， ５ ５ｍ， 位 较稳 定 ， 层 较 为破 厚 ． 层 岩
碎 。下 ５煤顶 板 泥岩 中含 有 ０２～０ ４ｍ 的煤线 ， ． ． 其
顶板 在 结构上 属 于复合 顶 板 。
图 １ 巷 道 围岩 分 区
２ 巷道 前 期观 测
对胶 带大 巷原 有支 护效 果进 行 观测 ，在 掘进 头 处布 设测 站进 行巷 道表 面位 移观 测 ，大巷 巷 道变 形
张新福 ， 一 方新秋 ， 一 王 明１ ， ２徐瑞强 一 邹永沼 ，
（ ．中 国矿 业 大 学 矿 业 工 程 学 院 ，江 苏 徐 州 １
锚梁网索支护技术在复合顶板回采巷道中的应用
张集矿北 区设 计井 型 ３Ｏ ｔａ ． Ｍ／ ，规 划 生产 能 力
厚度
０１ ． ０ ０２ ． ３ 一＿ ＿
岩性柱状
： ： ：
岩 性描述
泥岩 煤
６Ｏ ｔ 。该 区主 采煤 层 为 ８ ，１煤层 ，其 中 ．Ｍ ／ ａ ，６ １４ ８（ １１ Ｗ）面布置在 ８煤层 中，是 张集矿北 区东
一
采区首采面 ， 也是该区首采面。为了实现矿井高
４２ ． ６ 粉 细砂岩
产高效，在 １４８ （ １１ ｗ）工作面两巷应用 了锚梁 网 索支 护技术 。
１ 巷道围岩条件
１１ 工程地 质条 件 ．
１
．
２ ０
＼
＼
／
砂质混岩 炭质 页岩
０１ ．８
／ ／ ／／ ／／／ ／／ ／ ／ ／ ／／／ ／／ ／／／ ／
度 ，加强顶板支护的整体性 ；
（ ）根 据锚 杆 、锚 索 的变形 能力 匹配 需要 ， ３ 合理确定锚杆和锚索的预紧力 ； （ ）对于顶板砂岩水 ，采取超前打钻孔探放 ， ４ 或者调整锚梁网支护参数 ，或者采用架棚等有效方
式支 护 ，并 对 矿压显 现进行 观 测 ，根 据 观测结 果 调
１２ 巷道 支护难 点 与对 策 ．
的形式全部或大部分释放出来 ，矿压显现明显。 根据复合 顶板巷道支护难点提 出如下技术对
策：
（ ）采用锚 梁 网和锚索联合支 护 ，以加强浅 ｉ
部顶板的建梁与加固作用 ，保证锚杆和锚索的锚 固
力在顶板岩层内的连续传播和有效锚 固； （ ）为了防止复合顶板离层 、破碎而造成顶 ２ 板 冒漏，应尽可能提高锚杆 和锚索支护的组合性 ， 同时提高背护作 用 ，以提 高锚 杆和锚索 的外锚 强
锚梁网联合支护技术在复合顶板回采巷道中应用
锚梁网联合支护技术在复合顶板回采巷道中的应用[摘要]浅析煤矿巷道锚杆支护的发展应用情况、复合顶板的破坏机理和特点、复合顶板锚杆支护设计及锚梁网联合支护效果分析。
[关键词]复合顶板巷道锚梁网联合支护效果中图分类号：td353 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）07-0221-011、引言煤矿巷道锚杆支护，从1955年就开始，经过多年的研究、改进与工程实践，现已成为我国煤矿巷道的主要支护形式。
它的主要特点：支护费用少，劳动强度小，实现巷道大断面容易等。
后来锚梁网组合使用，又进一步扩大了锚杆支护的应用范围。
锚杆支护在煤巷的扩大应用，大大促进了煤炭工业的进一步发展。
如今在地压小，断层破碎带少的煤矿，也都基本实现了全锚化。
特别是一些综采回采巷道，多为复合顶板巷道，支护极其困难。
采用传统的工字钢架棚支护，当开采顶部煤层时，由于回采产生的巨大压力，往往会发生严重的支护变形、破坏，以致造成冒顶，需经常维修；同时在工作面前需拆棚、回掘等，其工序复杂而又危险。
组合锚杆支护作为一种主动支护形式，非常有利于工作面端头的支护和安全回采。
2、复合顶板的破坏机理和特点2.1 破坏机理1）结构破坏。
①开挖后的巷道，岩层抗水平应力截面减少，在水平应力作用下煤层沿水平层理面向巷道挤入，使得巷道帮顶受水平应力作用而破坏。
②开挖后，围岩受力状态也由三轴应力变为单轴压应力状态。
由于岩石单轴抗压强度低，致使围岩产生塑性破坏或沿节理弱面破坏。
随着锚固岩体的变形、离层和弯曲，巷道中部的锚杆始终受力，假如锚杆长度、刚性越大，会受力越大。
锚杆受力达到极限强度被破坏，岩层跟随发生破坏。
③围岩中节理构造面的存在，对围岩的承载能力及稳定性影响较大，尤其是节理面与最大主应力方向斜交时，岩体最容易沿节理弱面破坏而失稳。
2）塑性破坏。
①开挖后围岩先由压应力引起的挤压破坏，随着向围岩深处发展，引起岩石裂隙扩张和体积膨胀，造成巷道周边岩层弯曲，弯曲拉应力导致顶板岩层破坏。
复合顶板条件下锚网索联合支护技术的应用
１巷道 围岩 控 制 １ ． １ 锚 杆 的作 用
金 属 网的作 用主要 有 以下 两个 方 面 ： 第一 ， 可 以很 好地 对锚 杆 之 间的非锚 固岩 层 的 变形 加 以控 制 。这是 因为对 于进入 巷道 的岩 石 ， 金 属 网可 以将 其 托住 ， 从 而 使得 锚杆 承 受 着 非 锚 固岩 层 的重 量 。第 二 ， 极 大 地 提 高 了岩 体 的 残 余 强 度 。这 是 因 为 对 于 那 些 松 散 的 岩 石， 金属 网也 能够 很好 地将 其 控 制住 ， 从 而很 好 地避 免 了其 垮 落 ， 虽 然巷 道 的围岩 存 在很 多裂 缝 ， 但 其 内部 仍 然存 在着 三 向应力 ， 这 主要是 由其 碎胀 作用 等所 致 。 ２锚 网联合 支护
２ ． １锚 网联 合 支 护 原 理
为 了保 护巷 道 的稳 定 性 ， 防止 围 岩 发 生 垮 落 或 者 过 大 的变 形 ， 巷 道 掘进 后 一 般 是 要 进 行 支 护 。在 巷 道 施工 中 ， 支护 工作 量 占着 很 大 的 比重 ， 支 护 的工作 进 度 直接 影 响着城 乡 的速 度 。锚 杆 是锚 固在 煤 或 岩体 之 内 并用 于维 护 围岩稳 定 的杆 状 结 构 物 。 由于 锚 杆形 成 承 载基 础 ， 锚杆 支护 不 能阻 止深 层 的岩 体松 动 ， 因此 不 需 要提 高顶 板 支 护 体 的 强 度 ， 只需 要 发 挥 锚 杆 的 延 展 性 和高 强度 的抗 拉 优 势 。 由 于锚 杆 的 锚 固厚 度 较 小 ， 锚 固体 的扩 容 变 形 量较 小 ， 因此 说 利 用 全 长 锚 固 等 强 螺 纹钢 的锚 杆 支 护 ， 就 可 以满 足 复 合 顶 板 底 层 锚 固 体 需 要 的扩容 应 力 和 扩容 变 形 ， 形 成 初 期 支 护 阶段 的 顶 板 挤 压加 固拱平衡 的状态 。 １ ． ２锚 索 的作 用 由于煤 巷 围 岩 的 变 形 较 大 ， 巷 道 一 般 为 矩 形 或 梯 形 平斜 顶 断面 ， 当支 护 不 当 ， 顶板 容 易 产 生 冒落 拱 。 当 冒落拱 高度 大 于锚 杆 锚 固 的 范 围 时 ， 容 易 造 成 冒顶 事 故 。所 以煤 巷使 用锚 索 支护 的 目的是在 锚 杆 支 护不 可 靠时 ， 通 过 锚索 的悬 吊作 用 阻 止 顶 板 冒顶 。因此 说 ， 在 煤巷中， 锚 索 的主 要 作 用 是 悬 吊作 用 ， 而 不 是 加 固作 用 。 由于锚 索 能 形 成 稳 定 的 承 载 体 ， 因 此 可 以利 用 钢 绞线 锚 索预 应 力 对 岩 体 产 生 挤 压 加 固作 用 ， 使锚杆 一 锚索 支 护共 同发 挥 作 用 ， 相 互 促 进 。 因 为 锚 索 有 较 好
复合型顶板锚网索联合支护技术研究与实践
的支 护模 式 ， 板 在原有 左旋 锚杆 支 护 的基 础 上 ， 顶 加打锚 索 （ ）通 过锚杆 锚 索配合 支 护 ， 成锚 杆 梁 ， 形
朝川矿二井戊 煤层赋存及巷道压力呈现 出
锚索的加 固群体 ，这样相邻的锚杆锚索的作用力 相互 叠加 ， 组合 成一 个 “ 承载 层 ”这个 新 的承载 层 ，
道 根部 向外 位移 量增 大 ，巷道 结构逐 渐 失稳 甚 至
和参 数 已经 不 能达 到有 效 的支护 效果 ，往 往 会造 成大 面 积顶 板垮 落 的事 故 。 因此 ，复合 型 ” 板 的 “ 顶 维护 问题 直 接制 约着 矿井 的发 展 ，已经成 为 目前
采矿 工 程 中的热 点研 究 问题 之一 。
以下 明显 的特 点 ： 体 自身支 撑能 力低 ， 道开 挖 煤 巷
［ 摘
０ 引 言
近年来 ， 随着煤 矿 开采 机械化 程 度 的提 高 ， 工 作 面切 眼 、 机头 硐室 及机 风巷 的断 面都要 求 加大 ，
后， 压力 显 现 速度 快 且 幅度 较 大 ， 续 时 间 长 ， 持 四 周 来 压 ， 鼓 明显 ， 底 巷道 开 挖 后其 影 响范 围较 大 ， 巷 道顶 板属 于 软弱破 碎 的复合 顶板 ，给支 护带来 很 大 的难度 ； 煤体 强 度普遍 较低 。巷 道 开挖后 ， 帮
３ ４
张 国川 复合 型 顶板锚 网索联合 支 护技术研 究 与实 践 （ ） 梁 布置 具体参 数 如下 ：
浅谈锚网索支护在大倾角复合顶板回风煤巷的应用
综上所述， 对于这种典型的复合顶板， 采用有效的支护手段 ， 提高顶板的刚
度和 强度 ， 有 效地控 制顶板 及两帮煤 体的早期变 形是解 决该煤 层顶板 回风巷道 支护 问题 的技术 关 键和 唯一有 效途 径 。 ４ ， 顶 板回风 巷 道支护 形 式选择 对 该煤层顶板 回风巷道 围岩活动 规律 的分析 表明 ， 及时 加强巷道直 接顶 板 的整 体稳 定性 ， 防止分 层 层间 离层 是解决 该煤 层顶 板 回风巷 道 支护 问题 的关 键。 回风巷选择 锚 网索联 合支护 形式在技 术经济上 是合理 的根据 回采巷道 支护 原则 ， 确 定在该 煤层 采用 如下 支护 形式 ： （ １ ） 巷 道顶 板采用 端头锚 固 的预应力 金属锚 杆 、 钢带 托盘 、 铁柄 、 金属 网、 锚 索、 ｕ 型钢 粱支 护 。
［ 摘 要］ 针对大倾角复合顶板的煤层条件， 以新兴矿２ ２ 号层复合顶板为例， 探讨 回采巷道围岩的变形与破坏规律。 在此基础上提出了以锚网索支护为主体 的综合 支 护方 案 ， 有 效地 控制 了 回采巷 道 的 围岩 变 形和破 坏 ， 保 证 了正 常生 产和 安全 。 ［ 关键 词］ 复合 顶 板 ， 稳定 性 。 锚 网索 ； 边界 断层 中图分 类号 ： Ｃ ３ ９ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） １ １ － ０ ３ ５ ７ — ０ ２
浅谈锚网索支护在大倾角复合顶板回风煤巷的应用
东 拭茬 科技
４ ７
剧 烈活动及巷道 断面有 急剧 收缩 ， 常 导致该 段巷 道无 法使用而提前报废 ， 被迫 在 回风 巷 内侧 缩进 ２ ０ ｍ补送
金属 网 ： 选用 ８ 号铁丝 编织 的菱形 网， 网孔为 ５ ０ Ｘ
社． ２ ０ １ ０
率高 ， 能够促进 巷道 的安全 生产和 高产高 效。不 足之 处是所需 刮板输送机较 多 ， 设备维护量大 ， 对设备维修
人员提出 了更高的要求 。
［ ３ ］东兆星、 吴士 良 ．《 井巷 工程》 ．徐州 ： 中国矿 业大 学 出版社．
２ Ｏ ０ ４
２ ０ １ ３ 年 第３ 期
煤 专业 ， 大学学历 ， 工程师 ， 现在黑龙 江龙煤矿业 集 团股份 公司鹤 岗
分公 司兴山煤矿从事技术管理工作 。
（ ３ ） 巷道 提前 报废 ， 在 回风巷 内侧 缩进 补送 回风
巷 。由于 回采工作面采 动影 响范 围内 ， 回采巷 道 围岩
３ 结 论
参考文献 ：
［ １ ］山东煤矿安全监察局 ． 《 煤矿安全技术 操作规程 》 ．北京 ： 煤 炭
工 业 出 版社 ． ２ ０ ０ ３
柴里煤矿经过 近 ２年 的应 用 与实践 ， 认 为刮 板输 送 机（ 胶带 输送 机 ） 跟 耙装机 一侧 连续 化运输 可 适用 于复杂地 质条件下巷道掘进 ， 减少劳动力消耗 ， 劳动效
［ ２ ］国家煤矿安全监察 局 ． 《 煤矿安全 规程》 ．北 京 ： 煤炭工 业出版
警 一 Ｖ 一 … — — ７ ７ ７ ＼ ｙ ｌ ｜
・ 。
… … … 一
弋 ７ ７ ， ／ ／ ／ Ｗ Ｙ ／ ／ ／ ￣
０ ｚ
浅谈锚栓锚索联合支护在复合层顶板的应用
，
，
的联合支护方式 ，必要 时加挂菱形金属 网，当 煤层倾角２ ～４ 。 。
，
基本 顶上部为灰 白色细砂 作业人 员和设备 的安全 ，减轻 了工人的劳动强
破碎严重时采用螺纹纲 全锚和预应力锚索的联 岩
，
下部为灰 白色 中砂岩 ，水平层理发 育，一 度。
．
合支护方式等先进 的支护技 术应用。通过几条 般厚度 １６ ｍ。直接 顶上部灰色 细砂岩 ，下部 ６ 巷道的支护采用 了新技 术 ， 顶板破碎处再也 灰 色粉 砂岩 在
护；锚索支护 ； 联合支护 荷 ，加上受采动影 响，易造成锚杆与锚 固顶板 维护 ，效果较好 ，再没 有发生 漏顶事故。在掘 整体垮落。锚栓 、预应 力锚 索联合支护技术 的 进 ｌ ＃ 一 层４ ６ ４ ３ １ 盘区２ ６ ２ １ ２ 巷时顶板破 碎带 大同煤矿集团公司挖金湾煤业公 司到现在 应 用克服了单纯锚杆 或单纯 锚索支护的弊端 较 多 ，属 于典 型的 复合 层破 碎顶 板 ，巷道 宽 已有５年开采历史 ，属于 一个 老矿 ，随着采掘 ｉ Ｏ 通过锚 索在上部稳定岩 层与下部 承载结构体之 度为４ １ ． ｍ，支护方 式为锚栓４ ，间排距 均 排
，
、
力锚索的联合支护方式并加挂金 属网或采用螺
在 掘进 ｌ ＃ 一 层４ ６ 区轨 道巷 时巷 不能 固定破碎的复合层 ，有效地解决 了复合顶 ４ ３ ｌ盘 纹纲全锚和预应力锚索的联合 支护方式能够满 道 宽度为３ ２ ｍ，支护 方式为锚 栓３ ，间排 板 冒落的 问题 。 排 足支护要求 ，大大提高 了掘进速 度，实现了安 距 均为Ｏ ８ ｍ；锚索 ２ ，排距 Ｏ ８ 排 ． ｍ，间距为 ２ 、锚 杆 、金 属网和 锚索联 合支护技术 工
锚网、锚索联合支护技术的应用
锚网、锚索联合支护技术的应用【关键词】锚网、锚索；应用0.引言苍村煤业公司今年5月前，五采区掘进巷道采用木腿棚支护，由于煤层直接顶板为灰色砂质泥岩，厚8.43m；煤层底板以深灰色泥岩为主，厚2.75m左右，掘进工作面常常出现底鼓、顶板破碎、切断下沉及棚腿断裂现象，职工劳动强度大，生产效益低，矿井安全生产管理困难；现掘进的500工作面煤层顶板5m以上为棕黄色砂质泥岩，若采用木棚支护，不能按时完成计划进尺，也会给安全管理带来重重困难，因此我公司根据实际情况，结合顶底板赋存条件，选择了锚网索联合支护，现使用正常，支护效果良好，可推广应用。
地质情况及工作面设计：1.地质情况500工作面煤层赋存稳定，顶板以黑色泥岩为主，局部为砂质泥岩或粉砂岩，厚度12-14m，一般13m左右。
直接顶下有一层伪顶为薄层粉砂岩或砂质泥岩，厚度最大0.2m，随掘随落，为破碎型顶板。
老顶以块状灰白色中细粒石英砂岩为主，称七里镇砂岩，为本井田k2标志层，有时相变为粉、细砂岩互层或粉砂岩，厚0.9-21.87m，一般2-3m，层位较稳定，坚硬，不易垮落。
底板为灰黑色泥岩及砂质泥岩为主的根土岩，该层遇水易膨胀，松软。
水文地质划分为以裂隙为主，属简单型。
2.500掘进工作面设计500工作面沿煤层倾斜布置，南至f3正断层，北为1400采空区，东到煤层风氧化带，其中原苍斜二号井之1401工作面在风氧带附近回采116m，西临原苍村二号斜井1402、1403工作面采空区和平峒1303、1305工作面采空区。
500运输顺槽长650m，回风顺槽长630m，联络巷为40m。
3.工作面支护设计3.1确定巷道支护形式根据地质资料分析，煤层直接顶为中等稳定顶板，适合锚网支护。
为了将锚杆加固的组合梁悬吊于坚硬岩层或压力平衡拱内，需用锚索做辅助支护。
开拓巷道再采用喷浆封闭围岩，厚度不小于30mm。
根据六采区巷道的支护经验，巷道选用矩形断面，锚网、锚索联合支护。
锚网索梁喷联合支护在复合顶板大跨度切眼中的应用
第 ５期
许迎现
锚 网索梁 喷联 合支护在复合顶板 大跨 度切眼 中的应用
８ ３
树脂 药 卷 ， 托梁 采用 ． 型 梁 或 １ 字 钢制 作 、 钢 ７ Ｉ １工 长 ０ｍ 在巷 道 中心 线 两侧 基 本 左 右 对 称 支 护 ， ０ ｍ 网采 用 ８０ｍ × ０ ｍ 镀锌 菱 形铁 丝 网 。 ０ ｍ ３６０ｍ 帮部 支护 ： 考虑 综 掘机及 采 煤机 割煤 ， 老空侧 锚 杆采 用 Ｄ Ｍ１ ２０ 、 墙 侧 采用 ６× ０ Ｑ ８× ０ ０ 煤 ２０ ０ｍｍ 的玻 璃钢锚 杆 ， 排距 ×间 距 ８０ｍ ×８０ｍ 帮 带 ０ ｍ ０ ｍ；
厚度 为 ２ ６ Ｉ ， 这 种 情 况 下 ， 合 各 方 面综 合 ．５Ｉ厚 在 Ｙ 结
考虑 ， 决定 还 沿 “ 尺渣 ” 五 顶板 施工 切 眼。
１ ２ 切 眼支 护设计 ．
１ 地 质 概 况 与切 眼 支 护 设计
１ １ 概 况 ．
切 眼支架 采用 Ｚ ４ ０ Ｙ ２ ０—１／ ８综 采 支 架 ， 支 ８３ 该 架运 输 最 大 尺 寸 为 ５ ８ ０ ｍｍ Ｘ１５ ０ ｍ ×１８ ０ ０ ０ ｍ ０
采用 淮北局 生 产 的 ． 钢带 ， Ⅱ型 网老空 侧采 用 ８ ０ｍｍ ０
临 时支护 ： 论 切 眼采用 炮掘 还是 综 掘机 掘进 ， 无 打 锚 杆 前 必 须 进 行 临 时 支 护 ， 时 支 护 采 用 临
四采 区现 为 澄合 二 矿 的 主采 区 ， 布 置 ９个 综 共 采工 作 面 ，４ ０ ２ ５６为 四采 区第 二 个 工作 面 ， 层 直 ５煤 接顶 （ 俗称 五尺 渣 ） 为深 灰 色 至 黑 色砂 质 泥岩 、 部 局 相变 为 粉砂 岩 ， 度 ０～１８１， 厚 ． Ｉ一般 ０ ７ｍ 左右 ， Ｔ ． 其 上 为厚 度 ０ ８ｍ左 右 的 ５ ． 煤 ， 顶 Ｋ 老 为粉砂 岩 、 细
复合顶板巷道锚网梁索联合支护取代架棚支护技术的应用
复合顶板巷道锚网梁索联合支护取代架棚支护技术的应用摘要:采用锚网梁索联合支护,由被动支护变为主动支护。
采用锚网梁索联合支护,巷道空间大,顶板来压时,不再造成该巷道严重变形,不再进行扩修、浪费人力、物力,影响工作面安装和推采,关建一次性支护效果好,变形小,行人运输安全。
关键词:复合顶板巷道锚网梁索联合支护取代架棚支护技术应用1 原架棚支护1.1永久支护341采区煤层顶板属于复合顶板(煤层厚1.2m,煤层顶板是0.95～2.35m的砂质页岩或细砂岩,再往上是0.1～0.4m的煤线)。
根据该巷道围岩性质、用途及断面形状,以往顺槽按中线施工永久支护采用梯形棚支护方式,棚料采用11#工字钢加工制作,规格为棚头净里口2.0m,棚腿长2.4m,串帮背顶采用砼背板,其规格为长×宽×厚=1200×120×50mm,正常情况下棚距中─中为1.0m,串帮为每帮使用4条木背板,自棚梁以下200mm开始花串,背顶为棚梁之上均匀顺巷布置6条木背板,并且两端背板必须压肩,顶部超高部分用砼背板打”#”垛足顶,顺巷背板要对正重叠,横巷背板要对正棚头,两邦棚腿趄力一致,并支到实底上,无实底或在煤层中必须垫好砼垫块,棚头与棚腿接口要严密,无偏口错牙现象,上、下山棚子必须迎山有力,严禁前倾后仰。
1.2临时支护顶板正常情况下,正规棚子到迎头最大距离1.3m,最小距离0.3m,并在此范围内使好临时支护,严禁空顶作业。
临时支护采用3条11#工字钢抽筋对焊而成的前探挑杆,每条长度3.5m,挑杆要时时串到迎头跟。
采用专用足顶木料足顶并用木楔加牢。
现场需备齐木楔子30个,足顶板20条。
2锚网梁索联合支护2.1永久支护采用锚、网、梁、索联合支护作为巷道的永久支护。
巷道顶部采用锚杆、W 钢带、锚索进行支护,锚杆为Φ18mm、L2500mm金属螺纹锚杆,MSCK28/50型树脂药卷作锚固剂。
锚杆自巷中向两帮矩形布置,间排距900×900mm,每排布置3棵锚杆;上帮锚杆眼与巷道顶板夹角65°,中间锚杆眼应垂直于巷道顶板,下帮锚杆眼与巷道顶板夹角75°。
复合顶板条件下锚网带索联合支护的设计与应用
１ 支护类 型的选择
支 护 类 型 的选 择 ， 根 据 围岩 的种 类 、 应 节理 裂 隙 发 育情 况 、 巷道 的断 面 形状 与 尺 寸 ， 道 的 用途 及 服 巷 务 年 限等 确定 。 东荣三矿 东九采 区综 采工作 面开 切眼长度 １６ｍ， ７
／ｎ锚杆 支 护 。顶 板岩 石 坚 固性 系数 ｆ：２ ４ 为 砂 ｎ ｌ ， 岩 、 岩互层 ， 大块 状或碎块状 ， 页 呈 有大 面 积 冒落 或
发 生 切顶 破 坏 的 可 ５ ．。大 断面 、 合 顶 板 且 易 受 地 质 构 造 影 响 ， 该 复 是
锚索 采 用单 根 高 强度 、 松驰 牵 ５ ２ｍ 的钢 绞 低 １ ｍ 线 作 杆体 ， 由锚 固段 、 自由段 和 张 拉 端 组 成 （ １ ， 图 ）
采 用 树脂 锚 固剂 实 现 端 头锚 固 ， 合 大 托 盘 和特 制 配 索 具 ， 工较 为 方便 。 施
７ ６ ５ ４ ２ ３ １
经 济效 益 。
关键词 ： 锚杆 ；锚索 ；钢带 ；金属 网 ；开切 眼 ；支护 中 图分 类号 ：＇３３ ＇９５ Ｉ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０８—８２ （０２ ０ —０ ７ —０ １０ ７５ ２ｏ ）６ ０ ７ ３
复合顶板煤巷锚网支护技术研究与应用
复合顶板煤巷锚网支护技术研究与应用摘要：锚网支护近年来已推广应用于煤矿采掘巷道。
而复合顶板地质条件下的煤巷锚网支护已成为锚网支护技术的一项重点与难点研究项目。
本文结合运输大巷掘进面大断面、复合顶板锚杆支护技术进行了研究，在一年多时间内，通过实施应用，成功地掌握了锚网支护在大断面、高地应力、复合顶板地质条件下的使用。
关键词：煤巷顶板锚网支护控顶技术是确保煤矿生产安全高效生产管理的基础，锚网索支护是目前煤企控顶的主要方法。
由于煤田地质条件的复杂性，在不同的井田开拓与地质条件下，矿山压力规律都会呈现不同的特点，矿山压力的不同，控顶技术也应结合实际及时进行调整。
本文通过大断面、高应力复合顶板的锚网（索）支护理论与实践的结合应用，解决了锚网支护中锚杆、锚网、锚索在井下实际控顶中选取各类技术参数的难题，总结出大断面、复合顶板锚网支护的技术方案，为煤企各类采掘巷道使用锚网支护控顶，保证煤矿安全与高效生产寻求到技术可行、经济合理、安全可靠的较佳支护方法，取得了较好的的经济效益与安全效益。
1、研究背景锚网（索）支护是以锚杆为主要构件并辅以金属网、锚索、喷射混凝土等其它支护构件进行控顶的锚杆支护体系。
望云煤矿分公司运输大巷掘进面是沿煤层顶板掘进，满足矿井303盘区回采时的进风、运输及管线敷设需要。
巷道断面为直墙半圆拱形，巷道净宽 4.2m，毛宽4.4m；直墙净高1.5m，净断面13.22m2，毛断面为14.64m2。
当运输大巷掘进至656m时，原来的锚网支护连续出现顶板变形、掉包现象，作业人员根据顶板的异常情况，将锚杆排距由1000mm缩小为600mm，已托住的顶板在施工后也出现受压变形、破碎形成网包现象。
再次停工后，技术人员对该处顶板岩层进行研究，发现顶板由下至上为1.2米厚泥岩、0.4米厚煤层、1.12米厚泥岩、7.85的砂岩，是典型的复合顶板。
为此，复合顶板煤巷的锚网（索）支护就成为一个新的研究课题。
2、影响巷道锚网（索）支护的主要不利因素2.1 复合顶板由于本工作面顶板至下向上依次为1.2米厚泥岩、0.4米薄煤层、1.12米厚泥岩、7.85的砂岩。
浅析锚索在复合顶板支护中的作用
浅析锚索在复合顶板支护中的作用[摘要]通过研究锚杆作用原理和顶板破坏机理，提出锚杆加锚索联合支护理论，以解决复合顶板的支护难题。
并通过实际应用说明了联合支护的优越性。
认为复合顶板的锚杆、锚索联合支护基本上解决了复合顶板的强度低、变形量大、稳定性差等支护难题。
[关键词]复合顶板锚杆支护联合支护在煤矿生产中，锚杆支护被广泛应用，其优越性非常突出，但在煤层埋深较大的矿井生产过程中，对于低强度复合顶板的锚杆支护一直是施工的难题。
随着时间的推移，锚杆支护的巷道顶板，先是局部失稳，最后大面积失稳，巷道要进行二次支护，而且在回采过程中要多次修护，给矿井造成大量人力、物力、财力的损失。
因此，解决复合顶板的锚杆支护问题势在必行。
1巷道顶板破坏的一般过程巷道顶板受压→顶板岩层局部弯屈变形→节理弱面发生破坏→顶板弯曲离层→巷道顶板变形破坏。
2顶板破坏的机理一般认为，巷道顶板是由于施工后失去支承而出现弯曲下沉。
在顶板中产生弯曲拉应力。
由于岩石抗拉强度很低，所以造成顶板拉伸破坏。
但实际上。
围岩先是受压而发生形变，锚固平衡拱内岩石由弹性体转变为破坏松动体，使锚杆丧失加强锚固平衡拱的作用，导致围岩破坏。
随着锚固岩体的变形、离层和弯曲.巷道顶部锚杆始终受力。
锚杆的长度、刚性越大，受力越大。
锚杆受力达到强度极限而破坏，从而导致巷道顶板破坏。
3采取的对策建新煤矿采用锚杆支护的方式已有很长的时间，也曾多次修正支护参数.但只是从锚杆作用的角度来不断提高杆体强度。
实践证明，这无法阻止巷道顶板的破坏。
锚杆支护的设计不应单纯从提高支护体强度的角度来考虑，而应从对破坏岩石（煤壁）的加固、阻止围岩继续松动和提高松动体自稳性的角度来考虑，既要突出锚杆支护的优越性，又能使复合顶板的支护效果得以保证，从而达到巷道顶板支护的效果。
3.1初期锚杆支护既然锚杆支护无法阻止深层岩体的松动，也就无需特别提高顶板支护体强度，只需把锚杆的延展性、高抗拉强度、抗剪强度的优越性发挥出来。
浅谈锚网支护在顶板管理中的应用
浅谈锚网支护在顶板管理中的应用【摘要】锚网支护是一种有效的矿井巷道支护方式，由于对围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，加之具有支护成本低、成巷速度快、劳动强度减轻、提高巷道断面利用率、简化回采面的端头维护工艺，明显改善作业环境和安全生产条件等，锚网支护已成为矿井巷道的主要支护形式，代表了煤矿巷道支护技术的主要发展方向。
【关键词】顶板；管理；措施1.锚杆支护作用原理锚杆支护是一种安设在巷道围岩体内的杆状锚栓体系。
采用锚杆支护的巷道，就是在巷道掘进时向围岩中钻锚杆眼，然后将锚杆采用机械或化学药剂的方式安装在锚杆孔内，对巷道围岩进行加固，以维护巷道的稳定性。
1.1加固拱作用对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。
1.2组合梁作用可将平顶巷道层状顶板看作是由巷道两帮为支点的叠合梁，在荷载作用下，各层板梁都单独弯曲，每层板梁的上下缘分别处于受压和受拉状态。
但是用锚杆将各组合板梁压紧之后，在荷载作用下，就如同一块板梁的弯曲一样，提高了板梁的抗弯强度，可以提高顶板岩层的承载能力。
1.3悬吊作用悬吊作用是指将要冒落的围岩或者软弱岩层，用锚杆悬吊于上部的坚硬岩体上，由锚杆来承载围岩或者弱岩的重量。
1.4减小跨度作用在巷道内安设锚杆，能够减少压力拱的高度和跨度。
如在巷道跨中打一根锚杆，相当于在该处打一根支柱，使原来的拱分为两个小拱，小拱的跨度为原拱的一半。
如果打三根锚杆，就相当于将原来的拱分成四个小拱，压力拱的跨度为原拱的四分之一，同时压力拱的高度也明显降低。
1.5围岩补强加固作用巷道深处围岩内的岩石处于三向受力状态，而靠近巷道周边的岩石则处于二向受力状态，后者的强度远远小于前者，因此容易受破坏而丧失稳定性。
在巷道内安设锚杆后，有些围岩又部分地恢复为三向受力状态，增强了自身的强度。
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浅谈复合顶板锚网索耦合支护的应用
发表时间：2009-05-25T13:50:50.483Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年3月下旬供稿作者：徐飞
[导读] 对相同条件下的井巷施工具有指导意义，具有很好的推广价值。
摘要:锚网索耦合支护解决了架棚支护的被动支护带来的巷道变形量大、难以维护和锚索辅助支护所带来的顶板安全隐患问题，有效地解决了典型复合顶板条件下的井巷支护难题，对相同条件下的井巷施工具有指导意义，具有很好的推广价值。
关键词:复合顶板锚网索耦合支护应用
0 引言
某矿待掘C6顺槽布置于C6煤层中，施工段标高-678m，走向长约290m，C6煤层为复杂结构的中厚煤层，厚2.4~3.5m，平均厚3.0m，含多层夹矸；煤层倾角28o~37o，平均33o，硬度中等偏软，煤层伪顶为0~0.8m的炭质泥岩；直接顶为一层厚1.4~2.2m的泥质粉砂岩，上夹约0.3m的煤线，再向上依次为0.9~1.1m的C6顶煤，一层1.0~1.7m的夹矸，夹矸上含0.2~0.6m厚的煤线；老顶为1.5~2.8m厚的灰色中厚层状泥质细粒砂岩；直接底为1.0~1.8m的深灰色薄层状含炭砂质泥岩；老底为2.7~3.8m厚的灰色细粒砂岩与粉砂岩互层。
1 原始支护概况及失败的原因
1.1 原始支护概况 C6煤层属典型的复合顶板，回采煤层上方存在3层小煤、3层夹矸，而且夹矸及煤线不稳定。
从以前施工的经验看地压很大，顶板随掘随冒。
为减少返修量，保证生产的需要，采用大断面强支护设计方案，即采用架设4.4m宽，29kg/m规格的U型棚进行支护，每米2架。
但在施工过程中矿压显现非常明显，前掘后卧，施工到50m，开口20m时U型棚已收缩1.2m以上，加上底鼓，断面不足
4m2，严重影响了通风运料等，故停止掘进，进行返修。
1.2 支护失败的原因 U型棚支护失败的原因归结起来有以下几点:①C6顺槽所处块段位于2个断层之间，深度达到-678m标高，地应力较大；②C6顶板为3层煤线、3层含砂泥岩的典型复合顶板，强度低、稳定性差，加上放炮落煤以至顶板破坏性较大，顶板自稳性太差，随掘随冒；③施工中因直接顶垮落，全部空顶，扩大了顶部及帮部煤岩体的破碎区范围，使得松动范围进一步扩大，围岩的破坏强度超出了U型棚的支护强度；④大跨度U型棚架设难度大，帮顶难以背实。
2 锚网索耦合支护
为了有效地控制顶板，充分利用顶板的自稳达到支护目的，根据成功经验，决定采用锚网索耦合支护技术解决C6煤层支护难的问题。
锚网索耦合支护就是针对软岩巷道围岩由于塑性大而产生的变形不协调部位，通过锚网—围岩、锚索—关键部位支护的耦合而使其变形协调，从而限制围岩产生有害的损伤，实现支护一体化，荷载均匀化，达到巷道稳定的目的，具体包括强度耦合、刚度耦合、结构耦合等3个方面。
由于软岩巷道本身具有巨大的变形能，故不能一味地采取强支护，而要充分利用软岩的承载能力，充分释放其围岩变形能实现强度耦合；实现强度耦合后，加强支护体的刚度将巷道围岩控制在其允许变形范围内，阻止进一步破坏，实现支护一体化、荷载均匀化，从而达到刚度耦合的目的；然后对支护效果进行监测、观察，发现围岩结构易破坏的关键部位，对此加强耦合支护，实现结构耦合从而达到整体支护效果。
锚网索耦合支护设计
2.1设计原则针对C6顶板的复杂性，采用耦合支护理论为依据，首先采用等强预拉力加长锚固锚杆配合抗弯性好刚度大的M型钢带及金属网对顶板及帮部进行锚网支护，控制帮顶变形，以达到释放能量又能阻止有害变形为目的；然后适时地打锚索，使锚网层与深部煤岩体关联，将应力向深部转移，得到刚度耦合的目的；最后从锚固的效果，进行观察分析，如帮位移量大或控制效果差，再采用加锚索或桁架等对关键部位加固。
总而言之，就是“及时锚网、适时锚索、关键加固”，按照此原则进行具体设计。
2.2 支护方案为保证巷道在最终变形后能满足通风、行人等安全生产需要，并考虑地压的影响，预留巷道断面以满足变形的要求，并根据岩层倾角，设计断面为直墙斜梯形:净宽×中高=
3.8m×2.8m，见图1。
1—M22锚杆；2—M20锚杆；3—锚索；4—M5型钢；
5，6—П2型轻型钢带。
图1 巷道支护示意图
2.2.1 巷道顶板采用6根螺纹钢等强预拉力锚杆加4.2m长M5钢带、菱形金属网联合支护，锚杆规格为M22×2600mm(最下面一根锚杆同低帮:M20×2000mm)。
采用加长锚固方式，每根锚杆采用2节Z2355型中速树脂药卷加长锚固；锚杆间距800mm，排距850mm。
顶板最下面一根长锚杆施工时因巷高受限安装时要局部挖底。
锚杆预紧力30kN，锚固力不低于120kN。
2.2.2 巷道高帮采用5根螺纹钢等强预拉力锚杆加П型轻型钢带(1.8m长，靠高帮上部)、菱形金属网联合支护，锚杆规格为:上面3根
M22×2600mm，锚杆间距为800mm；下面2根M20×2000mm。
每根锚杆采用2节Z2355型中速树脂药卷加长锚固；下面2根锚杆间距为1000mm；排距均为850mm。
锚杆预紧力20kN，锚固力不低于80kN。
2.2.3 巷道低帮采用3根螺纹钢等强预拉力锚杆加П2型轻型钢带(长1.5m)、菱形金属网联合支护，锚杆规格为M20×2000mm。
每根锚杆采用2节Z2355型中速树脂药卷加长锚固；锚杆间距为650mm；排距为850mm。
锚杆预紧力20kN，锚固力不低于80kN。
2.2.4 每2排锚杆布置2套高预应力钢绞线锚索，钢绞线规格为Φ15.24mm×6.3m，位置在顶板中间，间距2.0m(平距)，距两帮均为0.9m(平距)，角度为竖直方向偏下15°左右；每孔采用1节K2355快速树脂药卷和3节Z2355中速树脂药卷加长锚固，以保证锚固效果；排距为1700mm。
锚索预紧力60~70kN。
2.2.5 高帮上面3根锚杆及低帮3根锚杆尽量顺煤层倾向(30°)安设，其它锚杆按支护图示安设，以有效控制围岩。
2.2.6 帮顶破碎处，施工3~4根右旋全螺纹预拉力锚杆加强，锚杆长度为1800mm，直径为Φ18mm，采用全长锚固方式，每根锚杆采用2节Z2355型中速树脂药卷锚固。
2.2.7 打锚杆眼前，首先敲帮问顶将活动矸石处理掉并打点柱，在确保安全的条件下，方可作业。
3 效果比较
①原支护每米2架4.4m，29kg/m的U型棚成本约为2800元，采用锚索网支护每米锚杆15根，锚索1根，菱形网3块，成本约1100元，每米节约1700元；②U型棚运输、施工复杂，工人的劳动强度大；③U型棚支护受压变型快，返修造成工时及经济上的双重浪费；④U型棚施工造成顶板随掘随冒，棚棚装顶，费工费时，加上巷道变形量大，通风、行人、出货、运料难，施工环境差，安全上隐患多，进尺受限制；⑤
单进由原来的U棚支护月进90m提高到150m，提高50%；⑥回采时锚网支护不存在回收问题，工作面上下出口便于管理，且通风、行人、出货、运料顺畅，大大减少了安全隐患，方便了生产。
4 结语
通过上述介绍采用锚网索耦合支护方法解决C6煤层复合顶板锚网支护的难题，该支护方法有效地解决了典型复合顶板条件下的井巷支护，对相同条件的井巷施工具有指导意义。