锚网梁索技术在回采巷道支护中的应用
锚梁网支护在煤矿修护巷道中的应用

0 引 言
皖北煤 电集 团公 司孟庄 煤矿 , 于 闸河煤 田 . 位
开拓 方 式 为斜 井 多水 平 开拓 ,年 产 3 O万 t1 7 ,9 0 年建 井 ,9 5年开 始投 产 。 井正 逐年 衰 老 , 17 矿 该矿
一
开 拓巷 道及 准备 巷 道一般 布 置在铝 土 层上覆 岩 层 中 。地 质 条 件 复杂 , 层多 , 断 构造 应 力 集 中 , 压 地
2 锚 梁 网在 修 护 巷 道 中 的 应 用
从 20 0 4年 以后 . 在煤 巷大力 推 广使 用锚 梁 网 支护 , 替金属 棚 支护 。通 过不 断 的实 践 . 梁 网 代 锚 支护 又在 巷道 修护 中被 广泛 采 用 ,取得 了 良好 的
工、 费时 、 费材 料 等诸 多缺 点 , 综合 经济 效益 显著 [ 关键 词 ] 锚 网梁 支护 ; 围岩 受力 ; 护 ; 修 支护 效果 ; 济效 益 经 [ 中图分类 号 ] T 5 [ 献标 识码 ] B [ D3 3 文 文章 编号 ] 1 7 - 4 (())5O 2 —2 6 29 3 2) 0 一0 80 9 ( 6
二是 由于架 金属 棚为 被动 支护 .不 能有效 地抵 抗 地压 , 维持一 段 时问后 , 面不 断缩小 . 架失 修 . 断 支
( )支 护强 度低 ,岩 石巷 道大 都采 用锚 喷支 2
护,锚 杆 规格 为 ‘l mx 0 的金属 锚 杆 , P4m l6 0mm
采用 倒 楔端 头锚 固, 期 使用 水 泥 膨胀 药卷 锚 固 , 后 使用 风 锤 打眼 , 由于没 有推 行 小 直径 钻 头, 杆钻 锚 孔 的直 径在 4 m 左右 , 体 与孔 壁 的间 隙过 大 5m 杆 以致锚 杆 的锚 固力 很 低, 过锚 杆 拉力仪 检测 , 通 锚 杆 的拉 力在 3t 左右 , 锚喷 支护 质量 不 高 。 ( ) 区 内大都 布 置 三条 下 山 , 3采 即轨 道 下 在 修护 巷道 时采 用 了锚 梁 网支护技 术 。根 据 修 护巷道 的损 坏 特点 . 确定 合 理 的 支护 参 数 , 心组 织施 工 , 精 经过 现 场 观 测 表 明 , 梁 网支护 技 术 能 明 显 改善 巷 锚
“锚网-锚索梁”联合支护技术应用

2 0・
科技 论坛
“ 网一 索梁” 锚 锚 联合支护技术应用
黄新 兵
( 羊场湾煤矿 生产技 术科 , 宁夏 灵武 700 ) 540
摘 要:0 0年以来 , 20 锚杆支护技术在羊场湾煤矿采 区煤巷 围岩控制 中的应用越 来越广泛。 尤其“ 网 一锚 索梁” 锚 联合 支护技 术 , 这种 技术更是飞速发展 。本文介绍了“ 网一锚 索梁” 锚 联合 支护的优越性 , 并提 出了关于锚杆组件的回收复用 问题。 关 键 词 : 区煤巷 ;锚 网 一锚 索 梁” 支护 采 “ ; 1. m, 31 平均厚度 1 . m, 为黑 色块 状 , 暗型 , 6 19 煤 2 半 为简单结构 的稳 “ 网一 锚 锚索梁”联合支护技术 即 “ 锚杆+ 钢筋 网+ 锚索+ 槽钢托 定煤层 , 普氏系数 f1 2 容重 p 1 1 m ; -~ , = . f 老顶为 细砂 岩 , 3 平均 厚度 梁” 支护形式 , 煤巷顶板在锚杆支护 的基础上再使用 锚索配合托梁 为 64 m, 氏系数 f4 5 直接顶 为粉砂岩 , .8 普 =~ ; 平均厚 度为 1 6 f . m, 2 _ 对煤巷顶板进行加强支护。 随着锚杆支护技术在羊场湾煤矿采区煤 4 5 伪顶 为炭质泥岩 , ~; 平均厚度为 0 m, 2 3 层理发育 , . f ~, 4 = 较破碎 , 巷 围岩控制中的应用越来越广泛 , 锚杆支护的优越 性 目前已得 到普 易 冒落。具体 2煤层具体参数见表 1表 2 * 、 。 遍认 同, 其理论及实践也 日益完善。 煤巷应用“ 网一 锚 锚索梁 ” 联合 支 表 2 煤 层 顶 底板 情 况 表 护技术来改善 围岩的“ 围” 支一 关系 , 给我矿近年来经济效益 的提 高 顶底板名称 岩石类别 硬度 厚度 ( ) m 岩性特征 和高产 、 高效矿井安全生产环境 的改善工作带来了越来 越显 著的业 绩。 1“ 锚网 一锚索梁” 联合支护的作用 “ 网一 索梁” 锚 锚 联合 支护与传统的锚杆支护作用类似 , 可发挥 其加固拱作用 和悬 吊作用 , 使复合顶板 内的各煤岩体与锚杆 和锚 索 紧 固成一个所谓 的“ 组合梁 ”从 而提高顶板岩层 的抗弯强 度 , , 减少 各岩层层 面滑移 、 离层 和冒落的机率 , 从而保证巷道 的稳定性。 代替 了木支护 , 又适应了国家天然林保护工程实施 以来所导致的木材无 法采购的外部环境 , 并响应 了国家所提出的节能减排的号召。 2 煤 巷 支 护 回 顾 20 年 以前羊场湾煤矿采 区煤巷大多数采用 的都是木支 护或 0 4 32强度计算 。 . 工字钢梁架棚支护 ,0 4年 以后工作面运输顺槽 、 20 回风顺槽煤帮都 采用计算法校验支护参数 。 采用 了水泥锚 固剂 、 竹锚杆 , 但支护效果不很好 而木 支护巷道每半 321 . 锚杆长度验算 。 . 年都要重新支 护一 次 , 的投入增 大 , 使 随着矿井 机械化水平 日趋 提 顶部锚杆起悬 吊作用 , 帮部锚杆起加固帮体作用 。 因此 , 锚杆长 高, 为此我矿决定改进 支护方式 , 实现 了巷道机械化快速掘进工作 。 度 应 满 足 : 21由于全矿 区地质条件简单 、 . 煤层 赋存条件好 , 区 回采 巷 采 L≥ L+ 2L lL+ 3 道全部布置在煤层 中, 围岩完整性较好 , 层理不发育 , 煤体忍性强度 式 中: 较高 ,锚 杆 支护 常 以悬 吊树脂 锚 杆端锚 为 主 ,杆体 用 dlmm、 P8 I — 锚 杆 总 长 m; - q2 m 圆钢加工而成 ;顶板配以 6 m b0 m . m钢筋电焊制 的网孔规 格 5 L——锚杆 外 露 ( 属 网厚 度 + 板 厚度 + 母厚 度 + . — 金 托 螺 01 5 为 10 x 5 m 5 mm l0 m网片、4 1#槽钢托梁 , lm q 8 m圆钢焊制钢带。 b 00 m)m; . 5 , 2 . 护形 式由单一 的锚 网支护升级为 “ 2支 锚网一 锚索梁” 联合 支 I _ 有效长度 ( .一 『 顶锚杆取免压拱高 b 帮锚杆取煤壁破碎深度 , 护形式。在单一 的锚 网支护实践过程中发现 , 沿巷道纵 向顶板有裂 c)m; , I —— 锚人岩层 内深度( 顶锚杆取 08 帮锚杆取 06 , . m, . m)m。 缝时梁的连续性 问题和梁的抗弯强度问题受 到了严 峻的技术考验 , 同时 随着锚杆 支护巷道开巷后 , 巷道风化严重 , 导致顶板锚 网吊报 普 氏免压拱 高 : 想象 时有存在 , 给正 常的安全生产技术管理工作埋下 了隐患 , 对 针 b [/+ tn4 。‘ ̄2 ] =B2 H a( 5一o /)f / 此类问题 , 决定采用“ 网一 锚 锚索梁” 联合支护形式 。 式 中: 3 “ 网 一锚 索 梁 ” 合 支 护 依据 及 强 度 计 算 锚 联 B、 ——巷道掘进跨度和高度 ; H 表 1煤层特征情况表 f — —顶板岩石普 氏系数 , f = ; 取 顶 4 6 0 ——两帮围岩内摩擦角 ,) ‘ 1 取 6 . 。 34 ; 3 指 标 参 数
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
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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。
浅析综采工作面回撤通道中锚网支护的运用分析

浅析综采工作面回撤通道中锚网支护的运用分析作者:秦凯来源:《中国新技术新产品》2016年第18期摘要:煤矿行业是一种高危性行业,在生产过程中存在着大量的安全隐患,因此对于煤炭企业而言,必须时刻关注煤矿的安全生产问题,将其放在最为核心的位置。
在煤矿开采过程中,综采工作面回撤通道的支护问题,不仅是当前技术条件下影响煤矿生产安全的重要因素,同时也在一定程度上影响着工作面设备的回撤速度以及煤矿开采巷道的掘进速度。
本文以神东煤炭集团下的煤矿为例,对锚网支护在综采工作面回撤通道中的运营进行了分析和探讨,希望能够为煤矿的安全生产提供一些参考。
关键词:综采工作面;回撤通道;锚网支护技术;运用中图分类号:TD353 文献标识码:A在工业化进程不断加快的带动下,我国的生产力水平有了很大的提高,对于煤炭资源的需求量也在持续增长,促进了煤炭产业的发展。
而对于煤矿开采而言,提升综采工作面的回撤速度,是保证产量及生产安全的关键所在,如何构筑稳定的回撤通道支护系统,是需要相关技术人员深入研究的课题。
通常来讲,综采工作面回撤通道会受到煤矿开采振动的影响,需要承载较大的支撑压力,在一定程度上增大了回撤通道的支护难度,锚网索联合支护作为一种比较有效的支护方案,有着非常显著的优势,也是当前综采工作面回撤通道支护中比较常用的一种支护形式。
1.具体案例布尔台煤矿是神东煤炭集团主力生产特大型矿井之一,占地面积193km2,矿井地质资源储量达到33.03亿t,设计可采储量20.16亿t。
该煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内,年生产能力在2000万t左右,井田内地质结构相对简单。
煤矿采用主斜井副平硐综合开拓,综合机械化采煤工艺,是一座集生产、洗选、储装、外运于一体的特大型高产高效现代化矿井。
在煤矿生产中,综采工作面回撤是一个非常关键的环节,一方面,回撤的速度关系着矿井的产量,另一方面,回撤通道的支护设计影响着煤矿的生产安全,因此,煤矿技术人员应该重视对于综采工作面回撤通道支护方案的设计,确保支护系统的可靠性和稳定性。
锚网梁索技术在回采巷道支护中的应用教材

摘要本文根据扎赉诺尔铁北矿新二采区左一片回采工作面为实据,以及煤层破坏机理和巷道维护特点分析,考虑到由于受到地质原因,巷道顶板跨度较大,地压较大,控制难度大。
通过采用锚网梁索支护方式,有效的控制了巷道早期在掘进期间的变形,保证了巷道在支护方面的可靠性。
关键词:锚网梁索在回踩巷道中的应用目录摘要 (1)一、前言 (3)二、锚网梁索联合支护作用分析 (4)三、巷道顶板破坏机理 (5)四、工程概况 (6)五、巷道支护设计 (8)六、施工工艺流程及支护要求 (11)七、矿压检测及结果分析 (12)八、效益估算 (13)九、结论 (14)参考文献 (15)一、前言近年来,锚杆支护技术在我国日益迅速发展,在各矿区都得到了普遍的推广和应用,也取得了一定效果,已成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。
但由于目前国内综掘装备制造技术水平的提高,许多矿井都在不断的增加采煤的厚度,这就要求回采巷道断面和服务年限不断增长。
单纯的锚杆支护方式已不能满足回踩巷道的要求。
此外,在大断面、煤层巷道、顶板破碎、巷道交叉点等处,使用单一的锚杆支护也不能取得较好的支护效果,这就需要采取“锚杆、金属网、锚索”等联合支护技术。
由于锚杆、金属网、锚索、钢筋梁等构件的组合,使被锚固的巷道顶板岩层形成关键“承载环”与“承载梁”结构,从而提高了围岩的整体性,其强度也明显增加,提高了围岩的稳定性。
铁北煤矿通过改进传统的施工工艺,优化巷道施工各环节、合理工时利用、实现多工序交叉平行作业、完善设备配套,使回采巷道单进水平不断提高,也有效地控制了巷道围岩的早期离层和回采动压的剧烈影响。
减缓了巷道的围岩变形,保障了巷道支护的可靠性,达到安全高效快速掘进的目的。
二、锚网梁索联合支护作用分析(一)锚网梁索联合支护作用煤巷围岩的变形较大,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防止因锚杆支护不可靠时,通过锚索的悬吊作用阻止顶板冒顶。
回采巷道锚网索支护设计决策系统的应用与研究

编号:AQ-JS-00778( 安全技术)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑回采巷道锚网索支护设计决策系统的应用与研究Application and Research on design decision system of bolt mesh cable support in miningroadway回采巷道锚网索支护设计决策系统的应用与研究使用备注:技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解,进而形成更加科学的技术安全观,并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施,最终达到提高安全性的目的。
1、前言锚杆支护作为一种新的巷道支护形式,与传统支护方式相比,在改善支护效果、降低支护成本、加快成巷速度、减轻劳动强度、提高巷道断面利用率、简化回采面端头区维护工艺等方面的优越性十分突出。
因而受到了世界主要产煤国家的普遍重视,代表了煤矿巷道支护技术的发展方向。
目前,三河口矿在回采巷道支护中,普遍采用了“锚网索”联合支护形式。
虽然取得了较为显著的经济效益和安全效果,但是,长期以来,锚网索支护参数一直以周边邻近矿区的经验为主,没有针对矿的具体地质条件和开采条件进行科学合理的锚网索支护设计。
因此,带有较大的盲目性,导致支护设计参数缺乏科学依据,给矿井的安全生产带来了隐患。
为了解决上述何题,针对的主采煤层——3上煤层的地质条件和目前巷道支护状,能够通过计算机可视化手段,建立一套锚网索支护的力学模型,决定开发《3上煤层回采巷道锚网索支护设计系统》,为回采巷道支护设计提供依据。
2、3上煤层回采巷道支护现状3上煤层回采巷道目前普遍采用矩形断面,巷道净高度一般为2.5m,巷道净宽度一般为3.2-3.5m。
采用锚网带、锚索联合支护。
顶板选用Ф18mm的螺纹树脂锚杆,锚杆长度1.8m。
锚网(梁、索)、喷联合支护在巷道特殊地带的支护应用

4砼工 程施 工
面清 扫 干净 。 3 . 4 楼 梯模 板 楼 梯 段 模 板 由底 模 、搁 栅 、牵 杠 、 牵 杠 撑 、外 帮 板 、踏 步侧 板 、反 三 角 木 等组成。楼梯模板有 的部 分可按楼 梯详 图 配 置 ,有 的部 分则 需放 出楼 梯 的 大样 图 ,以便 量 出模 板 的准确 尺 寸 。 3 . 5 模 板 的拆 除 墙 、 暗柱 模 板拆 除 :先 拆 除拉 杆 或 支 撑 ,再 拆 除穿 墙 螺 栓 及 纵横 杆 和 压铁 板 ,接 着 将 U型 卡 等 附件 拆 下 ,然 后 用 撬棍轻轻撬动模板 ,使模板离开墙体 , 将模 板 逐块 传下 堆 放 。
顶 板 、梁 模 板 拆 除 : 拆 模 顺 序 一 般 应 是 后 支 的先 拆 ,先 支 后 拆 ,先 拆 除 非 承 重 部 分 ,后 拆 除 承 重 部 分 ,底 模 拆 模 须 等 砼 强 度 符 合 规 范 要 求 方 可 拆 除 。 拆 除模 板时 , 操 作人 员应 站在 安 全 的地方 。 拆 下 的模 板 及 时 清 理 ,涂 刷 脱 模 剂 ,并 设 。在 主梁 与 次 梁交 接处 ,在 主梁 侧 板 分 类 堆 放 整 齐 ,拆 下 的 扣 件 及 时 集 中 统 上 留 缺 口 ,并 钉 上 衬 口档 ,次 梁 的侧 板 管理。
工 程 技 术
N — T e c h n o l L e w o z i e s a n d P 西 誓 ■ — ■ ‘ ■
锚网 ( 梁、索 ) 、 喷联合支护在巷道特殊地带 的支 护应用
王宗超
( 华能云南滇 东能源有限责任公 司矿业分公 司工程 管理 部 , 云南 曲靖 6 5 5 5 0 8 )
摘 要 :本文 主要介 绍 了煤 矿掘 进巷 道 在 穿过 、 ( 煤) 层 、松 软岩 层等 特殊 地段 时 , 采 用锚 网、 ( 梁 、索 ) 、喷联 合 支护 的技术工艺 实践 ,通过对各种支护工艺的有效组合,有效的解决了复杂地段巷道的支护问题,确保 了施工安全,并根据 现 场 的 实际 情 况 。简单 分析 了在 不 同的地 质 条件 下采 用锚杆 、预 应 力锚 索 等联 合 支护 的技 术原 理 ,为 类似 巷道 的 支护 提
锚网支护技术在深部返修巷道中的运用

锚网支护技术在深部返修巷道中的运用◎段治国(作者单位:河南能源化工集团义煤公司石壕煤矿)矿井支护是煤矿生产中的重要环节和生产技术管理中的重要组成部分,是由不同层次的系统在空间和时间上有机联系的一项巨大的系统工程。
随着矿井开采深度的增大,巷道受地压影响显著,加之巷道围岩性质和支护方式因素的影响,致使一些巷道只能维持很短的时间。
因此,如何对深部返修巷道进行支护工作,就是目前各个煤矿开采企业在工作环节中需要解决的问题。
一、实际案例分析煤矿开采企业在实际进行深部返修巷道的支护工作时,由于具体可以使用的支护技术方法有很多。
因此,想要对支护方法进行合理的选择,必须要结合实际的工作情况进行深入分析,明确工作的重点及难点所在。
目前,我国某地区一处煤矿开采煤层已处于三段,三段主井、副井和胶带道等主要巷道是矿井运输、通风和行人的咽喉,保证三条巷道围岩稳定性对矿井生产和发展至关重要。
但由于巷道离地表的垂距已达610m,巷道维护日趋困难,返修频繁,每年巷道返修达3-4次,其返修费相当惊人。
根据目前状况,三段副井矿压显现最剧烈。
主要表现在顶底板移近速度较大,在接近一年多的时间里,副井高度由原来的2.O m 下降到1.0-1.2m。
为此,选择状况最差的一段为试验巷道。
巷道倾角3-5°,三段副井是沿煤层顶板掘进的,在地压作用下,经过多次返修,顶板下移0.8-1.4m。
煤厚平均1.0m,其下尚有0.20m 的煤层,但被0.20m 的凝灰岩(灰白色、质软、类白泥)隔开,顶底板岩性。
通过对具体情况的分析和研究,煤矿开采企业决定选择使用锚网支护技术,进行深部返修巷道的施工工作。
二、锚网支护技术的基本原理及应用优势在选择使用锚网支护技术时,还应当掌握该技术的基本原理及应用优势,结合具体工作任务,拟定合适的工作方案。
1.基本原理。
锚网支护是通过在岩土体内施工一定长度和分布的锚杆,与岩土体共同作用形成复合体,弥补岩土体强度不足并发挥锚拉作用,使岩土体自身结构强度潜力得到充分发挥,保证边坡的稳定。
锚杆锚索联合支护在回采巷道中的应用及前景
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科 信 技
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黑 龙 江 ——
息
刖京 锚杆锚索联合支护在回采巷道中的应用及 旦
张 凯司, 辽宁 阜新 130 ) 2 0 0
摘 要: 巷道支护是煤炭 开采 中一项关键技 术, 合理 、 安全 、 可靠的巷道支护技 术是 实现矿 井高产 高效的必备条件 , 别是 回采巷道 由于受到二 特 次采动影响的特殊性 , 支护 方式的研究具有更重要 的意 义。 对其 关键词 : 锚杆 ; 巷道 支护 ; 索 锚 ‘ 以王营煤矿为例 ,所采用的采煤方法经历了 扩大。由塑性区应力分布 表 1准备期间每米巷道成本对比 从炮采 、 普采、 综采到现在的综采放顶煤 , 回采巷 公 式 :r (。 cg)( 6= P+ t I Cx c ) 道的上 、下川及切眼一直沿用传统的金属支架支 ) - cg ;e Cx tb6 : C 锚杆 3 85 75 0 7 5 i O 2 0 l2 _5 l3 _ 90 5 护 ,包括 1 # 工 钢 、3 g 重轨 U 5型钢 棚 ) (iCxt ̄) ) ( 1矿 4 k/ m 2 。 P+ g ( c 重轨 4 k 3g 7 5 96 7 1 5 01 由于围岩的有害变形不能得到及时有效的控制 , (+i ls 中)C c 1sn ’i — ×谵中 n 0 0 . 7 m 煤层倾角 3 1. 。 ~ 0  ̄ 煤层赋存稳定, 8 在生产期间是需投入大量的人力 、 物力 , 进行上 、 得知, 在离巷道周边最近的围岩处 , 岩体内的 厚度 5  ̄ . , 5 a为太下 3 A合层 , 内含 下川 的维护、 I 修复和金属支架的替换工作 , 尤其是 应力为最小,围岩首先在该区域破坏 ,形成松弛 煤的单向抗压强度 6 MP , 0 . . ~0 支架的回收替换工作, 投入木材多 , 工人劳动强度 区。如果不及时支护或支护强度不够 , 将会垮落。 01加. m夹石二层 ,直接顶 40 6 m 的粉砂 .7 5 粉砂岩上方是 2 4m砾岩 , 底板为粉砂岩 , 开 大, 同时作业过程也存在—定的危险性 , 既不利于 从上 式还 可 以得知 : P ,. , 当 6 _ 即巷道 无 岩, = P 60 7 O ,地 表标 高为 + 安全生产 , 也增加了工作面的吨煤成本, 这种支护 支护时 , 巷道周 围 表面岩体为单向应力状态 , 这种 采 上 限一 5 m,下 限 为_ 7 m 1O 7 m。 方式以不能适合矿井深、 压力大的实际情况 , 在全 状态的岩体强度为最低; 当使用预紧力锚杆时, 使 2 2综放 面上川支护形式。上川断面为斜矩 国煤炭市场竞争 日益激烈的今天 ,是没有发展前 6 0即 6 ,塑性区岩体的受力状态为三维受力 l > l = 高 . 宽 . 沿 层底板掘进 , 0 0 顶板为 3 m . 0 景的。回采巷道的锚杆支护技术近年来发展极为 状态,使岩体的强度极限和应变能力得到进一步 形 , 3 m, 4 m, 左右的煤层 , 根据开采深度大 , 跨度较大的托 , 迅速, 而且高强度、 高刚度和高可靠性成为一种发 提高,从而使巷道更好地服务于采掘工作 ( 见图 选用锚杆 , 钢筋梁 , 网支护顶板 , 编织 锚锁对顶板 展趋势 , 这种支护方式在提高巷道支护效果 , 保证 2) 。 悬吊, 加强顶板支护 。两帮采用锚杆 , 编织网支护 巷道安全, 减轻工人劳动强度 , 简化采煤工作面端 ( 见图 3 。 ) 头区维护工作等方面具有明显的优越性 ,十分有 利于采煤工作面的快速推进,实现矿井的高产高 效具有重要作用。目前, 锚杆 、 锚索联合支护技术 , 许多局在回采巷道中得到普遍应用。 如铁法局, 同 时在我局五龙矿也开始使用,取得了巨大的技术 经 济效益 和 社会效 益 ,这种 支 护技 术在 放顶 煤 开 采沿煤层底板掘进 的煤顶巷道中也得到很好的应 用。为此我矿拟在 5 1 上川试用该支护。 38 图 2 塑性 区岩体 强度 曲线 l锚杆 、 锚索支护作用原理 1 锚杆的作用原理。巷道开掘后 , . 1 周围原岩 预紧力锚杆支护巷道使得岩体的内粘聚 c 力 , 应力平衡被破坏, 应力重新分布达到新的平衡。 在 岩体的内 摩擦角 中 ,岩体内的正应力 6 都得以增 应力平衡过程中,巷道周围的岩体中形成了塑性 大, 提高了 岩体的强度。减少了 巷道的有害变形。 图 35 1 上 川 支护 示意 图 3 8 变形区和弹性变形区,弹性区以外的岩体处于原 由于回采巷道的特殊性, 下川要经受来 自 上、 2 3支护参数的选择。 岩应力平衡状态( 见图 1。在塑性变形区内, ) 围岩 回采工作面的动压影响 ,会使掘进过程中形成 的 锚杆参数的选择: 的强度可用如下曲线表示: C 6g 7 +t =  ̄ 塑性平衡区进一步扩大 ,由于锚杆的安装长度受 () 杆 长度 : I 1锚 I 十 。 式 中:一 T 岩体 内的剪切应力 ;一 c 岩体 的粘聚 到作业地点空间的限制 ,可以采用预紧力锚锁对 式中:广 L 锚杆外露长度, ̄ 0 m L 巷道顶 L 8m ;r = 力;- 5的正应力; 岩体的内磨擦角。 6  ̄6 这一问题进一步解决 。使锚索固定在围岩内部 比 L锚 5 mm; a 较稳定的坚硬岩层中, 对巷道起到补强加 固作用 。 板岩体破碎带高度;『 固长度,取 3 0 l= R ; ( ) rs 4 - oO); 巷道掘进等 R r zi  ̄e s z n c 显著扩大了锚杆支护的使用范围。 . r 6 - e l 2锚索的作用原理。 预应力锚固是一种把锚 效半径 2 r; 岩石容重取 多层岩石的加权平均 k m 取 2 ̄ 岩体内磨擦角 , -5 ;一 N b  ̄ 3 。 岩体 c 索打人岩层 内部进行预加应力的施工技术 ,是种 值 ; / 2 ; 一 C 60 Nm ; 等效园 中心 至顶板 的距 h 传递主体结构的支护应力至深部岩层的主动支护 粘聚力 ,= 0 k /: 一 h 1 m;p岩体破碎带半 径 i 6 n ,计算得 R= 。 方式, 它可以传递较大的拉应力 , 这是其它支护措 离 ,=. R- 34 . m。经计算 , = . m,贝砸 锚 千 3 l 18 a 7 4 长度 ; = L . L 施 所无法 比拟 的最 大优 点。 2 m . 2 k= . - = 3 锚索安设锁紧后 , 锚索集中的应力以 4 。 5压力 I = 21 取 2 m。帮 锚杆 长度 : 3 4 2
锚网索支护在巷道修复中的应用

锚网索支护在巷道修复中的应用作者:王书礼来源:《商品与质量·学术观察》2012年第12期摘要:随着矿井支护方式的革新,锚网索支护技术在巷道支护及巷道维修过程中得到广泛应用。
关键词:锚网索支护技术巷道维修矿井1、项目的提出传统的巷道维修方式在维修时运输大巷必须停止巷道的其它工作,对矿井正常生产影响严重;巷道的维修主要也是解决支护问题,锚索支护施工灵活,适应性强,对损坏巷道的断面、高度大小均能满足要求。
为此提出了采用锚杆钢带、网、锚索支护技术解决巷道的维修问题。
2、主要技术难题锚杆锚索支护技术在目前已经大范围应用,是一种成熟的巷道支护技术,巷道围岩没有被破坏,处于完整稳定的状态,不受矿井正常生产的影响。
要在砌体支护巷道采用锚杆锚索支护进行维修需要解决以下技术问题。
(1)在砌体巷道钻孔,由于砌体与巷道围岩之间有一定间距,当钻孔通过这孔隙时,容易造成夹钻等问题。
(2)解决锚固剂的安装,由于砌体与围岩之间的间隙,钻孔是不连续的,树脂锚固剂在安装时,存在锚固剂无法放入钻孔的问题。
(3)锚索锚杆支护,必须有一定的预紧力,否则失去了其支护的作用。
但是砌体与围岩之间隙会使锚索预紧时把砌体破坏。
(4)解决巷道维修与矿井正常生产之间的关系。
找到一个既能维修巷道,又对矿井正常生产影响较少的工序安排。
3、锚固技术对被损坏砌体巷道的维修的研究3.1维护方案3.1.1碹体、锚喷支护巷道由于巷道损坏程度不同,巷道断面不同,维修支护的参数也不应相同。
应根据巷道的损坏状况、断面、服务期限、围岩情况综合分析确定。
一般采用以下两种支护形式。
(1)锚索、网支护:锚索采用矩形布置,排距1.6m,间距1m,每排3根锚索,锚索长度5~7m,采用14#槽钢作托梁,长0.6~1m。
沿巷道轴线铺设双层菱形金属网。
(2)锚索、锚杆、金属网支护:锚索与金属网的参数同上,锚杆间排距0.8~1m,长度1800mm,锚杆直径16~18mm。
3.1.2碹体蹬工字钢支护巷道采用两根锚索一根托梁的组合方式对原工字钢进行悬吊,长托梁顺巷布置,长2.7~3.0m,锚索中孔距离2~2.4m,距两帮0.15~0.3m。
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。
锚网支护在全煤动压回采巷道中的应用

煤与小煤柱均在破碎 区 内, 承载 能力较小 , 而新 的工 作面采放时 , 形成超前支 承压力 , 在超前支 承压力 的 作用下煤柱进 一步 压缩 破坏 , 使 顶板 再一 次发 生 断 裂, 巷道压力及 变形 量 急剧增 加 , 因此 , 2 3 0 1工 作 面轨道顺 槽主要 应加强两帮支 护 ( 方式 : 提 高护表 强
度, 提高锚杆强度或缩小锚杆支护间排距 ) 。
2 . 3 锚 网支 护设 计
煤层与直接顶 结合 处或 者 煤层 表 面发 生变 形破 坏 , 由此可 以推断 , 2 3 1 0工作 面切 眼在 断 面如 此大 的 情况下 , 设计方案仍取得 了非 常好 的支 护效果 , 直 接 顶砂岩未发生离层破坏 , 仍处 于弹性 状态 。“ 十字测
互崩蒺 科技
2 0 1 3 年 第 6 期
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
锚 网支 护在 全 煤 动压 回采 巷 道 中的应 用
刘 福 祥
( 微 山崔庄煤矿有 限责任公 司,山 东 济宁
摘 要
2 7 7 6 0 6 )
为进一步提 高巷道 支护效果 , 降低 支护成本 , 改善作 业环境 , 提 高工作 效率 , 崔庄煤矿 决定在 回采巷 道 中采 用锚 网支
格4 0 0 0×1 0 0 0 m m的金属菱 形网 , 网格为 5 0×5 0 a r m,
采用规格为 3 6 0 0× 6 0× 8 m m的钢筋梯压网 ;
顶板下沉最 大 9 m m, 表 明两帮 支护 也取得 了很好 的
浅析锚网索支护工艺在开掘巷道中的应用

浅析锚网索支护工艺在开掘巷道中的应用锚杆与锚索支护施工工艺包括施工机具选择与配置,施工人员组织,施工工序安排,安全技术措施等内容。
根据巷道地质与生产条件,合理配置施工机具与施工人员,安排锚杆支护各工序的顺序和时间,并与巷道掘进、运输等环节相配套,实现施工工艺的优化,是保证锚杆支护施工质量、提高施工速度的重要途径。
一、巷道施工工艺1、锚杆支护施工工艺流程锚杆应紧跟掘进工作面及时支护。
锚杆支护施工工艺流程为:掘进出煤,铺、联金属网,临时支护,上钢筋托梁或钢带,钻顶板中部锚杆孔、清孔,安装树脂药卷和锚杆,用锚杆钻机搅拌树脂药卷至规定时间,停止搅拌并等待规定的时间,拧紧螺母达到锚杆设计预紧力。
从中部向外依次安装其他顶板锚杆。
帮锚杆的施工步骤与顶锚杆基本相同。
锚杆支护施工工艺中,钻孔、搅拌树脂药卷与拧紧螺母为主要工序,其他可作为辅助工序。
而这两个工艺中,辅助工艺的优化空间不大,锚杆支护工艺的优化主要从锚杆施工的主要工序进行。
途径主要就减少支护时间,提高安装速度,合理安排各个工序,进行施工工艺优化。
以锚杆施工主要工序:钻孔、搅拌树脂药卷与拧紧螺母为主线,在考虑辅助工序先后的基础上,尽量使辅助工序与主要工序平行作业,合理利用工时,缩短总的支护时间。
为了提高锚杆支护速度,在巷道断面尺寸允许的条件下,应配置两台、甚至多台锚杆钻机同时作业;同时尽量安排顶板锚杆与帮锚杆同时作业。
2、锚杆支护施工主要工序锚杆支护施工主要工序为,钻孔与安装锚杆。
1)钻孔钻孔的质量与速度直接影响锚杆安装质量与速度。
首先,应根据巷道地址与生产条件选择合适的钻具。
根据钻进的煤岩体性质选取合适的锚杆钻机、钻头与钻杆的破岩方式(对于软及中硬岩石,一般选择旋转破岩方式),动力源(气动、液压),钻机输出扭矩及推力等;钻头、钻杆的材质与规格型号。
根据巷道断面尺寸选取钻机的几何尺寸(最小、最大高度),钻机的长度等。
当巷道高度、钻机最小高度、锚杆长度确定不能实现一根钻杆一次成孔时,需要换钻杆,采用长、短钻杆相结合的方式钻孔。
锚梁网索联合支护技术在大断面回采巷道的应用

31巷道支护设计 . 巷道断面采用矩形断面 ,掘进宽度 4 m,高度 3 . 5 m,掘进断面积 1. 2 净断面积 1. 2 3m , 5 2 m ,支护形 式采用锚网梁、锚索补强支护 。 5 (1 )顶板支护 ①锚杆 :采用 2 咖 × 00 0 20 m建筑螺纹钢锚杆配套穹形铁托板 , 顶锚杆锚 固力不得小于 8K ,锚杆紧跟掘进迎 头打设 。锚杆布置: 0N 排距 8 0 m 间距 7 0 m, 0m , 8 r 每排 6 。 a 根 锚固方式 : 采用树脂药卷锚固 , 每孑 使用一节 C 2 3 、一节 Z 5 0 L K 55 2 5 树脂药卷 。
度 24 . m; Z 一锚索设计锚 固段长度 ,锚固长度为 1 m。 . 4
快速掘进 的关键 。但由于 目 国内综掘装备制造技术水平 的提高 ,许 前 多矿井开采厚煤层时都采用综合机械化一次采全高 的回 采方法 ,这就 要求回采巷道断面和服务年限不断增长 , 纯的锚杆支护方式 已不能 单 满足 回采巷道 的要求 。此外 ,在大断面、煤层巷道 、构造区域 、顶板
锚、网、梁、索、喷联合支护技术在煤巷中的应用
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W ANG We n- z h i
( G u o t a i E n e r g y C o . , L t d . , № k Mi n i n g C o m p a n y , L i n g s h i 0 3 1 3 0 4, C h i n a )
Ab s t r a c t : I n J a n u a r y 2 0 1 2, Na h e Mi n i n g C o mp a n y a d o p t a n c h o r n e t s p r a y s u p p o  ̄w h i c h a p p e a r e d l a r g e b r o k e n a r e a r o o f c a v i n g .B y
钢带眼位布置在钢带上 , 单根锚索位于巷 中, 双根锚 夹矸 , 煤层较 软 ; 2煤 顶 板 为 黑 色 泥 岩 和 灰 色 细 砂 索分 别 距 巷 中 0 . 8 n( I 间距 1 . 6 n) I , 前 后 排 距 为
岩, 平 均 厚 度在 4 . 2 n左右, I 岩层 松 散 破 碎 , 属 不 稳 0 . 8 n, I 即每 1 . 6 n见 3根锚索 。 I 定岩 性 , 底板 为黑色 泥岩 和粉砂 岩 , 厚 度在 0 . 5~
c a b l e , t h e j o i n t s u p p o t, r h a s o b t a i n e d t h e g o o d e f f e c t .
Ke y wo r d s : s o t f r o c k i n c o a l r o a d wa y; c o mb i n e d s u p p o r t ; N be a C o a l Mi n e
新陆煤矿回采巷道锚索网支护应用

摘
要 : 岗矿 区 随 着 采 煤 工 艺 的 改革 ( 鹤 由分 层 开 采 到 现 在 的放 顶 煤 一 次 采 全 高 ) 对 工 作 面 上 、 顺 槽 支 护 工 艺 有 新 的 要 , 下
求 。新 陆 矿 经 过 多 年 的实 践 和 探 索 , 过 引 进 技 术 与 科 研 院 校 的 合 作 , 锚 索 网支 护 有 条 件 地 应 用 于 回采 巷 道 , 得 了 较 通 使 取 好 的 支 护 效 果 及 经 济 效 益 , 宽 了 回 采 巷 道 支 护 方 式 可 选 性 。本 文 对 锚 网 支 护 在 新 陆 矿 一 2 5m 北 扩 一 区 1 层 回 采 巷 拓 7 8
Ab ta t sr c :W ih t e r f m fc a n n e h o o y i g n n n r a( lc nig c a g d i t o o l t h eor o o lmi i g t c n l g n He a g mii g a e sie mi n h n e n o t p c a
Ap lc to fB0 t m e h— c b e S p o to t wa n Xi l lir p ia in o I— s a l u p r n Ga e y i n u Co l y e
Ja g J nh a in u u
( nu C le yH e a g M iig Id sr o pC . Xil ol r g n nn n u tyGru o ,He a g i g n ,H e o gin 5 1 0 i n  ̄ g1 4 0 ) l a
c vn ) e e u r me tf rt e s p o t t c n l g ff c p e n o r e ty i n e e . Afe e r f a i g ,n w rq i e n o h u p r e h o o y o a e u p r a d lwe n r s e d d t r y a s o
锚网索支护在采区巷道中的应用

l l4 ~ . ( .) 1 . - —5 1 0 1 6 0 I 5 6 7 l 04 一 . ( . _ O . 101 6 5 6 1 1 O 1 4 1 ) 1 . . 一 . ( . 7 O 4 4 6
10 0工 作 面 13
掘 进 期 间 风
为 安 全 起 见 . 杆 长 度 取 1 m. 机巷共设 置 4个综合观测站 . 中风 锚 . 8 其 巷 2 , 巷 2个 。综 合 监 测 站 的观 个 机 顶 2锚 索参 数确 定 。锚 索参 数 以 测 内容 为 巷 道 表 面 位 移 、 板 离 层 、 .
L a U ) Lc Ld =L + + +
锚 杆受 力 、 索受 力 、 道破 坏状 态 锚 巷 统计 等 内容 ,并 不定期 进行 锚杆锚
荷体 变 为承载 体 。当锚杆 安装 完成
其 中 :-锚 索 总 长 度 , L 一 固 力 抽 查 、顶 板 离 层 观 测 和 锚 杆 预 L m;a
约 占 8 %以 上 。因此 , 何 科 学 合 理 1 C 围 岩 松 动 圈 , 测 定 C=I1 0 如 ;一 经 .m: 两 帮 锚 杆 的施 工 工 艺 为 : 钻 确 定 采 区 巷 道 的 支 护 方 式 .是 矿 井 T 锚 入 老 顶 厚 度 ,取 T . n 孔一 清 孔 一 安 装 树 脂 药 卷 和 锚 杆 一 一 ≥03 一 m:
维普资讯
■ 网 囊 支 押 在 采 区 ■ ■ 巾髓 皿 用
● 宋 广 彬 张 群
在 生 产 矿 井 每 年 掘 进 的 巷 道 式 中 :一 锚 杆 长 度 . W一 巷 拌 树 脂 药 卷 至 规 定 时 间 一 停 止 搅 L m:
中 ,采 区 内的准备 巷道 和 回采 巷 道 道跨 度 , N m: 一围岩 稳定 性系 数 , = 拌一 等 1 N 分钟 左右拧 紧螺 母。
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摘要本文根据扎赉诺尔铁北矿新二采区左一片回采工作面为实据,以及煤层破坏机理和巷道维护特点分析,考虑到由于受到地质原因,巷道顶板跨度较大,地压较大,控制难度大。
通过采用锚网梁索支护方式,有效的控制了巷道早期在掘进期间的变形,保证了巷道在支护方面的可靠性。
关键词:锚网梁索在回踩巷道中的应用目录摘要 (1)一、前言 (3)二、锚网梁索联合支护作用分析 (4)三、巷道顶板破坏机理 (5)四、工程概况 (6)五、巷道支护设计 (8)六、施工工艺流程及支护要求 (11)七、矿压检测及结果分析 (12)八、效益估算 (13)九、结论 (14)参考文献 (15)一、前言近年来,锚杆支护技术在我国日益迅速发展,在各矿区都得到了普遍的推广和应用,也取得了一定效果,已成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。
但由于目前国内综掘装备制造技术水平的提高,许多矿井都在不断的增加采煤的厚度,这就要求回采巷道断面和服务年限不断增长。
单纯的锚杆支护方式已不能满足回踩巷道的要求。
此外,在大断面、煤层巷道、顶板破碎、巷道交叉点等处,使用单一的锚杆支护也不能取得较好的支护效果,这就需要采取“锚杆、金属网、锚索”等联合支护技术。
由于锚杆、金属网、锚索、钢筋梁等构件的组合,使被锚固的巷道顶板岩层形成关键“承载环”与“承载梁”结构,从而提高了围岩的整体性,其强度也明显增加,提高了围岩的稳定性。
铁北煤矿通过改进传统的施工工艺,优化巷道施工各环节、合理工时利用、实现多工序交叉平行作业、完善设备配套,使回采巷道单进水平不断提高,也有效地控制了巷道围岩的早期离层和回采动压的剧烈影响。
减缓了巷道的围岩变形,保障了巷道支护的可靠性,达到安全高效快速掘进的目的。
二、锚网梁索联合支护作用分析(一)锚网梁索联合支护作用煤巷围岩的变形较大,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防止因锚杆支护不可靠时,通过锚索的悬吊作用阻止顶板冒顶。
因此,在煤巷中,锚索的主要作用是悬吊作用,而不是加固作用。
然而发挥锚索的悬吊作用仅仅是人们使用锚网梁索联合支护的出发点或目的。
并不是煤巷锚网梁索联合支护的实际效果。
锚网梁索联合支护的作用不是锚杆支护作用与锚索悬吊作用的简单组合,其联合支护的作用机理和作用效果与围岩条件、支护方法、施工工艺及支护参数有关,必须根据不同情况进行分析。
锚索与单体锚杆的作用功能是一样的,既有加固围岩作用,也有悬吊下部松动岩石的作用。
两者之间的差别在于锚索可以锚固在围岩深部的稳定岩层中,而锚杆因其长度较短,在围岩条件较差的情况下,锚杆不能锚固在稳定的岩石中,此时锚杆的悬吊作用很小,主要靠其加固作用和锚杆群的成拱作用控制围岩变形,提高围岩的承载能力。
(二)锚网梁索联合支护的加固原理当锚杆和预应力锚索同时安装时,锚杆与锚索对围岩起到共同的加固作用。
由于锚索的工程延伸量较小,围岩在该变形范围内产生的松动破坏区较小。
所以,锚杆和锚索均以加固围岩的作用为主,共同提高锚岩支护体的承载能力,保持围岩稳定。
三、巷道顶板破坏机理(一)巷道顶板破坏的一般过程顶板受压变形→岩石局部屈服变形→节理弱面发生破坏→顶板较低层位发生弯曲变形(伴有局部岩块脱落)→岩层发生拉伸或局部剪切破坏→巷道顶板变形破坏。
(二)结构破坏机理巷道开挖后,岩层抗水平应力的截面减少,在水平应力的作用下煤层沿水平层里面向巷道挤入,致使巷道帮顶受水平应力作用而破坏。
围岩中节理构造面的存在对围岩的承载能力及其稳定性影响很大,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。
巷道开始施工后,围岩受力状态由三轴应力变为单轴应力状态,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,若锚杆的长度、刚性越大,会使之受力越大,锚杆受力即可达到强度极限而破坏,则岩层发生破坏。
四、工程概况该面主采煤厚12-8.6m,局部夹泥岩夹矸,水平层里,全区发育。
煤层以块状为主,透气性差。
该面煤层总体呈单斜状,倾角4°-7°,里部煤层变薄。
详见表4-1、表4-2、表4-3.表4-1 工作面位置及井上下关系表表4-2 煤层特征情况表表4-3 煤层顶底板情况表本矿井属于瓦斯矿井,新二采区左一片地质预报瓦斯含量为2.1ml/g,平均2ml/g,同时参考新一采区首采面掘进时的绝对瓦斯涌出量为2.68m³/min,预计新二采区左一片掘进工作面的绝对瓦斯涌出量为2.68m³/min左右。
五、巷道支护设计(一)左旋等强螺纹钢树脂锚杆的选用概述:我矿掘进队将要施工新二采区左一片工作面,其中包括左一片上巷、下巷、副巷、开切眼等,地面标高为544.78,工作面走向长度为2020m,倾斜长度200m,煤层赋存情况简单,厚12m~8.5m,里部区逐渐变薄,煤层倾角为4°~7°,煤质硬度为f=3.5,容量为1.25t/m³,顶板为细砂岩或粉砂岩,底板为泥质砂岩。
煤巷沿煤层底板掘进,掘进巷道在煤层中,巷道顶板为五花三层,粘结力弱、暴露易发生离层,施工的新一采左二片、新二采右六片我们均使用的为左旋等强螺纹钢树脂锚杆,长2.1m,直径为0.18m,支护效果好,考虑到左部工作面里部煤层较薄,为了控制将来综采工作面安装回采时的巷道变形量,我们设计在施工新二采区左一片工作面时巷道全部使用左旋等强螺纹钢树脂锚杆支护。
(二)使用左旋等强螺纹钢树脂锚杆的设计参数1、锚杆的参数的计算(1)锚杆长度的计算:按悬吊作用计算锚杆的总长度L=L₁+KB₁+L₃公式中:L₁为锚杆外露长度设计值取0.1mK为安全系数取2B₁为自然平衡拱高取0.7mL₃为锚杆锚入稳定层的深度,按设计值取0.5m得L=0.1-1.4-0.5=2.0m 取2.1m(2)锚杆直径的计算按杆体的抗拉强度等于锚杆设计锚固力的原则确定P拉=Q固=0.25πd2A拉公式中:Q固为锚杆设计锚固力设计值为60KNA拉为锚杆设计抗拉强度设计值为240MPd=0.0178m 取d=18mm(3)锚杆间排距的确定锚杆间距要保证其约束强度尽可能均匀分布,考虑围岩的稳定情况及完整性,据现场实践经验,锚杆间距应不大于锚杆长度的一半。
锚杆间距a<L/2=21./2=1.05m 取0.8m(加强支护)锚杆排距:由于我矿主要支护形式一般采用锚网梁支护,金属规格为1.05m×2m,根据现场实际需要同时为了方便施工,锚杆排距取1.05m。
(4)悬吊理论校核锚索间距:根据地质钻孔柱状分析,为防止巷道顶板岩层发生大面积整体垮落,用直径15.24mm,长度5300mm的钢绞线,通过下式计算锚索间距。
L=nF₂/[BHy-(2F₁sinʘ)/L1]式中 L---锚索排距,m F₁---锚杆锚固力,70KNB---巷道最大冒落宽度。
ʘ---角锚杆与巷道顶板的夹角75°Y---岩体容重。
23KN/m³ n---锚索排数,取1L1---锚杆排距,1.05m通过上述计算,新二采区左一片上、副巷锚索间距 1.5m,开切眼锚索间距0.75m。
六、施工工艺流程及支护要求(一)施工工艺流程掘进机割煤→割煤完毕后,退机并执行“敲帮问顶”制度→铺设顶板钢筋网→打顶眼→上药卷→安装锚杆。
(二)支护要求锚杆:选用左旋等强螺纹钢树脂锚杆,长度为 2.1m、间排距为0.6-0.8m(间)--1.05m(排)、每根锚杆配2支zk350型树脂药卷、锚固力不得低于8t(经检测不合格需重新补打)。
锚杆角:锚杆与巷道顶板的夹角不得低于75°、孔深控制在1.9m —2.0m范围内,外露长度在1cm—4cm、达到三径匹配。
钢筋网采用2m(长)×1.05m(宽)、网目0.1m×0.1m、采用16号铁线双线连接,间距0.3m(顶板如破碎可调整为0.1m)。
锚索长度5.3m,φ=16mm的钢绞线,每根锚索配2支zk350型树脂药卷、锚固力不得低于12t(经检测不合格需重新补打)。
钻眼完毕后,帮顶锚孔需将煤灰清理干净,检查钻眼深度,有不符合要求的需重新钻眼。
七、矿压检测及结果分析(一)顶板及两帮位移量新二采左一片上巷在掘进期间和回采期间巷道表面变形量观测结果如下:掘进期间:巷道顶板累计位移量平均为50mm,两帮累计移近量平均为35mm,巷道顶板和两帮围岩最大变形速度分别为4.5mm/d和3.0mm/d。
巷道围岩变形经过约10-15d逐渐趋向稳定,平均为12d,此后巷道围岩变形基本趋于稳定状态。
由此也说明锚网梁索支护在掘进期间的矿压显现不明显。
回采期间:巷道由于受到超前采动支撑压力影响,巷道围岩变形较掘进期间明显剧烈。
回采期间巷道顶板累计移近量为400mm,两帮累计移近量为270mm,在此期间巷道顶板及两帮最大变形速度分别达到22mm/d和15.5mm/d。
巷道受到工作面超前支撑压力影响范围为40-60m,剧烈影响范围为15-25m。
(二)结果分析观测结果表明:回采期间巷道变形量和变形速度比掘进期间大,这主要受到采动影响所致。
不过位移量相对于其他支护方式有明显降低,在可接受范围之内。
八、效益估算(一)技术效益采用的锚杆+钢筋梁+钢筋网+锚索补强支护形式,控制了回采巷道围岩的强烈变形显著提高了支护效果,保证了安全生产,改善了井下作业环境,为矿井高产高效创造了良好条件。
(二)经济效益巷道应用高强度锚杆、金属网、钢筋网以及锚索的组合支护与传统的架棚支护相比具有以下经济效益:直接节约了巷道的支护材料,降低了支护费用。
由于巷道变形量较小,在后期也减少了巷道的维护费用。
(三)社会效益现在的支护方式,减轻了掘进工人的劳动强度和材料运输的工程量。
巷道断面利用率得到很大程度的提高。
加快了成巷速度,大幅降低了巷道的返修工作量。
增强了巷道围岩的稳定性,确保了矿井安全生产。
提高了矿井煤炭资源回收率,延长了矿井寿命。
九、结论巷道从掘进到回采期间,巷道未发生冒顶、片帮事故,巷道顶板没有出现离层、破碎、下垂及网兜现象,顶板锚杆和锚索基本上无损坏,巷道围岩稳定。
回采期间,巷道安全、畅通,完全可以满足生产使用需求。
通过对巷道的矿压观测,初步掌握了锚网梁索主动联合支护的巷道矿压显现规律,矿压观测结果表明,该巷道围岩变形主要发生在回采期间,但发生位移量不大,在可接受范围之内,实验表明,采用锚网梁索的联合支护形式是合理的,所选用的技术参数是安全的。
实验表明,锚网梁索联合支护形式及其主要技术参数可在类似的地质条件的巷道中推广应用。
参考文献[1].张海阁,《安徽科技》,安徽科技,2004年07期[2].杨平、韩相洪,《矿山压力与顶板管理》,中国矿业大学编辑部,2000年01期[3].岳峰,《西安科技大学》西安科技大学期刊中心,2011年。