煤矿巷道锚网索支护优化研究92
煤矿巷道锚杆支护的参数优化探讨
煤矿巷道锚杆支护的参数优化探讨前言：随着采掘机械化水平的不断提高，采掘巷道断面的不断加大，更需要改善和简化巷道与端头的支护工艺。
在实践中，锚喷支护在岩巷中实现了悬吊组合梁和楔固机理，有效地加固顶板岩层，保持了巷道顶板的完整性，使顶板处于良好的受力状态，有效控制了顶板的自由变形。
锚杆支护是一种常用的能够与围岩共同变形的柔性支护，对围岩过度变形有良好的控制作用，在煤矿巷道支护中的应用几乎达到了100%。
现实中，往往由于多种客观因素的影响，大多数的矿井都不能根据不同类别的巷道特征，及时选用相应的支护参数与工艺，以致于影响巷道的服务周期、安全性和经济性。
因此对锚杆支护设计进行优化研究，改进锚杆的支护参数设计以实现锚杆支护优化，是十分重要的和必要的。
一、锚杆的优化参数的内容所谓锚杆的参数优化是指在保证围岩稳定的前提下，锚杆的加固能力和围岩的自承能力均得到充分发挥，实现锚杆-围岩共同承载，不仅获得良好的加固效果，而且节省锚杆量，降低支护材料消耗和支护成本。
研究认为通过理论推算，在围岩松动圈理论和锚杆支护机理基础上，通过巷道顶板的松动范围观测和试验锚杆的承载力监测，可以方便计算巷道锚杆的长度和准确确定锚杆载荷，设计锚杆参数。
求出需要的支护载荷及巷道变形的范围或塑性圈半径，进而可能设计出合理的锚杆参数，再通过锚杆承载力监测对锚杆参数作进一步修改，最终可实现锚杆参数的优化。
二、巷道围岩弹塑性变形巷道开挖后，围岩应力重新分布，当二次应力达到一定值时，巷道围岩体产生弹塑性变形，并形成三区（松动圈，塑性区，弹性区）。
把巷道断面按外接圆等效为圆形，根据岩体力学中的弹塑性理论，利用Mohr-Coulomb屈服准则，按平面应变进行求解可得到轴对称圆形巷道周边的位移公式。
巷道周边位移影响围岩支护反力，围岩支护反力由锚杆提供。
可以看出锚杆的锚固力是随着巷道围岩的变形的变化而变化的，随着巷道围岩变形的增大，需要锚杆提供的反力越小。
深井煤巷锚网支护技术研究与应用
深井煤巷锚网支护技术的研究与应用[摘要]：随着矿井开采深度的不断延深，深部高地压、高应力现象逐渐显现，巷道经常出现断锚杆、撕裂钢带、顶板下沉网兜甚至是冒顶等现象，本文从优化深井煤巷锚网支护技术方面进行研究，着重分析了煤巷锚网支护技术，实现了支护的合理性。
[关键词]：深井煤巷锚网支护研究应用协庄煤矿采深在-850—1100m，开采深度较大，自开始试验采用煤巷锚带网施工技术以来，在煤巷锚网支护方面获得了较大的成功和可观的经济效益。
但随着煤巷锚网工作的深入开展，尤其是在深部高地压、高应力煤巷使用锚网支护以后，现场不同程度出现断锚杆、撕裂钢带、顶板下沉网兜甚至是冒顶等，如不及时有效地解决这些问题，将会对矿井的安全生产和经济效益产生极大地影响，为满足煤矿生产的需要，对优化深井煤巷锚网支护技术进行了研究。
一、锚网支护不合理的原因分析协庄煤矿1202e补充巷在锚网支护过程中经常出现断锚杆、撕裂钢带和顶板下沉网兜等现象，给煤巷的锚网支护巷道埋下了极大的安全隐患，通过现场调查、分析研究，发现产生上述破坏的原因有以下几点。
1.顶板岩层结构的原因。
经现场观测及从掘进迎头揭露的岩层状况看，该区域内煤2煤层走向80°～90°，平均厚度2.4米，厚度稳定，中夹一层厚0.02米炭质页岩夹石，煤岩成分以半亮煤为主，硬度系数f=2～3，煤层倾角20°～26°；其上为0～1.5米的软岩，再上为0.5～1米的煤1，黑色，松软破碎。
再上为砂质页岩，性脆致密，水平层理发育，破碎易冒落，厚0～6.5米；锚杆未锚固在稳定的岩层中是造成离层的主要原因。
2.矩形断面巷道容易造成应力集中矩形断面巷道四个肩角是应力集中点，该位置压力大，容易破坏锚杆及钢带，是造成锚杆断裂及钢带撕裂的原因。
3.巷道支护方面的因素（1）顶板锚杆长度偏短，锚杆长度为2.2m的等强锚杆，锚杆锚固的范围处于容易离层的岩层的下方，说明锚杆偏短，有必要加大锚杆长度。
煤巷锚杆支护参数优化实施方案
参数调整建议
锚杆长度
根据数值模拟分析和工程实践验证结 果，合理增加或减少锚杆长度，以提 高支护效果和降低成本。
锚杆直径
根据围岩性质和锚杆承载力要求，选 择合适直径的锚杆，以提高锚固力和 降低材料消耗。
锚杆间距
根据数值模拟分析和工程实践验证结 果，合理调整锚杆间距，以提高巷道 整体支护效果和降低成本。
后期维护阶段
定期巡检
对支护完成的煤巷进行定期巡检，检查锚杆是否有松 动、破损等情况，发现问题及时处理。
维护保养
对使用的工具和设备进行维护保养，确保其处于良好 状态。
记录与分析
对施工过程和后期维护情况进行详细记录，并对记录 数据进行统计分析，为后续类似工程提供参考。
05
预期效果与影响
对巷道安全性的影响
优化后的锚杆支护体系能够延 长巷道的使用寿命，减少企业 的重复投资，进一步提高经济 效益。
06
风险评估与对策
可能的风险因素
地质条件复杂
煤巷所在区域的地质条件可能存在不确定性 ，如断层、破碎带等，给锚杆支护带来风险 。
施工工艺落后
在锚杆支护施工过程中，如果采用落后的施工工艺 或设备，可能影响支护效果，甚至引发安全事故。
经过现场试验验证，优化后的煤巷锚杆支护参数能够有效提高巷道围岩 稳定性，降低巷道变形和破坏风险，减少维修和维护成本。
03
适用范围
本实施方案适用于不同地质条件和采矿条件的煤巷锚杆支护工程，具有
一定的推广应用价值。
对未来研究的建议
深入研究煤巷围岩力学性质
进一步研究煤巷围岩的力学性质、变形规律和破裂机制，为锚杆支护 参数优化提供更准确的依据。
当前，许多煤矿在煤巷锚杆支护方面仍存在一些问题，如支护参数不合理、巷道变形严重等，这些问题 不仅影响了矿井的安全生产和经济效益，还增加了维修和加固成本。
煤巷快速掘进锚网索支护技术实践与分析
煤巷快速掘进锚网索支护技术实践与分析摘要:针对七一新发煤业公司北翼五采区专用回风巷采用煤巷快速掘进技术后,原有支护方式已不能满生产需要的情况,提出了适宜该矿具体地质条件的煤巷快速掘进锚网索支护技术,并通过现场实践和支护效果监测分析,充分肯定了锚网索联合支护技术在控制巷道围岩变形,保证矿井正常安全生产,提高了煤矿企业经济效益。
关键词:快速掘进锚网索支护围岩变形1 工程概述在煤矿企业生产中,煤矿巷道实现快速掘进是煤矿企业保持稳定高产高效的基础,但巷道支护技术日益成为影响煤矿煤巷掘进速度的重要因素之一。
近年来锚杆支护技术的发展,大大增强了煤矿巷道支护效果,提高了煤矿巷道的掘进速度,降低了工人劳动强度,为煤矿企业扩大产能、提高效益具有重大意义[1]。
七一新发煤业公司北翼五采区专用回风巷改炮掘为综掘机掘进后巷道掘进速度得到很大提高,迫切需要对原来已不适用的支护技术进行改进优化。
五采区专用回风巷设计原长度1180 m,所采煤层为山西组3#煤层,3#煤层于本区域分为上、下两层,本工作面沿3#上层煤顶板掘进,3#上煤层平均厚度为2.0 m,平均倾角7°,不易跨落,煤层层理分明,节理发育,地质构造简单,煤层直接顶板为砂质泥岩、细质砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩。
2 快速掘进影响因素分析由于该矿北翼五采区专用回风巷采用综掘机掘进,掘进速度大大提高,经过现场实地调研和与该矿工程技术人员沟通,分析认为该矿原有支护方式已经远远不能满足现在掘进速度,另外考虑该巷道所处的不利地质条件,必须提出更加适宜的支护方案。
经分析,影响的因素主要包括以下几点[2]。
(1)地质条件特殊,加剧了巷道围岩的支护难度。
北翼五采区专用回风巷在掘进中破底板岩层掘进p(3)原有支护方式不适宜。
该矿原有支护方式不能有效抑止巷道围岩的移动和变形,巷道围岩受到扰动破坏后巷道断面急剧减小,严重威胁矿井的正常安全生产。
该矿使用的托盘参数不合理,尺寸偏小且厚度较薄,支护系统整体刚度偏小,并且由于锚索预紧力大于锚杆的预紧力,不及时进行再次紧固导致锚杆的支护能力没有有效发挥。
关于煤巷掘进中提高锚杆支护效果的探讨
关于煤巷掘进中提高锚杆支护效果的探讨【摘要】我国煤巷锚杆支护快速掘进技术应用中存在的问题主要有煤矿矿区地质条件预测缺失、锚杆支护方法不够合理、支护工作人员技术水平低和锚杆施工工程质量不高等，提高煤巷锚杆支护效果的方法有科学设计锚杆支护方法、推进组合式锚杆支护体系、开发掘锚新机具、合理采用二次支护、注重锚杆支护人员的培训和加强施工工程质量管理等。
【关键词】煤巷掘进；锚杆支护；问题；支护效果在煤巷掘进工作中，快速支护施工工艺已成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。
然而，锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式，由于对巷道围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，加之具有支护成本较低、成巷速度快、劳动强度减轻、提高巷道断面利用率、简化回采面端头维护工艺、明显改善作业环境和安全生产条件等优点，可提高矿井的经济效益，因而成为煤矿企业矿井巷道的一种主要支护形式，代表了煤矿巷道支护技术的主要发展方向。
锚杆支护技术虽然经历了几十年的发展，但是仍然有其不完善之处。
下面，本文将对我国煤巷锚杆支护快速掘进技术中存在的问题进行探讨，并就如何煤巷掘进中如何提高锚杆支护效果提出一点自己的拙见。
1 我国煤巷锚杆支护快速掘进技术应用中存在的问题尽管在煤矿生产中，锚杆支护技术已经得到了较为广泛运用，并取得了良好效益。
然而，由于我国锚杆支护技术起步比较晚，目前，还有多方面因素制约锚杆技术发展，主要表现在以下几个方面：1.1 煤矿矿区地质条件预测缺失主要表现在对煤矿矿区地质条件的预测发生缺失。
众所周知，煤矿矿区的岩体是相当复杂的地质体，因而，在支护设计的时候，需要全面的了解地质体的实际情况。
然而，在实践中，很多的煤矿企业在进行支护设计的时候，没有全面的了解围岩的实际情况，忽视了对围岩强度、围岩结构、锚固性等相关参数的测试。
这就使得在支护设计的时候，很多的缺点没有被发现出来，忽视采取相应的措施来加强锚杆的支护，由于锚杆支护欠缺牢固，因而容易导致顶板事故的发生。
深矿井锚网支护方案优化分析
深矿井锚网支护方案优化分析发表时间：2019-11-11T15:59:03.860Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：李鹏飞[导读] 摘要：目前我国开采深度超过1000m的生产(在建)矿井达到47处。
平煤神马建工集团建井一处河南平顶山 467000 摘要：目前我国开采深度超过1000m的生产(在建)矿井达到47处。
在高地应力情况下，煤岩体发生了显著的变化，从脆性变为弹性，岩体内显现出明显的流变、蠕变和膨胀特征。
高地应力和煤岩体特征决定了深部开采矿井将会遇到一些动力灾害，这些灾害主要发生在巷道附近。
因此，深部开采的关键和主要问题就是巷道支护。
锚杆支护技术在中国主要矿区的大面积传播和应用，产生了巨大的技术和经济效益。
关键词：深矿井；锚网支护；松动圈理论；数值模拟；支护方案 1回采巷道锚杆阻力和巷道表面位移监测 1.1矿井回采巷道锚杆阻力和表面位移监测我国某地区矿区，产量3．0Mt/a，地表标高为+521．0m，三水平标高为－700m，目前开采深度已经超过1000m。
－650区段回风平巷采用锚网支护方式，锚杆长度为2．5m，直径为20mm，锚杆间排距为0．8m×0．8m。
锚索采用螺纹钢，直径为15．4mm，长度为6．0m，间排距为2．4m。
在巷道掘进过程中，发现巷道表面变形情况严重，巷道四周向内侧臌包严重。
1.2巷道围岩松动圈测量实践已经证明，松动圈对巷道的稳定性和巷道支护程度具有密切的联系。
松动圈的测量对于选择合理的支护方法和支护参数，减少巷道维护成本具有重要的作用。
实践中采用BA-Ⅱ型松动圈测试仪测定松动圈。
首先，在测点巷道左帮、右帮和顶板钻3个测量孔，注水后放入仪器进行测量。
通过调查发现，巷道左帮、右帮和顶板的松动圈分别为1．6m、1．8m和1．5m。
按照围岩分类标准，巷道所处围岩属于大松动圈围岩。
由于围岩中总存在硬的夹层，或者是弱面、裂隙带等，这将会造成得到的“孔深－速度”曲线带有向上或者向下的尖点，判断松动圈时，要剔除这些异常点，从总曲线的总体趋势上判断。
采煤工作面锚网索支护沿空留巷技术的研究与应用
1工作面地质概况工作面开采2#煤。
层位较稳定，煤层倾角8~18°，平均13°，平均厚度2.4m ，工作面直接顶为6m 细砂岩，斜交层理发育，工作面采用倾斜长壁后退式轻型放顶煤采煤方法，顶板采用全部垮落法管理。
2顶板预裂爆破切顶技术留巷原理超前采面煤壁一定距离（在高峰压力前），对顺槽巷道采面一侧顶板进行预裂爆破，使之形成一定深度的并与铅垂线有小夹角的立面贯穿裂缝。
采面向外推进，采空区顶板垮落，采面一侧的顶板沿立面贯穿裂缝切顶垮落，垮落的岩体成为留巷的巷帮。
当采空侧顶板切顶垮落后，顺槽巷道顶板成为悬壁梁，在锚索、锚杆悬吊和组合梁作用以及巷道内单体支柱的支撑下，维持平衡。
随着采面向外推进，采空区后方顶板，进一步垮落，垮落的矸石填充了采空区后方的空间，支撑了上覆岩层，对沿空留巷顶板给予一定支撑，逐渐趋于稳定，形成沿空留巷。
在沿空留巷过程中，预裂爆破技术是关键，其顶板能否形成预裂面，预裂面的角度、深度是否合理，是沿空留巷能否成功的主要因素。
3工作面顺槽沿空留巷的设计设计方案如下：①沿空留巷采用顶板定向预裂爆破、锚索工字钢预加固联合切顶技术，现巷道规格：4×2.6m，留巷后设计规格：3.3×2.7m。
（详见图1）②锚索工字钢预加固施工超前支架位置20~50m 完成，无缝钢管打设与支架位置同步，并进行施工质量监测。
同步安设常规矿压监测装置。
锚索工字钢加固方式：顺巷道走向打设2排锚索工字钢，自下帮至上帮方向排距依次为400mm 、1500mm,间距800mm ，并与2m 长18#工字钢连锁，锚索采用φ21.6mm×10m 钢绞线，无缝钢管采用6寸充填管路（长度根据巷道高度制做，自制顶帽），间距为1m 。
③超前支架位置不小于20m 在溜子道顶板预裂爆破钻孔施工及定向预裂爆破切缝。
定向预裂爆破孔直径为42mm ，间距1.0m ，每两个爆破孔中间位置打一个导向眼，孔径42mm 。
采掘巷道锚网索联合支护方案优化研究
采掘巷道锚网索联合支护方案优化研究
李科
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2022(37)10
【摘要】以潞安化工集团A矿13号煤采掘巷道为研究对象,分析了该巷道支护现状,提出了一种锚杆(索)联合支护的方式,并应用数值模拟分析法,分析了优化前后该巷道的锚杆、锚索预应力场分布特征。
分析结果表明,支护方案优化后,巷道围岩中可形成连续叠加的压应力承载结构,巷道围岩抵抗载荷的能力显著增强,变形量显著下降,可取得更好的支护效果。
该研究可为类似工况下的采掘巷道联合支护提供参考。
【总页数】3页(P76-78)
【作者】李科
【作者单位】安化工集团五阳煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD353
【相关文献】
1.锚网梁(索)联合支护在支承压力不稳定区域复合顶板下、大断面巷道支护的应用
2.石炭二叠纪松散围岩巷道锚网索联合支护参数优化实践
3.锚网（梁、索）、喷联合支护在巷道特殊地带的支护应用
4.软岩巷道“锚网索联合支护”支护设计及数值模拟分析
5.软岩巷道锚网索联合支护设计及支护效果分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
煤矿深部巷道锚杆支护优化设计
01
02
03
高应力
随着煤矿开采深度的增加 ，巷道周围岩体承受的压 力也逐渐增大，形成高应 力环境。
水平应力
水平应力是影响巷道稳定 性的重要因素，通常大于 垂直应力。
应力梯度
深部巷道应力梯度较大， 巷道顶底板之间的应力差 值较大，对支护材料和设 计要求较高。
深部巷道围岩稳定性
围岩强度
深部巷道围岩强度相对较 低，岩石破碎、节理裂隙 发育，容易发生失稳和变 形。
02
锚杆支护理论
锚杆支护原理
锚杆支护是通过在巷道围岩中打 入锚杆，利用锚杆的锚固力对巷 道围岩进行加固的一种支护方式
。
锚杆支护能够提高围岩的力学性 能，增强围岩的整体性和稳定性
，有效控制巷道变形和破坏。
锚杆支护的作用原理包括悬吊作 用、组合梁作用、挤压加固作用 等，这些作用能够实现对巷道围
岩的有效支护。
巷道条件 该巷道位于矿井浅部，围岩条件 较好，但受到采动影响较大。
实施效果 经过优化设计后，巷道支护效果 得到有效提升，减少了采动对巷 道的影响，保证了采煤作业的顺 利进行。
支护方案 采用常规的锚杆、钢带等组合支 护方式，对巷道进行局部加强支 护。
优化措施 根据采动影响，对锚杆的长度、 直径和布置方式进行调整，同时 增加钢带的强度和刚度，提高巷 道的抗变形能力。
锚杆支护类型
根据锚杆的布置方式和长度， 可以将锚杆支护分为单体锚杆 支护、短锚杆支护、长锚杆支 护等类型。
根据锚杆的材质和结构，可以 将锚杆支护分为钢丝绳锚杆支 护、玻璃钢锚杆支护、树脂锚 杆支护等类型。
根据锚杆的预应力方式，可以 将锚杆支护分为机械式预应力 锚杆支护、液压式预应力锚杆 支护等类型。
。
锚杆(索)对煤岩巷道的支护机理研究
锚杆（索）对煤岩巷道的支护机理研究【摘要】针对于煤岩巷道在长期掘进的过程中易失稳的问题，采用力学分析方法，对锚杆和锚索的支护机理进行了研究，剖析了锚杆（索）加固巷道围岩的基本原理，列举了锚杆和锚索的加固理论。
通过对锚固区域的弹塑性力学分析，明确了锚固力作用下围岩应力的变化情况。
采用锚杆、锚索联合对城郊煤矿西翼十六采区进行支护，锚杆和锚索的锚固力分别达到120kN和150kN。
【关键字】锚杆（索）；巷道支护；机理引言煤岩巷道支护是井工开采煤矿提高巷道边坡和顶板稳定性的主要的技术手段，现有的主要锚固材料分为锚杆和锚索两种，二者在物理力学性质方面存在区别[1]，在锚固机理上也存在着一定的差异。
通过锚杆（索）的组合作用，实现了对煤岩巷道的有效支护，提高了整个矿山的安全性，本文针对于两种不同锚固材料的机理进行演技，分析锚固作业改善岩体条件的基本原理，揭露锚固支护的本质。
1、锚杆支护理论分析锚杆是一种刚性金属材料，一般由碳钢制成，安装在矿山的巷道、隧道或露天矿的边坡，通过锚杆的张拉和抗剪作用来提高岩体的稳定性。
其主要的作用机理是通过对锚杆施加预紧力来压紧滑动岩体与稳定岩体之间的节理面[2]，改善节理面的粘聚力和内摩擦角等参数来提高稳定性，同时依靠锚杆自身的刚度提供一定的支挡作用，防止岩体滑动甚至脱落。
按现有支护理论，锚杆支护作用的基本理论有悬吊理论、组合梁理论、加固拱理论等。
1.1悬吊理论锚杆支护的作用是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳定岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。
其原理如图1所示。
这种支护理论应用比较广泛，但存在以下明显缺陷：（1）锚杆受力只有当松散岩层或不稳定岩块完全与稳定岩层脱离的情况下等于破碎岩层的重量，而这种条件在巷道中并不多见，悬吊理论则认为锚杆受力就等于其加固区围岩的重量[3]，这与锚杆实际受力情况存在很大偏差。
（2）没有考虑锚杆安设后对破碎岩层变形和离层的控制作用。
特别是当水平应力比较大时，顶板离层很大。
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。
采矿工程中的巷道设计与支护优化研究
采矿工程中的巷道设计与支护优化研究巷道是矿山采矿工程中最常见的地下空间形式，其设计与支护对矿山的安全和高效开采具有重要影响。
本文将就巷道设计与支护的优化研究进行探讨。
一、巷道设计巷道设计是指根据矿山矿体特征和采矿方法，确定巷道的位置、尺寸和形状的过程。
巷道设计需要考虑以下几个方面：1. 采矿方法：巷道设计需根据采矿方法确定巷道的位置和形状。
常见的采矿方法包括露天开采、房柱式开采和长壁式开采等，每种采矿方法都对巷道设计提出了不同的要求。
2. 矿体特征：巷道设计需充分考虑矿体的形状、倾角、岩性和断裂分布等特征。
巷道必须适应矿体的变化，并确保采矿过程中的安全和高效。
3. 巷道尺寸：巷道尺寸的确定需要考虑到采矿设备的尺寸、巷道使用的目的以及后期的支护情况等因素。
同时，还需要兼顾巷道的通风和排水功能。
二、巷道支护巷道支护是指为了增强巷道的强度和稳定性，防止巷道崩塌和变形，采取一系列的措施和工程技术手段的过程。
巷道支护的优化研究旨在选择最适合的支护方式，使支护效果最大化。
1. 巷道支护方式：常见的巷道支护方式包括钢拱、锚杆和烂桩等。
不同的支护方式适用于不同的巷道条件和矿山类型。
在选择支护方式时，需要考虑地质条件、巷道尺寸和采矿设备的要求等因素。
2. 支护材料：巷道支护材料的选择也是优化研究的重要内容。
常见的支护材料包括混凝土、钢材和聚合物材料等。
支护材料的优劣直接影响巷道的支护效果和使用寿命。
3. 优化设计方法：巷道支护优化研究还需要探索一种能够充分考虑地质和工程条件的优化设计方法。
传统的经验法往往不能满足复杂矿山条件下的支护需求，因此需要引入现代的数值模拟和优化算法，进行巷道支护方案的优化设计。
三、巷道设计与支护的优化研究巷道设计与支护的优化研究，旨在通过科学合理的设计和支护方案，提高矿山开采的安全性、效率和经济性。
1. 工程实践的总结：通过总结工程实践经验，分析巷道设计与支护的成功案例和失败案例，可以提炼出一些规律和经验，为优化设计提供参考和借鉴。
煤矿巷道锚喷支护参数优化
参考文献:
〔1〕 董方庭． 巷道围岩松动圈支护理论及应用技术〔M〕． 北京: 煤炭工业出版社，2001．
〔2〕 董方庭，宋宏伟，郭志宏，等． 巷道围岩松动圈支护理 论〔J〕． 煤炭学报，1994( 1) ．
〔3〕 宋宏伟，郭志宏，周荣章，等． 围岩松动圈巷道支护理 论的基本观点〔J〕． 建井技术，1994( 4) ．
( 收稿日期: 2010 － 10 － 08; 责任编辑: 梁绍权)
3 巷道围岩松动圈的实测结果
根据长沟峪煤矿井下巷道的实际施工情况，正 在进行巷道掘进的工作面包括 － 140 m 水平安子区 2 个，－ 310 m 水平 2 个，－ 410 m 水平 4 个，共计 8 个工作面。现场实测采用的是中国矿业大学松动圈 支护研究所研制的煤矿本质安全型“BA － II 型围岩 松动圈测 试 仪 ”。 实 测 时，没 有 考 虑 巷 道 周 围 特 殊 地质条件的影响，主要根据工作面的现状进行的测 试，工程条件相对稳定，实测结果可基本反映出松动 圈的基准值。
现场采用“BA － II 型围岩松动圈测试仪”实测 的 8 个工作面的围岩松动圈情况汇总如表 1。
从实测结果可以发现，巷道围岩松动圈的大小 与围岩性质密切相关，岩石条件越好，松动圈越小， 砾岩和石英砂岩的岩石条件较好，强度高，承载能力 大，巷道开挖后出现的松动圈范围小，这与目前理论 分析的成果相一致。实测砾岩和石英砂岩中巷道围 岩松动圈为 0． 3 m，应该是爆破后的炮震裂隙。
煤矿巷道支护技术的优化与改进
煤矿巷道支护技术的优化与改进随着煤矿深部开采的不断发展，巷道支护技术在矿井安全生产中起着至关重要的作用。
优化和改进巷道支护技术，能够提高矿井的安全性和可持续发展能力。
本文将从几个方面探讨如何优化和改进煤矿巷道支护技术。
一、材料选用与研发巷道支护材料的选用是保证巷道稳定的基础。
传统的巷道支护材料如木材、钢材等存在诸多不足，限制了巷道支护技术的发展。
因此，研发和应用新型巷道支护材料势在必行。
目前，国内外已经涌现出许多新型巷道支护材料，如高分子聚合物材料、纤维增强材料等。
这些材料相对于传统材料来说具有重量轻、抗压强度高、施工方便等优点，能够更好地适应深部巷道环境的需求。
同时，还需要加大对巷道支护材料的研发力度，开展新材料的试验与验证工作，以满足不同巷道环境下的支护需求。
通过不断的研发创新，推动巷道支护材料向更高效、可靠的方向发展。
二、巷道支护结构设计在巷道支护技术中，结构设计是关键环节之一。
合理的巷道支护结构设计能够提供有效的支护力，保证巷道的稳定和安全。
首先，需要根据巷道的不同地质条件和开采方式设计相应的巷道支护结构。
对于不同地质条件的巷道，可以采用喷射混凝土、锚杆锚喷等技术，提高巷道的抗压和抗剪能力。
其次，还需要考虑巷道内部的附属设施和设备。
在设计巷道支护结构时，要合理布局支护元件和设备，以确保巷道的平稳通行和矿井设备的正常运行。
需要指出的是，巷道支护结构设计还需要进行全面的力学计算和有限元分析，以确保结构的受力合理和稳定可靠。
只有合理的结构设计才能确保巷道支护技术的有效应用。
三、监测与预警系统建设巷道支护技术的优化与改进不仅仅局限于支护材料和结构设计，还需要加强巷道的监测与预警系统建设。
通过安装传感器和监测设备，实时监测巷道内的应力、位移、温度等参数，了解巷道的安全状态。
同时，利用数据分析和预测模型，及时预警巷道支护结构的变形和破坏，采取相应的补救措施，避免事故的发生。
此外，还可以借助现代信息技术，建立巷道支护管理平台，对巷道支护技术进行远程监控和管理。
锚杆、锚索支护存在的问题
本矿从2000年开始大力推广锚杆、锚索支护,锚杆、锚索支护便作为主要支护方式被推广应用：岩巷、半煤岩巷以锚网喷支护为主，煤巷以锚网带（梁）支护为主，特殊地点（如顶板破碎、交叉点等跨度较大断面）加打锚索，架棚仅作为一种补强手段。
锚杆、锚索支护效果好、成本低的优点得到较好体现，对新峪煤矿高产高效建设产生了巨大影响和作用。
然而，从目前看，所揭露的巷道围岩赋存条件复杂，具有不确定性，地质预报手段落后，不能完全满足锚杆、锚索支护设计的需要，加上施工过程中控制及锚杆、锚索支护的隐蔽性，锚杆、锚索支护的安全质量必须有足够的保证。
一、影响锚杆、锚索支护的质量的主要因素：1、锚杆、锚索支护设计不够科学。
锚杆、锚索支护设计时绝大多数采用工程类比法，支护形式和参数不尽合理，有可能支护强度太高，造成支护强度过剩，浪费了材料；再者在松、散、软等特殊地质条件下支护强度可能不足，出现片帮、冒顶事故。
2、锚杆、锚索支护材料的质量不能完全达到要求。
如钢材质量、加工的螺纹质量、树脂药卷质量均直接影响支护质量。
3、锚杆、锚索支护监测仪器与技术不能满足现场施工需要。
常用仪器的精确度、实用性不尽完善，不能完全真实反映锚杆、锚索支护效果。
4、现有技术条件下，施工因素是直接影响锚杆、锚索支护质量的关键环节。
施工人员对锚杆、锚索支护理论的系统认识不够，对锚杆安装质量不到位，不能完全按设计施工。
施工中常见的巷道成型差，锚杆托板不切岩面，造成锚杆失效；安装过程采用的机具、工艺不同，导致临近锚杆安装后预紧力不同，支护阻力增长不同均影响了支护效果。
5、由于高强预应力锚索和全螺纹锚杆的延伸率的不同，致使迎头在施工完锚杆后，补强锚索支护，造成局部锚杆被压出，托盘松动，预紧力丧失，作为锚杆、锚索支护的效果较差。
而锚索成为主要支护，造成锚索的破坏。
6、现场顶板锚索施工过程中，顶板多为倾斜方向，不平整，水平度较差，而锚索的安装方向多为铅直方向，造成锚索托梁安装方向与锚索的安装方向不一致，致使分解了锚索的承载力，并受剪切而破坏。
煤矿掘进工作面巷道支护参数优化研究
煤矿掘进工作面巷道支护参数优化研究摘要：煤矿掘进支护施工是煤矿企业采煤工作中重要环节，因此施工期间需重点管控支护安全性、可靠性，以保障相关工序顺利完成。
为解决某矿掘进工作面巷道原支护方案和参数不合理导致的巷道围岩变形严重问题，根据实际的工程概况，分析了原支护存在的问题。
提出了锚网索+W钢带联合支护方案并进行工程应用。
监测结果表面：新支护方案下顶底板移近量最大为388mm，两帮围岩移近量最大为221mm，且顶板离层和锚索压力监测都符合指标要求，验证了支护参数优化后的可行性，为类型工况条件下得围岩控制提供一定的借鉴作用。
关键词：回风顺槽；支护优化；联合支护；围岩控制1工程概况某矿掘进工作面巷道布置于15号煤层，煤层倾角为2°～7°，煤层厚2.19--3.3m，平均2.75m，全区稳定可采，煤层结构简单，含1～2层矸石，夹矸厚度0.05m～0.45m。
工作面顶板多为K2灰岩，层位稳定厚度大，局部为泥岩。
底板多为灰黑色泥岩，局部可能出现灰色铝土质泥岩。
巷道北部为回风大巷、胶带大巷和轨道大巷，西部为另一个工作面采空区，东部为实体煤。
掘进工作面巷道设计长度2060m，沿15号煤煤层顶板掘进。
掘宽5000mm，掘高3100mm，巷道断面为15.5m2。
在巷道掘进过程中由于原支护参数不合理，导致在掘进过程中围岩应力较集中，顶底板围岩最大移近量可达715mm，两帮围岩最大移近量可达525mm。
巷道围岩变形问题亟待解决，需根据对已掘300m巷道的现场实际情况来优化支护参数。
2支护优化2.1原支护存在的问题（1）原支护顶板未配备W型钢带，起不到和锚杆联合支护的作用。
导致顶板围岩不稳定性增大，相同锚杆预紧力作用下，配备W型钢带对不稳定围岩效果更佳，能起到良好的支护效果。
（2）现场锚杆支护作业人员未按照巷道设计要求施工，导致锚杆、锚索不符合设计间排距，锚固力和预紧力也未达到规定值从而导致巷道来压后，顶底板及两帮围岩变形量较大。
焦家寨矿全煤巷道锚网索联合支护技术研究
目前锚杆支护技术已经普及全国大部分煤矿，但是对锚杆合理支护参数的研究却比较有限。
本文以隶属于山西省大同煤业集团的焦家寨煤矿为工程背景，利用弹塑性力学理论公式和FLAC3D数值模拟软件对综放煤巷变形机理进行深层次分析，提出锚网索联合支护方案对巷道变形的控制，并通过对焦家寨煤矿大断面切眼巷道顶板岩层的合理锚杆支护参数进行详细模拟和研究，得出合理的锚网索联合支护方案。
经井下试验巷道试验对支护方案进行进一步优化。
取得的主要成果有：(1)通过对2号煤层进行围岩地质力学测试，得出了焦家寨煤矿地应力、围岩结构、围岩强度等数值，为锚网索联合支护参数选取提供现场实测数据；(2)以理论计算和数值模拟为基础，探讨了巷道变形机理，并提出相关支护对策；(3)采用动态信息分析设计方法，利用FLAC3D数值模拟软件分别从切眼宽度、开挖方式、支护参数等多角度模拟了锚网索联合支护下围岩应力分布特征、巷道变形以及煤岩体中预应力扩散特征等，得出锚杆应力叠加范围、二次开挖的巷道稳定方式、锚杆预紧力与应力扩散范围成正相关的关系等结论。
为焦家寨22106切眼巷道提出最优支护方案。
（4）通过现场试验及巷道矿压监测论证了锚网索联合支护方案的合理性；关键词：锚网索联合支护，全煤巷道，`预应力场，动态信息设计方法Currently bolting technology has been used in most of the national coal mine, But there is a limited research of reasonable bolt support parameters. The engineering background of this paper is based on Jiao Jia Zhai coal mine which belongs to the Datong Coal Mine Group in Shan Xi province, elastic-plastic mechanics equations and numerical simulation software FLAC3D are used to analysis the deformation mechanism of the Steel Support, comes the result that the maximum deflection changes for the Steel Support when it suffered plastic deformation and plastic deformation. This paper also sta tes the tunnel’s deformation control by the supporting of bolt, net and anchor. Then come to the research of Reasonable bolting for big cut tunnel’s roof rock. On this basis, optimized solution is produced for tunnel’s bolt support. The main achievements a re as follows:1) Stress testing to the 2nd seam have been carried out , which shows that Jiao Jia Zhai coal mine’s obtained stress is too large;2)On the base of theoretical calculations and numerical simulations ,tunnel’s support deformation mechanism is discussed;3) Using dynamic information analysis and design methods, in order to provide the best supporting programs for Jiao Jia Zhai coal mine’s 22106 working tunnel ;4) Field trials and monitoring of tunnel’s bolting are used to demonstrate the feasibility promotion of bolt support in Jiao Jia Zhai coal mine;Keywords: Bolt-Cable andwire-Netting combined support; Coal Lane; Prestressed field; dynamic information design;目录1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (2)1.1.1选题背景 (2)1.1.2 选题意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)1.2.1国外研究现状 (4)1.2.2 国内研究现状 (6)1.2.3 存在的问题 (9)1.3 研究内容 (10)1.4 主要研究方法和技术路线 (10)1.4.1 主要研究方法 (10)1.4.2 技术路线 (11)1.5 研究条件及预计存在问题 (11)2 焦家寨矿煤巷围岩地质力学测试与评估 (13)2.1地应力测量 (13)2.2 巷道围岩强度测试 (17)2.2.1现有围岩强度测量方法评述 (17)2.3 围岩结构观测 (19)2.4测站布置及结果 (20)2.4.1各测站顶板岩层分布 (21)2.4.2地应力测试结果 (22)2.4.3围岩强度测试结果 (25)2.4.4顶板围岩结构观测及结果 (27)2.5 本章小结 (30)3 综放煤层巷道变形机理及影响因素分析 (31)3.1 综放煤巷变形力学机制 (31)3.1.1 煤岩组合层状顶板失稳机制 (31)3.1.2 煤帮破碎失稳增跨机制 (31)3.1.3 底鼓塑性流动诱发失稳机制 (32)3.2 巷道围岩变形影响因素分析 (32)3.2.1采动垂直应力集中 (32)3.2.2 围岩力学性质 (33)3.2.3 围岩结构 (33)3.2.4 巷道断面尺寸 (33)3.2.5 巷道支护形式与参数 (34)3.3 综放煤巷支护对策 (34)3.3.1 预拉力组合梁承载 (34)3.3.2 锚索减跨及强力悬吊承载 (35)3.4 本章小结 (35)4焦家寨煤矿2号煤层工作面巷道锚杆支护试验 (37)4.1 22106工作面切眼支护现状 (37)4.2 锚杆支护设计方法 (37)4.3锚杆支护初始设计 (38)4.3.1试验点调查和地质力学评估 (38)4.3.2 数值模型及边界条件 (39)4.3.3 模拟方案 (40)4.3.4 模拟结果及分析 (40)4.3.5支护方案 (54)4.4 本章小结 (57)5 工业性试验及矿压监测 (59)5.1 现场工业性试验 (59)5.2巷道支护效果监测评价 (59)5.2.1表面位移监测效果评价 (59)5.2.2 顶板离层监测效果评价 (62)5.2.3锚杆受力监测效果评价 (64)5.3本章小结 (65)6 结论与展望 (66)6.1 主要结论 (66)6.2展望 (67)参考文献 (68)致谢 (72)1绪论经济的发展和社会生产是建立在能源生产的基础上，在我国已探明储量的常规能源中，煤炭资源占有率超过90%。
矿煤巷锚杆支护技术优化研究
矿煤巷锚杆支护技术优化研究发布时间：2021-12-30T06:58:26.529Z 来源：《中国科技人才》2021年第24期作者：张明强[导读] 巷道支护技术发展到今天，锚杆支护显著的优越性已成共识。
锚杆支护在煤矿现场的应用发展迅猛，然而，由于锚杆支护理论的发展相对滞后，井下锚杆支护设计往往与巷道围岩稳定性不能相互匹配，支护设计结果无法实现最优化。
因此，科学地寻找锚杆支护设计在安全和经济两方面之间的最佳点，对矿井安全生产和经济效益的意义是显而易见的。
张明强山东新巨龙能源有限责任公司 274918摘要：巷道支护技术发展到今天，锚杆支护显著的优越性已成共识。
锚杆支护在煤矿现场的应用发展迅猛，然而，由于锚杆支护理论的发展相对滞后，井下锚杆支护设计往往与巷道围岩稳定性不能相互匹配，支护设计结果无法实现最优化。
因此，科学地寻找锚杆支护设计在安全和经济两方面之间的最佳点，对矿井安全生产和经济效益的意义是显而易见的。
关键词：锚杆支护；参数优化；应用成功的锚杆支护设计是依据支架与围岩的共同作用原理，使巷道围岩稳定性类别、围岩岩体结构、巷道断面特征、巷道用途、服务年限、围岩地质构造及地下水的影响程度等条件与锚杆支护的结构组成、工作原理和技术参数相协调。
巷道锚杆支护结构的优化选择的目的就是为了解决在一定的工程地质和生产技术条件下，如何选择与巷道围岩稳定性的状况相匹配的合理锚杆支护强度、支护形式以及最优的锚杆支护参数区间。
1 锚杆支护系统优化选择的基本思想巷道围岩稳定性分类是以巷道掘进以后围岩中产生的变形和破坏特征为基础，将巷道围岩稳定性按支护的难易程度进行分类，以便为巷道支护设计、施工以及管理提供科学的依据。
在锚杆支护系统中，支护所受的压力及其变形，来自巷道围岩在自身平衡过程中的变形或破裂导致对支护的作用，因此，巷道围岩性态及其矿压显现的规律对锚杆支护的作用有重要影响。
锚杆支护系统优化选择的主要内容包括两个方面，即锚杆支护结构形式的选择以及锚杆支护参数的选择。
某煤矿顺槽巷道锚网支护系统研究方案
(3 锚固 ) 材料
锚索选用破断力260 . 7k N 的的钢铰线。
每根锚索采用2 个K2350、1 个2 2350
的树脂药卷锚固， 每根锚索的预紧力必须达到
100 k N 以上 。
3 支护经济效益分析
经过计算， 7 煤层回采道采用1 # 工 如果1 1 字钢架棚支护， 支架顶梁长度2 . 42m ， 棚腿长 2 .3m ， 棚距0 . sm ， 支护费用为57 . 1 元/ m。 9 8 采用 “ 梯，支护后， 锚+ 其支护费用为16 元/ 7 m， 锚网支护巷道比架棚支护巷道降低成本
山东济宁
23500 )
通过分析可以看出， 该支护系统具有良好的经济效益与社会效益， 在煤矿巷道的 摘 要: 本 文介绍了 矿1 煤顺槽巷道锚网支护系统， 某煤 7
支护效果 文献标识码 : A
文章编号: 1672一 3791(2007)04(c)一 0035一 1 0
1 概述 某煤矿 1 煤回 7 采工作面顺 槽属于半煤岩 巷， 该煤层顶板虽有时变相为灰岩， 较坚硬， 但 通常以细粉砂岩为多， 该岩层节理裂隙发育， 破碎易冒， 稳定性差。底板为粘土岩 ， 致密较 坚硬， 遇水膨胀。原设计支护形式采用工字钢 棚， 这种支护形式劳动强度大， 支护速度慢， 一 直制约着劳动生产率的提高和安全状况的根 本改善。 为此， 急需对1 煤层顺槽巷道的支护 7 形式进行改革。在充分调研的基础上， 决定使 用先进的 “ 梯十 ( 或 “ 网十 锚十 喷" 锚十 索)” 支
4 12 .68 元 / m 。
向 每个断面间 距取1.om。
锚梯喷(锚网梯)支护时， 采用锚杆紧跟迎 头的支护方式， 前排锚杆距迎头超过 1 0 mm 0 时及时锚挂。在锚喷支护中， 当围岩稳定性较 好， 采用先锚后喷的方式; 当围岩稳定性较差 护技术。 时， 锚杆间排距缩小为0 .7m ， 首先及时喷射不 小于20nlm 厚的混凝土封闭围岩， 紧接打锚杆 2 支护参数的设计 挂金属梯， 复喷到设计厚度。如果不采用喷 2.1 锚杆支护设计 浆， 则采用挂金属网。 当顶板为完整的石灰岩且厚度大于 1.O ln 锚杆规格: 中l x l6 肋nm;金属梯规格: 6 ( 时， 巷道顶板不支护。当顶板石灰岩厚度小于 8 1 0 x 601 ， llm 锚固剂采用中2 x 4 0mm 中 8 5 等于 1. om 或为页岩时， 顶板采用打锚杆、挂 用量不少于每孔1块;托盘采用 金属梯、 喷浆联合支护， 喷桨封严金属梯(顶板 速树脂锚固剂， 厚6mm 的金属托盘。 如果不喷浆， 也可以挂金属网)。 巷道两帮采用 长 x 宽= 120 x 120mm， 锚杆l 排距:900 x l 00O d e ’ lllm 喷浆支护(主要是岩石部分， 煤帮部分可不喷)。 安装要求: 中间排锚杆要垂直巷道轮廓线 施工中严禁空顶作业。 两边排锚杆按规定角度布置。 迎头遇有断层等地质构造或岩层松软破 或岩层层理面， 外露长度‘ 碎时， 时改变支护方式， 要及 加强支护强度， 及 距工作面不大于一个锚杆间距， 50mm ， 拉力‘70k N 。 时编制补充措施。严禁空顶作业。 (2 两帮: 根据计算， ) 两帮不支护锚杆， 但 (1) 临时支护设计 封闭两帮裂隙防止扩展， 巷道顶板采用前探梁做为临时支护， 前探 为了防止岩石风化， 喷层厚度30mm 以上。 梁规格为中7 x 270 画的钢管， 2 0 用套筒螺孔 对两帮喷浆支护， 与顶板锚杆固定， 前探梁最大空顶距为 1.7m， 2.2 锚索支护设计 正常条件下， 可以不使用锚索支护， 但断 前探梁端头距迎头不大于0 . Zm ， 前探梁后端 用长 1. Zm 、宽 0 . Zm 、厚0 . 15m 的小板梁 层及围岩极破碎地段应加打锚索。 (1 锚固机理 ) 背实顶板并用大木楔加紧， 大木楔规格: 长 x ①预应力锚索， 可将上位的顶板加固成为 宽x 厚= 350 x 250 x 200 画。 称之为 两巷、切眼、嗣室、绞车窝前探梁正 一个具有较强承载能力的上位压力拱， “ 拱” 外 。 常使用3 根， 备用 1根。车场前探梁正常使用 ②“ 外拱”不仅能保持自身的稳定性， 4 根， 备用 1 根。 而且成为下位由常规锚网支护形成的平衡拱 (2 永久支护设计 ) 内拱”赖以保持稳定的基础; 巷道采用锚杆喷桨作为永久支护， 支护材 即 “ ③通过适当的间排距， 锚索将使得巷道顶 料规格为中1 x 1600二左旋无纵筋螺纹钢锚 6 杆， ’排距9( x lo( “， 锚杆l d e ) X ) X 规格中28 x 450 板岩层沿着走向、侧向方向上形成一个全方 有 压 的承 体， 全 位 的 载 达到 方 锚固 . 的快速树脂锚固剂， 金属梯规格: 长 x 宽 位具 挤 应力 = 160O x 60 二， 金属网为直径3. srO rn冷拔钢 效 果 。 2 ( )锚固参数 丝编制的方格网， 网的规格为:长 x 宽= 2700 考虑到巷道断面尺寸、围岩及施工条 x l0 伪 m(取决于巷道宽)， ) ( 旧 网格为长 x 宽=6 0 选取锚固参数如下: x 60mm， 要压茬联结， 网 联结点要均匀布置， 件， ①锚索长度。考虑到锚索能够深入到上 间距 150mm 根据 1 煤顶板情 7 如果不采用金属网， 则采用喷射混凝土， 部硬岩部分不小于 1 . Om ， 况， 考虑到外露部分 100mm ， 锚索总长度可取 喷体厚度3omm。 4m。 如果围岩十分破碎可适当加大锚索长度。 ( 1)顶板 ②锚索间排距。每个断面布置2 根锚索， 按悬吊理论可以计算出锚杆参数为:锚固 宽度在3. 2 米以下时每个断面布置1根锚索， 长度 1. 6m ， 锚杆间距、排距为2 . s m 。 每个断面的间距2 米。 按照顶板锚杆能够承担巷道断面内破坏
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
煤矿巷道锚网索支护优化研究
摘要：通过对某公司工作面巷道的支护方案优化进行分析，探究常规支护方案的不足之处，并且通过计算机软件，提出煤矿巷道的锚网索支护优化改进方案。
关键词：煤矿巷道锚网索支护优化
在煤矿巷道支护中，锚网索支护方案是主要的支护手段，但是由于巷道的开采深度以及位置的变化，导致整体支护情况受到一定的影响，在此情况下，应该对煤矿巷道锚网索支护情况进行优化研究。
1工程概况
某公司煤矿东南翼以及水洞沟深部勘测区从+750m到地面，煤层由倾斜变成直立状态，另外，在断层附近，存在较大的倾斜角变化，深部勘探区的地段倾斜度为12°-20°，平均倾斜度在16°左右，在落差20m以上的环境中，主要具有3个断层，断层为南北走向，在该地区中，西部和深部的岩浆活动相对强烈，而在东部地区较微弱。
2工作内容
2.1锚杆阻力检测
在支护中，主要应用锚杆测力计检测轴向力，在煤矿+200m开采区中，对于86巷道设计两个监测点，每隔30m左右一个断面，在顶板以及两侧安装锚杆，应用阻力检测仪进行检测，煤层厚度为2.8-3.4m，倾斜角为9-11o，在对煤层特征分析后，需要对顶底板的情况进行分析，可以发现，在巷道的整体变化中，应力主要由两帮承担，顶部锚杆的支护效果已经失效，巷道顶板在浅部已经逐渐离层，对巷道的整体产生了较大的影响。
2.2相对位移检测
在巷道的整体支护中，需要对相对位移情况进行检测，以此来确定整体的使用情况，在86巷道支护中，间隔30m具有位移断面检测，在顶板基点附近安装锚杆，在中央位置锚固1m短锚杆检测顶底板的位移量以及巷道的变形情况，根据现场的监测可以发现，在巷道的支护中，存在底鼓情况较为严重现象，致使巷道出现围岩的松动，对巷道整体的承载力产生一定的影响，进而导致巷道的载荷高度增加，因此，在设计的过程中，初期的支护方案存在一定的不合理性。
2.3围岩松动圈
围岩松动圈表示应力超过一定的范围，现有的支护手段已经难以满足支护需求，其主要表现在破碎岩块啮合不垮落，但是裂缝逐渐扩张，在86巷道的设计中，松动圈值达到150cm左右，属于一般稳定围岩，通过设计锚杆，可以对其整体支护参数进行分析，其具体数据如表1所示。
表1 86巷道力学参数分析表
通过上述的分析可以发现，在巷道的设计中，可以采用组合拱理论来进行设计，以便满足巷道的锚网索支护需求。
3设计优化
3.1材料选择
锚杆选择：直径20mm；强度为335MPa，采用左旋无纵筋螺纹钢。
锚索选择：设计预拉力大于200kN，预拉力为130kN，采用树脂锚固剂加长锚固。
3.2优化方案
在86巷道的整体锚网索支护优化中，需要对锚杆的支护方案进行优化设计，在设计过程中，主要采用FLAC数值模拟软件进行分析，在分析中，可以确定围岩的应力和位移情况，
通过软件的分析可以发现，测量模型的长宽高分别为30m、10m和22m，选用的顶板锚杆直
径为20mm，长度为2200mm。
在两帮的锚杆设计中，直径设计为20mm，长度为2200mm；在锚索的选择中，直径和长度分别为15.4mm和6200mm；在金属网的选择中，主要选择
50mm×50mm的网格尺寸。
在锚网索工具选择完成后，需要对整体的设计方案进行优化，因
此需要通过计算机软件来确定相应的参数，以此来优化方案设计。
4参数优化
4.1模型建立方面。
在86巷道的锚网索支护方案设计过程中，需要根据相关的资料进行
分析，建立现有锚杆、锚索、钢带以及模型等支护模式，在计算机分析的情况下，可以确定
模型的上边界具有16MPa的应力，Z轴方向具有一定的载荷。
其水平和垂直方向的应力情况
分析如图1、图2所示。
4.2在锚杆支护优化过程中，需要对数值进行模拟分析，发现在锚杆的应力情况下，可以
将锚杆连接成为整体，在压力的分析下，可以对巷道的围岩起到较好的支护作用。
另外，通
过系统的整体优化分析可以发现，锚网索优化设计过程中，可以确定应该采用直径20mm，
长度为2200mm的锚杆，并且锚杆的间排距为800mm×800mm，在锚索间排距的设计中，应
该设计为1200mm×1600mm。
采用该数据方案，可以最大程度地保障锚杆的支护强度，从而
可以保障巷道的安全性。
5支护方案的确定及效果
在支护方案的确定中，对于掘进正常地段，主要采用20mm直径以及2200mm长度的锚杆，配合钢带以及金属网进行支护，锚杆的间排距为800mm×800mm，在靠近帮角位置，采
用倾斜10°的布置，锚索的长度为7.5m，直径为15.2mm。
在断层地质的设计过程中，对于
巷道的支护设计需要根据实际情况进行分析，在巷道中，通常存在围岩状况差以及底鼓的现象，需要对常规的支护方案进行调整，需要在巷道两帮底角固定直径20mm以及长度
2200mm的锚杆，发挥锚杆的控制作用，其可以有效地提升支护的稳定性。
其具体支护方案
优化如下：
5.1在长锚索的优化中，原设计采用14mm直径的锚索，载荷约为300kN，经过改进后，
采用15.2mm驻沪办发的高强度低松弛预应力强力锚索，其载荷达到600kN，延伸率达到7%，提升锚索强度和可塑性。
5.2在托盘的改进中，选择Q2345锰钢，中部制作为弧形，可以提升托板的承载能力以
及让压性能，另外可以改进锚索的受力状态。
5.3在锚杆数量的设计中，采用直径20mm的锚杆，其载荷为600kN左右，提升了锚杆
的强度。
在支护方案确定后，需要对巷道的支护效果进行优化，对86巷道进行位移检测，
通过监测可以发现，巷道的两帮位移量为210mm，位移的速度为22mm/d，顶板的下沉量为182mm，移动速度为15mm/d，通过对巷道位移的分析中可以发现，巷道支护的变形情况在
可控的范围内，说明巷道的支护稳定性相对较为良好。
结论
在煤矿巷道锚网索支护优化设计中，需要对常规的支护方案进行优化，以此来提升巷道
支护的稳定性。
本文主要结合某公司煤矿的86工作面进行分析，通过分析可以发现，在支
护方案优化设计中，需要对巷道支护的位移以及阻力进行检测，在确定其问题后，通过计算
机软件来实现对支护方案的优化设计。
在巷道的优化设计中，需要选择20mm直径以及
2200mm长度的锚杆，配合钢带以及金属网进行支护，锚杆的间排距为800mm×800mm，在
靠近帮角位置，采用倾斜10°的布置，锚索的长度为7.5m，直径为15.2mm。
而在断层支护中，需要添加锚杆进行综合调控。
参考文献：
[1]陈青峰.锦瑞煤矿巷道围岩分类与锚网索支护技术应用[J].煤炭工程，2016（12）：46-49.。