正阳矿回采巷道锚杆支护设计的研究

好时， 其组 合 梁的极 限跨 距 计算结 果见表 ３ 。
表３
（） １组合 梁 的理 论厚度 ｈ ｏ
√
式 中 ： — —松 动范 围 内分层 抗拉 强度最小 值 ； 极 限跨距均 大于 ８Ｏｍ， 大 于 巷道 的跨 距 ， ．ｃ 远 即
在 松动 处以下 岩梁完 整 的情况下 自身承载 能力 远大 于所承 担的载荷 。
式中：ｌ ｄ——锚 杆外露 长度 ， 常为 ５ Ｏｍ； 通 一ｌｃ
ｄ— 锚 杆锚 固段 长 度 ， 常 ∞ 一 ’ 通 加吼ｌ 。
于分层层 面 的抗 剪 能力 。 按最 危 险 的情 况 考虑 ， 即 梁内最大剪 应力 点位 于 分 层层 面 上 ， 组 合 梁将 发 则
２３３ 错 杆 间王 ａ ．． 巨
“ ＝１２… 川 ） ，、
（） ４ 比较 值 。若 各分 层 最大 挠 度相 差 不 大 ，
表２
ｒ Ｉ
则组 合 梁厚度 ｆ ， ＝＝ 组成 岩层 散 ｒ＝ｎ。如果 存 在 自身 梁最 大挠度 相 对过 大 的岩层 分层 （ 差 一 个 相 数量 级 ）如第 ｍ 层 ， 两种 情 况处理 。 当 ｔ ， 分 ＝ｋ ≥ ｈ 时 ，、 不 变 ； ｆ ＜ｈ ， ０ ｒｔ值 当 — ０时 令 ＝＾ ＝ ｏ
０ ５ ３ 部 ０ ５ ．ｍ。 ．ｍ；９ 深 ． —０ ６
Ｉ２ 岩 石 力学参数 的测定 ． 为 了解 所研究 区域 内煤层 顶板 岩石 的主要物 理 力学 性 质 ， 三个 区域 的煤 层顶 板 进行 取 样 和 实验 对
室测定。 其结 果如表 Ｉ 所示 。
表 Ｉ 岩石力学参数测定结果
１． ｍ 。 ５
移、 离层 、 层 弯 曲垮 落 等 三个 变 形 位 称 阶 段 。此 运 时， 锚杆 支护组合 粱 作用 的实 质 是通 过锚 杆 提 供 的 摩擦锁 紧作用或 抗 剪切 力 ， 高 被锚 固段岩 体 的整 提 体强度 ， 防止锚 同段 的 岩体 分 层 治层 面 滑 移 和沿 纵 向裂隙 的产生 ， 锚 同后 的岩 层 具 有较 高 的 自承 和 使
（） ２ 对应厚 度 ＾ 直 接 位于 巷 道 上方 的 ｒ层 ０取 ｌ
，１
的安全系数 以锚杆初撑力 Ｐ 代 替 Ｐ 并设 Ｐ ＝３ ｏ ， ｏ
００ｋ／ｍ ， ０ ｇ ｃ ２粱的跨度 为巷道 宽 度 ， 它 参数 为 对 其 应岩层 的力学 参数 。根 据 前 面所 述 ， 区域 计 算 结 各
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第１ 期
周立光等： 正阳矿 回采巷道错杆支护设计的研究
‘４ ・ ９
（ ｇ ｅ ２ ， 常 ， 于 距 离 地 表 深 度 为 Ｋ ／ｒ ） 通 ａ 对
＝
处 的巷 道 ， 层 岩 层 平 均 容 重 为 Ｖ时 ， ｌ 上 ｑ
＝ Ｖ・ 。 耳
扩参数 ， 并应用 于现场实际， 取得 了良好的经济破益。
关键词 ： 回采平巷 ； 屉状岩层； 锚杆 支护
中圈分类号： Ｉ ５ ． Ｔ￣ ３ ６ ３
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：∞８ ２ （０ ０ — Ｏ８ ０ １ 一 ５２ 叭）ｌ Ｏ ４ — ３
０ 概 况
鸡西矿 务局 正 阳煤 矿位 于鸡 西 市 北部 ， 井下 地
生剪切破坏。当采用端头锚固式锚杆进行支护时， 组台 梁发生 沿层 面滑移 的强度 条件 为 １ｇ ． 妒＋Ｃ≥ ｔ
ｒ ， ： 一 即
３ 一４ 吐 ０
≥
。２ ≤√
式中 ｐ ——锚杆安装预紧力。
３ 理论 应用
根据 以上 的理论 分析 ， 阳矿 回采 巷道 锚 杆 支 正 护 参数计 算如下 ：
为考 虑其它 因素 的安 全 系数 ， ｎ＝
１． ～２． ０ ０。
据成巷 方式 和顶 板裂 隙发 展状 况 ， 断裂层 面的 粘 结 力 取 为 Ｃ＝０５Ｍ ａ ． Ｐ。以 各顶板最 大松动 点 为界 限 ， 其下 为组 合粱 。锚杆 设 计 方 案计 算 中 ， 为增 加 计 算
Ｊ ｖ
——综合 系数， Ｎ：！
：２３～ 。 ． ８
其 中 为 岩 层 长 期 蠕 变 影 响 系 数， ｆ＝０ ５—０ ７ 恐 为 岩 石 强度 ． ．；
３２ 锚杆参数 ．
正 用矿 回采 巷道 支护 采用端头锚 固式锚杆 。根
的许 用 安 全 系 数 ， ＝２５—５ ｎ 恐 ． ；
中 为抗 弯模 量折 减 系数 ， 组成组 与 合梁 的岩层 数 量有关 ， 值 参见 表 ２ 取
为组合 梁厚度 ；
注 ： 一 组 为浅 部 ２ 。 顼板 细 砂 岩 岩 样 ； 二纽 为 深 部 ２ 层 第 ９层 第 ９ 顶 板 细 砂岩 岩 样 ； 第三 组 为探 郁 ３ 层 顶 饭 中 细砂 岩 岩 样 。 ７
． 。
Ｃ ａ ｅｈ ｏｏｙ ｏ ｌ ｃ ｎ ｌｇ Ｔ
２ ０ｌ ０
ｉ ｌ 工切削 蚕 数帕优 化 ｉ ｆＵ加
于风云 马光锋 张经充 ， ，
（． Ｉ 黑龙江科拄学院 机械系， 黑龙江 鸡 西 １ １ ； 辽宁工程拄术大学 机械系 ， 宁 阜新 １ ￣ ； ５ ０ ２ ８５ ＿ ｉ 工 ２Ｏ ３
浅部 ） 及深 部 ３ 层 。 回采 巷 道 断 面 为矩 形 。其 中 ７
２ 层 为半煤岩 巷道 ， ９ 宽度 ２８ 高度 ２４ 采用普 ．ｍ， ．ｍ， 掘 ， 板采 用 两 排 锚杆 支 护 ；７ 巷 道 为煤 巷 ， 顶 ３ 层 巷 道宽度 ４Ｏ 高度 ２８ 采 用 综 掘 ， 板 采 用 三排 ．ｍ， ．ｍ， 顶 锚杆 支 护 。锚 杆 设 计 长 度 １６ 间 距 ｌ２ 排 距 ．ｍ， ，ｍ，
模型。
分别在 ２ 层 的浅部 和深 部及 ３ 层 深部 设置 ９ ７ 测 区进行超声 波 观测 。测 试 工作持 续 一个 月 ， 获得 数据 １０ ００多个 ， 经过分析 处理得 出各 测 区 的橙动范 围， 别 为 ：９ 分 ２ 层 浅 部 ０８～０９ ２ 层 深 部 ． ．ｍ） ９
２ 理论研究与分析
２ １ 层状岩层中锚杆支护作用殛参数计算模 型 ．
根据层状岩 层 中巷道 的矿 压显 现 特点 ， 尤其 在 分层厚 度较小 、 强度 较低 的煤系 岩层 中的 回采 巷道 ，
在长 期无支护情 况 下 ， 巷顶 板 岩 层将 经 历描 层 面滑
质 条件较 为复 杂 ， 同时 开 采 的煤 层 为 ２ 层 （ 部 、 ９ 深
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第 ∞ 卷第 ｉ 期 ２ ０ 年 １月 ０１
煤
炭
技
术
坩
∞， ． №
Ｃ ａ Ｔｃｎ ｌ ｖ ｏｌ ｅ ｈ ｏ ｅ ｏ
Ｊｎ． ０ ａ ，２ ０１
正 阳 矿 回采蕾 厘 锚 杆支 护 设计 徊酬 究
周立光 张霞华 王社新 ， ，
金 属 切 削加 工 的效 率 、 量 、 济 性 等 ， 到 机 质 经 受
因 影响和 约； 素的 制 如何合理调节 各种影响 和制约
因素 的数值或状 态 ， 使它 们达 到最 佳组合 ，以求 获
表 ４ 锚 杆参数计算结果表
年成 巷 ６８Ｏ ｍ． 安装 锚 杆 ９ ８２根 ， ４ 少 ０ 巷道 状 态 良
０ ５ ０ ６ 以最 大松 动处 为边 界 ． ．ｍ、．ｍ， 当岩层 完整性 较
２３ 端头锚 固式锚杆支护参数计算 ．
根据 巷道顶 板松 动 范 围 的超 声波 测 定 结果 ， 可 得 顶 板 的松动 高度 ＾， 动 范 围内岩 体 的重量 即为 橙 组 合粱 上作用载 荷 口 。
２ ３ １ 组合 粱厚度 ｆ 组成 岩层的数 日ｒ ．． 及 的确 定
（． １ 黑龙 江 科技 学 院 资 源 与环 境 工 程 系 ， 龙 江 鸡 西 １８０ ； 双 鸭 山 矿 务局 东 尊 二 矿 ， 龙 江 双鸭 山 １５１ ） 蒜 ５ １５２ 黑 ５ １０ １
Ｉ
摘
要： 通过现埽削定和理论分析 ， 确定出 了正 阳矿 ２ ’ （ ９ 层 深郜、 浅郜） ３ ’ 回采巷 道锚杆 支扩的合理 支 及 ７层
承载能 力 。
Ｉ 现场 及 实 验 室测定
Ｉｉ 顶 板松 动范 围的测定 ．
设 巷道顶板 宽度 为 ， 巷道 顶 板锚 杆 成 排 布 沿 置， 闯距 和排距均 为 ａ， 使直 接位 于巷道上 方 的 ｒ 层 岩层在锚 杆的作用 形成 组合 岩体 。以相距 单位长 度 且 垂直 于巷道轴线 的两 个 平行平 面切割顶 板而 形成 组 合岩 梁 ， 以此作 为 回采 巷道 锚 杆支 护 设计 的计 算
札 —— 组 合梁 失 稳 力 矩 ， ＝ ・ ｌ 其 中 ｇ。
为 垂直 力 影 响 系数 ， 近似 取 ０３～ ． ０６，口 为 原 岩 应 力 场 中 垂 直 应 力 ． ｌ
收稿 日期 ：０ 一 ９ ８修 订 日期 ：０ Ｄ １ ２ ２∞ ０ —１ １ ２０ 一０ — ０ 作者简 介： 周立光 （９２ ， 黑龙江鸡 西人 ， １７ 一） 男， 现从事教学工作 。
好 ， 年 累计 节省 费用 ５ 万 元 ， 全 ０余 取得 了 良好 的技
术经济效 果 。 （） １ 回采巷道 锚杆 支 护 设计 必须 建 立在 现 场 实
际测试 和理论分 析 的基 础 之上 ， 能取 很 良好 的技 才
术经济效 果 。 根据 ２ 层 浅 部 巷 道 层 状顶 板 活 动 特 点 ， ９ 顶板 活动初 期从 两帮 附近开始 ， 锚杆布 置成折线 形 ， 故 长 度为 １２ｍ， ． 排距 为 １５ｍ。２ 层 深 部 巷 道 顶板 锚 ． ９ 杆布置也 采 用折 线形 ， 长度 为 １０ｍ， ． 排距 为 ２０ ｍ ． 。
正 璃 性 和 可行 性 。
关 蕾词 ： 钻 加 工 ； 化 ； 削 用 量 优 钻
中围分 类号 ：Ｈ ６ Ｔ １６
文棘标识码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ １ ８一盯２（∞１０ 一Ｏ５ 一０ ０ ５２ ）１ ＯＯ ２
床设备 能力 、 削用量 、 切 刀具结 构 和工件材 料 等诸多
Ｏ 引 言
３ 鸡 西 市 选煤 厂 ． 黑龙 江 鸡 西 ］８Ｏ ） ５ ］Ｏ
摘
要 ： 削加 工用量的选择 对于提 高生产率 、 生产成本 、 高产品质量等都 有着直接的影响 。本文通过 钻 降低 提
对钻 加工切 削参数教 学模型的建立 ， 对钻 耐用量进行优化 ， 井结合 实例 ． 出了最优 参数 ， 蛤 验证 了谈模 型的
３ １ 极 限跨距 ．
式中：
． ——锚 杆杆 体 张力 提 供给 组合 梁内 的 ｃ — 分层 层 面的 内摩 擦角 和粘结力 ； —
静等效正应力 ：
、
组 梁 大 应 ， ｝ 合 最 剪 力 一： 。
其中， Ａ为组 合粱 的横截 面积 。
根据 观测结果 的分 析 ， 出 了在 无支 护 状 态 下 得 三个 区 域 巷 道 顶板 的 橙 动 范 围 ， 别 小 于 ０７ 分 ．ｍ、
根据材料 力学 ． 合 梁 弯 曲破Βιβλιοθήκη Baidu坏 的 强度 条 件 为 组
帆 ≥ 一， 即
Ｗ． 一 ｄ ． ≥ ｑ． ／１ ｑｌ ２
ｋ， 重新从（ ） ２ 开始验算， 直到取得最终的 ｒｆ 、 值。
２ ３ ２ 锚杆 长度 ｄ ．．
ｄ＝ ｄ ＋ ｆ ｄ ｌ ＋ ２
根据 有关资 料 － ， ｌ 组台 梁 的抗 剪 能力 主要 取决
果如表 ４所示 ：
岩层 ， 即分层厚度 ｛、 、 ｒ｝ １２ …、ｌ满足 三ｈ≥＾ ｏ
（） ３ ｎ层 岩层 自身 岩梁 在 白重作 用 下 的最 大挠 度
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第 如 卷第 １ 期 ２０ 年 １ ｌ ｆ１ 月
煤
炭
技
术
Ⅷ ．０ Ｎ ． ２ ． ｏ
２２ 组 合岩梁 强度分析 ．
以无支护条 件下 顶板 松动范 围 内岩 层重 量之和
口作 为组合 梁的载荷 。 由于原 岩应力 场 中垂 直应 力 所引起 的横 向力使 梁 的稳 定性 进 一 步降 低 ， 合 梁 组
的抗破坏 力矩 式中 一 为
Ｍ ： Ｗ ’ — Ｍ ｄ
组 合梁 的抗 弯 模 量 ， ：Ｋ，２６ 其 ｔ／ 。