锚杆锚索支护在大煤沟矿的应用

锚杆锚索支护在大煤沟

矿的应用

文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

锚杆锚索支护在大煤沟煤矿的应用

摘要：在煤层及煤层顶底板泥岩、炭质泥岩中施工水仓，采用锚杆

锚索挂金属网喷浆封闭的复合支护技术，改变了围岩的应力状态，提高

了岩石的自身承载强度，解决了在松软岩层中施工水仓的工程质量及进

度问题，取得了良好的使用效果。

河南省义马煤业集团下属煤矿青海省义海能源公司大煤沟煤矿设计

生产能力为60万吨/年，矿区煤田为中生代侏罗系不粘结煤。可采煤层

为F 1、F 2煤层，F 1煤层平均厚度为16米，F 2煤层平均厚度为6.5米，煤

层赋存稳定，结构简单。两层煤层间距2~3m ，顶板为中~粗粒砂岩，不稳

定。底板为深灰色泥岩、炭质泥岩及细砂岩。该矿在施工井底水仓时，

由于井底水仓内外仓均布置在F 1、F 2煤层中。在考虑支护形式时，通过现

场调查和理论论证相结合的方法，确定了井底水仓采用锚杆锚索挂金属

网喷浆联合支护的方法。

一、 支护原理

1.锚杆锚索是通过围岩内部发挥其支护作用的，也就是变巷道

被动支护为主动支护，提高巷道自身的承载力。锚杆锚索与围岩共同

作用，成为一个整体。由于锚杆锚索的强度和刚度大于围岩的变形，

从而在锚杆锚索对围岩施加作用力时，该力一方面改善围岩应力状

态，另一方面通过对裂隙岩体施加挤压作用，从而大大提高了围岩的

抗剪、抗压强度，以及围岩自身的承载能力。

2.由于锚杆锚索的抗拉作用，当锚杆锚索穿越破碎岩体深入到

稳定岩层时，对不稳定岩层起到悬吊作用。

3.开掘巷道以后，巷道围岩中应力状态由原来三向应力变为两

向应力，顶板下位岩层受水平应力的作用，岩层容易失稳被破坏，而锚杆锚索的作用就是在失去一向应力的方向上，给岩层提供一个约束力，提高岩石的强度，使得岩层形成能承载的支护结构。

4.由于掘进的断面小，顶板通过锚杆的悬吊、挤压作用可以形

成有效的承载梁，同时在施工中安设的锚索，可以起到进一步加固的作用。

5.为防止掘进巷道暴露岩面风化，采用挂金属网喷浆封闭的办

法，有效阻止了岩面与空气的接触，防止了风化现象的发生。

二、支护选型

1、顶板支护

⑴锚杆支护。选用￠20×2000mm的左螺旋纹锚杆，CK2340型

树脂锚固剂、Z2388型树脂锚固剂各一条，使用￠130×8mm的冲压碟形垫片，并配合金属网进行支护。间排距800×800mm，锚杆采用矩形布置。

（2）锚索支护。选用￠15.24×5000mm的锚索，配套使用CK2340型锚固剂两条及槽钢拖梁，MX型索具。整个巷道顶部及两肩各打一排锚索，锚索成花形布置，排与排之间间距1.5m，排内锚索间距3m，锚索滞后工作面5m。

（3）加强支护。刷扩后在巷道正中采用带帽点柱加强支护，柱帽长1.0m，柱距2.0m，柱帽方向垂直于巷道掘进方向，并用木楔打紧打牢，点柱直径不小于0.18m，高度不小于3.0m。点柱必须挖柱

窝，柱窝必须挖到实底上，深度不小于0.2m，点柱距迎头不大于

5m。

2、巷帮支护

两壁采用锚杆加金属网喷浆支护，喷浆厚度100mm，锚杆型号同上，间排距800mm。

3、水仓底板的处理

由于水仓底板多为泥岩、炭质泥岩及细砂岩，遇水易膨胀，会对水仓造成很大破坏。为解决此类问题，矿方采用标号为200的混凝土现浇底

板，并采用钢绞丝、钢筋作预应力钢筋。现浇混凝土的厚度为300mm。此

办法彻底隔绝了水与底板泥岩的接触，解决了水仓底板泥岩遇水膨胀对水

仓的破环。

井底水仓采用锚杆锚索支护后矿山压力无明显显现，围岩变形量最大不超过2mm。顶板及两帮在支护后基本处于稳定状态，不存在巷道裂

缝、片帮及冒顶现象。

三，效果分析

1.安全方面。井底水仓有效空间增大，增加了水仓容积。锚杆支护

下整个空间比砌碹等被动支护下的空间安全，采用锚杆支护能及时控制

围岩，并充分利用顶板的自承压力，抑制顶板离层，防止冒顶事故的发

生。

2.经济方面。按４００ｍ长度的水仓计算。材料投入方面，锚杆支

护比砌碹支护少投入材料费４２０元/ｍ。用工投入方面，锚杆支护比砌

碹支护少用工１１个/ｍ。按每工１００元计算，合计节省费用１１００

元/ｍ。掘进速度方面，井底水仓总工程量320米，锚杆支护比砌碹支护掘进速度快１.６～２.０月，平均１.８月。