浅谈煤巷锚网支护_三性_及预防

浅谈煤巷锚网支护“三性”及预防

郭德春,王　剑

(兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿,山东邹城　273513)

摘　要　煤巷锚网支护技术由于其先进性、技术性和优越性近几年在煤矿得到广泛应用,但因煤巷锚网支护“三性”的存在,导致了多起冒顶事故的发生,该文通过对锚网支护“三性”的分析,全面论述了不同条件下煤巷锚网支护巷道合理参数的选择和巷道支护的监测方法,为煤巷锚网支护安全奠定了基础。

关键词　锚网支护　三性　支护材料　支护方式　支护监测

中图分类号T D353 文献标识码　C

1　煤巷锚网支护“三性”的实质及预防

所谓煤巷锚网支护“三性”是指:隐蔽性、突发性、危害性。隐蔽性是指在煤巷锚网支护中,由于锚杆、锚索的内在施工质量不能直观的显示出来,顶板离层,巷道变形也不如支架支护那么显而易见。同时锚网支护质量受顶板水的影响较大。突发性是指锚网支护巷道中,一旦支护体系失效,发生冒顶事故是突然的。没有支架支护的支架变形、弯曲等明显信号。危害性是指锚网支护因为有隐蔽性、突发性,所以隐患点不能引起人们的注意,同时一旦支护体系失效,其垮落范围较大,危害性较大。

针对锚网支护的“三性”,经过不断的摸索,认为应重点做好以下几个方面:(1)科学合理选择支护材料和参数;(2)优化巷道布置;(3)进行科学的支护监测。

2　支护材料选型及参数计算

煤巷锚网支护方式推广之初巷道一般选用螺纹钢锚杆配合钢筋梯、金属网等材料进行支护,用快凝水泥进行锚固,其锚固力较低,锚固效果较差,经过多年探索,现普遍采用左旋无纵筋螺纹钢锚杆配合钢带、钢筋

3收稿日期:2009-03-17

作者简介:郭德春(1962-),男,工程硕士,兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿副矿长、总工程师、高级工程师,曾在《煤炭科学技术》、

《山东煤炭科技》和《煤矿现代化》等刊物上发表论文多篇。梯、金属网等材料支护,锚固方式采用树脂锚固剂替代快凝水泥,大大提高了锚杆锚固力和支护效果;锚杆杆体也由原来的Φ18×1800mm加强到了Φ22×2400mm,极大提高了支护强度。

2.1　锚杆长度计算

按悬吊理论计算锚杆参数:

L=KH+L1+L2

式中:L—锚杆长度,m;

H—冒落拱高度,m;H=BΠ2f;

K—安全系数,一般取K=2;

L1—锚杆锚入稳定岩层的深度,一般取0.5m;

L2—锚杆在巷道中的外露长度,一般取0.1m;

B—巷道开掘宽度,一般锚网巷道为4.6m;

f—岩石坚固性系数,煤体一般取3.1。

2.2　锚杆间距、排距确定

依据《兖矿集团有限公司煤巷锚杆支护技术规范》,划分巷道围岩类别,顶部锚杆一般选用Φ22mm、长度L=2400mm,K MG500以上的等强度螺纹钢锚杆;帮部锚杆选用Φ20mm、长度L=1800mm,K MG400以上的等强度螺纹钢锚杆。锚杆间排距一般为:800～1000mm。

2.3　锚索

煤巷锚网支护用锚索一般采用Φ18mm(特殊地点采用Φ21mm强力锚索)煤矿用锚索,长度依据煤层厚

资料寻找-1500m以上3

煤层、2煤层的可采块断,布

置钻孔验证二维地震资料,并估算上述诸可采煤层的资源量以增加井田的服务年限。

(2)新井筒北段滑脱面之上的岩体中,04-1号孔与05-4号孔相距仅450m,其居中的07-1号孔没有见到3煤层、2煤层,此处煤层缺失,说明岩体在移动中遭受破坏。建议日后开采这部分煤层时应开拓小断面巷道,边探边采,摸清煤层赋存状况后,根据煤层实际分布情况,因地制宜确定开拓方案。

参考文献

[1]王桂梁、曹代勇、姜波等.华北南部的逆冲推覆伸展滑覆与重力滑动构造———兼论滑脱构造研究方法,徐州:中国矿业大学出版社,62 -85.

[2]宁凡顺、杨奎、姜飞等.2008,枣庄福兴煤矿北部扩大区二维地震勘探报告,泰安:山东中煤物探测量总公司。

[3]曹代勇.2007,煤田构造与构造控煤,北京:待出版,46.

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度及顶板稳定岩层厚度决定,要求锚索深入稳定岩层≥1000mm ,锚索托盘一般采用厚度为20mm ,长宽为200mm 的钢板加工。

3　优化巷道布置　合理确定支护方式3.1　巷道布置

根据矿山压力显现规律、设计规范及以往施工经

验,确定巷道的合理层位及布置方式,特别是沿空施工巷道,一般留设3～4m 小煤柱,使待掘巷道处于免压区之内,避开应力集中区和避免诱发冲击地压。3.2　支护方式及技术要求煤巷锚网巷道一般采用矩形断面(见图1)

,锚杆配合钢带、钢筋梯、金属网、锚索等支护。

图1　煤巷锚网支护断面示意图

3.2.1　锚杆

锚杆型号:顶部一般采用M L Ⅳ22Π2400Q ΠY ZK031

型锚杆进行锚固。两帮采用M L Ⅲ20Π1800Q ΠY ZK 031型锚杆进行锚固。

布置方式:顶部锚杆:巷道两肩窝必须布置与水平

方向成75°(±5°

)角斜向锚杆,锚深为2350mm ;两帮上部第一根锚杆必须布置与水平方向成25°(±5°

)仰角;其它锚杆与煤壁垂直布置。

锚固方式:顶部选用2卷MS CK 23Π70Q ΠY ZK 033树脂锚固剂进行全长锚固。帮部选用1卷MS CK23Π70Q ΠY ZK 033树脂锚固剂进行加长锚。

锚固力:顶部锚杆为150kN ;两帮为100kN 。3.2.2　钢带顶部布置G D ⅡT 140Π20Q ΠY ZK 034型钢带,钢带垂直巷道中心线,为增加锚杆孔处的强度,锚杆另加托盘。3.2.3　金属网煤巷顶帮均采用JW 45×60Π3-SZ -0.95×1.7-Q ΠY ZK036型经纬网,一般开拓及准备巷道金属网顶帮部全铺,回采巷道靠工作面侧帮部不布置金属网,要求金属网对接不留间隙,每隔200mm 联一扣。3.2.4　钢筋梯

巷道两帮均采用G T 8Π2600Q ΠY ZK 035型钢筋梯,

呈“|”字型布置。

3.2.5　锚索

巷道施工正常情况下不布置锚索,但在断层及围岩破碎带、应力集中区、顶板淋水区、裂隙发育区、巷道穿层地点、巷道宽度大于5.0m 地段、交岔点以及峒室等特殊地点必须进行锚索加强支护。

锚索支护时锚固端深入稳定岩体中≥1000mm 。锚固方式:锚固端锚固采用三卷树脂锚固剂进行,型号为MS CK 23Π70Q ΠY ZK 033型。

锚固力:每根顶部锚索的预拉力≥150kN ,钢绞线的破断力≥353kN 。

4　支护监测

煤巷锚网支护监测分为综合监测和日常监测。监

测的主要目的是验证初始设计、评估支护效果,及时发现异常并采取措施,确保巷道支护安全。4.1　综合监测综合监测包括:(1)顶板及两带的变形量、变形范围、弱化高度,以及变形随时间的变化规律;(2)锚杆Π锚索承载工况;(3)二次加固支护的承载工况。

综合监测一般采用多点位移计及测力锚杆进行。顶板变形范围及弱化高度观测要求测至顶板向上至少7m 处,孔内测点数量≥8个;或采用双孔、两孔内测点交叉布置,但每孔内测点数量≥4个。采用测力锚杆观测锚杆的承载工况,每个测量断面布置的测力锚杆≥4根。综合监测仪器必须紧跟工作面进行安设,仪器应安设在巷宽的中部和巷帮的中部,距掘进工作面100m 以内的测点一般每天观测不少于一次,100m 以外每周不少于一次。4.2　日常监测日常监测主要监测顶板变形,一般采用顶板离层指示仪进行。顶板离层指示仪应按规定间隔紧跟掘进工作面安装,下部测点应与锚杆上端处在同一高度,上部测点应处在锚杆上方稳定岩层内300～500mm ,无稳定岩层时,一般不低于巷道跨度的1.5倍。施工单位应指定专人对离层仪进行测读,距掘进工作面100m 以内的测点每班观测一次,100m 以外的测点每周不少于一次。施工单位技术负责人对当天汇总的数据进行处理分析,发现异常及时汇报矿相关部门及领导,制定措施并组织落实。

5　结论

经过科学合理的选择支护材料和参数,优化巷道

布置,进行科学的支护监测,兖矿集团所属矿井煤巷锚杆支护技术已日趋完善,技术水平居全国前列,杜绝了重大顶板事故的发生,实现了安全生产。

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