高地应力区煤巷锚网支护参数优化与应用
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２１年第１ ００ 期
河 北 煤 炭
垂 高应 区巷 网 护 数 化 应 囊 萋 地 力煤 锚支参 优 与用 羹
王富青
（冀中能源 邯矿集 团公 司云驾岭矿 ，河北 邯郸 ０６０ ） ５ ３ １
摘 要：针对高地应力软岩地质条件下煤巷锚网梁巷道破坏、变形严重 的特征 ，通过采用先进 的离层传感仪、数显锚杆应力计 、锚 索应力计对巷道锚杆、锚 索受力和巷道变形监测数据分
满 足对 围岩 的承 载压力 。
大 ，前 １ ２ ｄ内表现出显著上升速度 ，平均每天顶 板下 沉变形 量为 ６ ｌ 。优 化 支护 参数 后 ，巷道 变 ０ｎｌ ｌ ｌ 形得到较好的控制 ，顶板在前 １ ，变化速度 ２ ｄ内 较快 ，平均每天位移量 ５ ｌ ，３ ｌ ０ ｎｌ ｌ ｄ后位移达到 ７ ５ ｎｎ ｌ ，其后位移量增值缓慢 ，并且逐渐趋于稳定状 ｌ 态。依据顶板离层仪观测位移的变化 曲线反映出锚
３１ 锚杆、锚索对顶板支护承载压力 ． 在支护参数改进以前 ，锚杆 、锚索组合支护对
ｎ＇ ＇ 变为 ３ ０ ｌ × ６ ０ ｍ ｌ ｎ ｌ ８０ｎ ２０ 。支 护方式 ：锚 网梁 ｌｎ ｍ 支 护 ＋锚索 加 固。 顶 锚 杆 由 ２ ４０ｍ 改 变 为 西 ２Ｘ２０ ０Ｘ２０ ｍ ２ ４０ Ｉｎ ｎ 左旋螺纹钢， 固力均不小于 １ ｌ 锚 ２ ，预应力 由原 ｔ 来 的 １０Ｎ・ 达 到 ３０Ｎ・ 以上 ， 顶 部梯 子梁 采 ５ ｍ ０ ｍ 用 １ ｍ圆钢焊接 的长度为 ３ ０ ｌ ６ ｍ ８０ ｎ的专用梯 ｍ 子 梁 ；顶 板 锚 索 加 固 采 用 １． ｘ７０ １ 钢 绞 ７８ ００１１ ／１ ／ 线 ，顶 锚索 密集 布 置 ４排 ，顶锚 索 连接采用 长 １０ ／／的 １＃ ４０／１ ６槽钢制作 的锚索梁 ，相邻两锚索间 １ ／ 距 １０ ｎ，预 紧力不得 小 于 ３ ａ １０ ｌ ｎｑ ０ ＭＰ 。
Ｗ Ａ ＮＧ － ｉ Ｆｕ ｑ ｎｇ
１ 支护改进 必要性
云驾岭 矿开采 ２ 煤层 ，煤 厚 ３ ０～ ． Ｉ ． ４ ５Ｉ， ５ ０ Ｔ
设置了 ９ 个监测站 ，位移传感器监测变形量共设置
了４ 组监测站 ；锚索 、锚杆测力计共设置 了４组监 测站 ；检测锚索 、锚杆的承载状况进行了 ３ 组拉拔
４ 优化支护参数选择
１１１ ２ １ 副巷拐 口掘进 ７ ４ｍ后 ，进行了支护参
数 方 案 的改 进 试 验 ，断 面规 格 由 ４ ０ ｌ ×２０ ２ ０ｍｒ ６０ ｌ
索控制范围 （ ７ 即 内 ）的顶板岩层发生 了位 ｍ线 移；而锚杆对顶板围岩控制较好 ，未 出现明显的离 层现象 。
析 、研 究 ，优 化 了经 济合 理 的支 护参 数 ，较 好地 解决 了巷 道 变形 这 一难 题 ，取 得 显著 的技 术经
济和安全效果。实践证 明：采用科 学的监测手段和监测成果进行锚 网支 护参数的研 究和优化， 是 实现锚 网梁支护 安全 、经 济 、合理 的必要 手段和途 径 。
试验。
２ １ 无 线采 集式 传 感器监 测 ．
煤层赋存较稳定 ，倾角 １ ～ ５ ０ ２ 。。 由于矿井南翼 地 质构造 复杂 ，矿 山压力 大 ，煤岩 层 裂 隙发 育等 不
利因素 ， 致使原来锚网梁 ＋ 锚索支护不能控制巷道 变形 ，常常出现锚杆 、锚索拉断 ，两帮整体 内臌 ，
拉拔试 验 。具体 实施监 测手 段 ：人 工监 测 变形 量共
设置 了 ２ 组监测站。压力监测仪表安装在锚杆 、锚 索 托盘 上 。
２３ 人工变 形置 监 测 ．
每隔 １ ５ｍ建一个人工监测点 ，主要监测巷道 的全高、两帮的内敛量、顶板下沉、底臌位移量等 数 据 。共 设 置 ９个 监 测 点 ，４个 监测 点 用 于监测 原 支护参数巷道 ，５ 个监测点监测支护参数优化后的 试 验巷道 。
关键词 ：高地应 力 区；锚 网 ；支 护 ；优化 ；应用 中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分 类号 ：Ｔ ３ ３ Ｄ ５ 文 献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１０ — ０ ３（ ０ ０ ０ — ０ １ ０ ０ ７ １８ ２ １ ） １０ ０— ２
Ｏｐ ｉ ｚ ｄ ａ ｄ ａ ｐ ｉａｉｎ ｏ ｎ ｈ ｒｂ ａ ｍｅ ｈ ｓ ｐ ｏ ｔ ａ ａ ｔｒｏ ｔ ｍｉｅ ｎ ｐ ｌ ｔ ｆａ ｃ ｏ ｅ ｍ ｓ ｕ ｐ ｒ ｐ ｒｍｅｅ ｆ ｃ ｏ ｍｉ ｉ ｇｇ ｔｗａ ｉｈ ａ ｄ ｓｒ ｓ ｅ ｒ ａ ｎ ｎ ａ ｅ ｙｉ ｈ ｇ ｌｎ ｔ ｓ ｄ ａ ｅ ｎ ｅ
造成 巷道前 掘后扩 帮 卧底并 加 工字 钢或 木 点柱 。不
无线采 集式传 感器 安装 在掘进 迎头后 ｌ ２ｍ， 主要 监 测顶 板 、帮部 的 深 、浅 部位 移 量 。２组传感 器是安装在原支护参数巷道 ，２ 组传感器安装在优
化后 的巷 道 内 。
仅增加维修工作量和成本 ，而且给工作面掘进、维 修带来很大安全隐患。为此 ，对高地应力区煤巷锚 网梁支 护参数 进行 优化 和推 广应 用 ，较 好地 解决 了
高地应力 区煤 巷变 形这 一难 题 ，取得 显 著 的经济 和 社 会效 益 。
２２ 锚 索 、锚 杆 测力监 测 － 为测定 支 护参 数优 化后 锚 杆 、锚索 对 围岩 的承 载效果 ，在 原 支护 巷道 内设 置 ２组 监测 站 ，优化段
２ 巷 道 变 形 量监 测 方 法
为掌握巷道的变形和锚杆 、锚索受力规律 ，对 支护参数优化前后进行了巷道 围岩变形、支护受力 状况监测。围岩变形监测方法采取 了人工监测与传 感器监测两种方式；支护压力监测应用了压力监测 表。此外 ，为测定巷道改进支护参数后 的实际支护 效果 ，对支护体系中的锚杆进行 了锚固力和破断力
３ 监测分析成果
２
河 北 煤 炭
２１年 期 ０ 第１ ０
巷道采 用原有 支护方 式 时 ，顶 、底 板 位移量 较
平 均 ｌ．ｔ ５８ ，设 计 锚 固力 为 １ 帮锚 杆最 大 锚 固 ２ｔ 。 力 １ ，最 小 ４ｔ ３ｔ ，平 均 ９５ｔ ． ，设 计 锚 固力 为 ６ｔ ，
河 北 煤 炭
垂 高应 区巷 网 护 数 化 应 囊 萋 地 力煤 锚支参 优 与用 羹
王富青
（冀中能源 邯矿集 团公 司云驾岭矿 ，河北 邯郸 ０６０ ） ５ ３ １
摘 要：针对高地应力软岩地质条件下煤巷锚网梁巷道破坏、变形严重 的特征 ，通过采用先进 的离层传感仪、数显锚杆应力计 、锚 索应力计对巷道锚杆、锚 索受力和巷道变形监测数据分
满 足对 围岩 的承 载压力 。
大 ，前 １ ２ ｄ内表现出显著上升速度 ，平均每天顶 板下 沉变形 量为 ６ ｌ 。优 化 支护 参数 后 ，巷道 变 ０ｎｌ ｌ ｌ 形得到较好的控制 ，顶板在前 １ ，变化速度 ２ ｄ内 较快 ，平均每天位移量 ５ ｌ ，３ ｌ ０ ｎｌ ｌ ｄ后位移达到 ７ ５ ｎｎ ｌ ，其后位移量增值缓慢 ，并且逐渐趋于稳定状 ｌ 态。依据顶板离层仪观测位移的变化 曲线反映出锚
３１ 锚杆、锚索对顶板支护承载压力 ． 在支护参数改进以前 ，锚杆 、锚索组合支护对
ｎ＇ ＇ 变为 ３ ０ ｌ × ６ ０ ｍ ｌ ｎ ｌ ８０ｎ ２０ 。支 护方式 ：锚 网梁 ｌｎ ｍ 支 护 ＋锚索 加 固。 顶 锚 杆 由 ２ ４０ｍ 改 变 为 西 ２Ｘ２０ ０Ｘ２０ ｍ ２ ４０ Ｉｎ ｎ 左旋螺纹钢， 固力均不小于 １ ｌ 锚 ２ ，预应力 由原 ｔ 来 的 １０Ｎ・ 达 到 ３０Ｎ・ 以上 ， 顶 部梯 子梁 采 ５ ｍ ０ ｍ 用 １ ｍ圆钢焊接 的长度为 ３ ０ ｌ ６ ｍ ８０ ｎ的专用梯 ｍ 子 梁 ；顶 板 锚 索 加 固 采 用 １． ｘ７０ １ 钢 绞 ７８ ００１１ ／１ ／ 线 ，顶 锚索 密集 布 置 ４排 ，顶锚 索 连接采用 长 １０ ／／的 １＃ ４０／１ ６槽钢制作 的锚索梁 ，相邻两锚索间 １ ／ 距 １０ ｎ，预 紧力不得 小 于 ３ ａ １０ ｌ ｎｑ ０ ＭＰ 。
Ｗ Ａ ＮＧ － ｉ Ｆｕ ｑ ｎｇ
１ 支护改进 必要性
云驾岭 矿开采 ２ 煤层 ，煤 厚 ３ ０～ ． Ｉ ． ４ ５Ｉ， ５ ０ Ｔ
设置了 ９ 个监测站 ，位移传感器监测变形量共设置
了４ 组监测站 ；锚索 、锚杆测力计共设置 了４组监 测站 ；检测锚索 、锚杆的承载状况进行了 ３ 组拉拔
４ 优化支护参数选择
１１１ ２ １ 副巷拐 口掘进 ７ ４ｍ后 ，进行了支护参
数 方 案 的改 进 试 验 ，断 面规 格 由 ４ ０ ｌ ×２０ ２ ０ｍｒ ６０ ｌ
索控制范围 （ ７ 即 内 ）的顶板岩层发生 了位 ｍ线 移；而锚杆对顶板围岩控制较好 ，未 出现明显的离 层现象 。
析 、研 究 ，优 化 了经 济合 理 的支 护参 数 ，较 好地 解决 了巷 道 变形 这 一难 题 ，取 得 显著 的技 术经
济和安全效果。实践证 明：采用科 学的监测手段和监测成果进行锚 网支 护参数的研 究和优化， 是 实现锚 网梁支护 安全 、经 济 、合理 的必要 手段和途 径 。
试验。
２ １ 无 线采 集式 传 感器监 测 ．
煤层赋存较稳定 ，倾角 １ ～ ５ ０ ２ 。。 由于矿井南翼 地 质构造 复杂 ，矿 山压力 大 ，煤岩 层 裂 隙发 育等 不
利因素 ， 致使原来锚网梁 ＋ 锚索支护不能控制巷道 变形 ，常常出现锚杆 、锚索拉断 ，两帮整体 内臌 ，
拉拔试 验 。具体 实施监 测手 段 ：人 工监 测 变形 量共
设置 了 ２ 组监测站。压力监测仪表安装在锚杆 、锚 索 托盘 上 。
２３ 人工变 形置 监 测 ．
每隔 １ ５ｍ建一个人工监测点 ，主要监测巷道 的全高、两帮的内敛量、顶板下沉、底臌位移量等 数 据 。共 设 置 ９个 监 测 点 ，４个 监测 点 用 于监测 原 支护参数巷道 ，５ 个监测点监测支护参数优化后的 试 验巷道 。
关键词 ：高地应 力 区；锚 网 ；支 护 ；优化 ；应用 中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分 类号 ：Ｔ ３ ３ Ｄ ５ 文 献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１０ — ０ ３（ ０ ０ ０ — ０ １ ０ ０ ７ １８ ２ １ ） １０ ０— ２
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造成 巷道前 掘后扩 帮 卧底并 加 工字 钢或 木 点柱 。不
无线采 集式传 感器 安装 在掘进 迎头后 ｌ ２ｍ， 主要 监 测顶 板 、帮部 的 深 、浅 部位 移 量 。２组传感 器是安装在原支护参数巷道 ，２ 组传感器安装在优
化后 的巷 道 内 。
仅增加维修工作量和成本 ，而且给工作面掘进、维 修带来很大安全隐患。为此 ，对高地应力区煤巷锚 网梁支 护参数 进行 优化 和推 广应 用 ，较 好地 解决 了
高地应力 区煤 巷变 形这 一难 题 ，取得 显 著 的经济 和 社 会效 益 。
２２ 锚 索 、锚 杆 测力监 测 － 为测定 支 护参 数优 化后 锚 杆 、锚索 对 围岩 的承 载效果 ，在 原 支护 巷道 内设 置 ２组 监测 站 ，优化段
２ 巷 道 变 形 量监 测 方 法
为掌握巷道的变形和锚杆 、锚索受力规律 ，对 支护参数优化前后进行了巷道 围岩变形、支护受力 状况监测。围岩变形监测方法采取 了人工监测与传 感器监测两种方式；支护压力监测应用了压力监测 表。此外 ，为测定巷道改进支护参数后 的实际支护 效果 ，对支护体系中的锚杆进行 了锚固力和破断力
３ 监测分析成果
２
河 北 煤 炭
２１年 期 ０ 第１ ０
巷道采 用原有 支护方 式 时 ，顶 、底 板 位移量 较
平 均 ｌ．ｔ ５８ ，设 计 锚 固力 为 １ 帮锚 杆最 大 锚 固 ２ｔ 。 力 １ ，最 小 ４ｔ ３ｔ ，平 均 ９５ｔ ． ，设 计 锚 固力 为 ６ｔ ，