复合顶板巷道锚网索联合支护研究与应用
锚栓锚索联合支护及全锚支护在复合层顶板的应用
5科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N 2008N O .13SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N 工业技术构横向抗扭稳定性产生不利的影响。
参考文献[1]邵容光,夏淦.混凝土弯梁桥[M ].北京：人民交通出版社,1996.[2]黄剑源,谢旭.城市高架桥的结构理论与计算方法[M ].北京:科学出版社,2001.[3]邵旭东,胡建华,编著,程翔云,主审.桥梁设计百问[M ].北京:人民交通出版社,2005.表1支座反力表(单位：k N)大同煤矿集团永定庄煤业责任有限公司到现在建矿已有58年的历史了,属于一个老矿,随着采掘工作面的不断延伸,开采深度的不断增加,顶板条件逐渐由坚硬顶板向复合层顶板变化,而且顶板破碎带较多,上覆采空区积水及层间距变小造成顶板淋水大,以往在坚硬顶板条件下采用的变通锚杆支护已不能满足现有顶板的实际情况,好多地方因支护效果差造成顶板离层下沉,最后不得不采用架棚维护顶板,浪费大量人力和材料,给安全生产带来很大的威胁。
因此组织技术人员学习行进支护方式,并结合盘区破碎复合层顶板的实际情况,进行锚栓、锚索的联合支护方式等先进的支护技术应用。
通过几巷道的支护采用了新技术,在顶板破碎处再也没有发生离层、下沉和漏顶现象。
采用联合支护大大提高了掘进速度,实现了安全生产,经济效益显著。
1锚栓、锚索的联合支护的原理当煤层巷道掘进时,围岩应力重新公布,出现应力集中区,出现顶板离层下沉,并逐渐破裂,破碎带由浅部逐渐向深部发展,顶板岩层松动,直至冒落。
锚杆的作用在于改善围岩受力状态,抑制裂隙的进一步扩展,阻止顶板无限下沉,加固松动的岩层,从而在顶板松动圈内形成一个具有承载能力的结构体,锚索除具有普通锚杆的挤压作用、组合作用和悬吊作用外,还对顶板进行深部锚固,产生强大的悬吊作用,并沿巷道走向形成对顶板的连续支撑点,产生较大预紧力以减缓顶板下沉。
锚网、锚索联合支护在巷道大面积冒顶区域中成功应用
０矿业论： ｔ ０ ２
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｆ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ ＧＹＩ ＯＲ Ｔ Ｏ Ｎ
２１ ０２年
第３ 期
锚网、 联合 护 巷道 面 顶区 成 应 锚索 支 在 大 积冒 域中 功 用
王仲 英
（ 中能源 股份 有 限公 司葛 泉矿 冀
【 摘
【 关键词 】 网； 索联合 支护技术 ； 锚 喷 巷道 冒顶 区支护工序 ； 施工工 艺
０ 概 述 随着煤矿锚 网支护技术 的 日 益成熟 和推 广普 及 ， 井巷维修支护 技 术也发生 了质 的飞跃 近年来葛泉矿成功采用锚 网 、 锚索联合 支护技 术处理 了两起较 大范 围的巷道 冒顶 区 ， 为今后类 似巷道的维修提供 了 理论证据 和实践 经验 ． 进一 步拓宽 了该技术 的应用范 围。 该 矿北翼 四采区 ６ 号煤仓上 口绕道直接 布置在 ２号煤层 中 ． 顶板 系复合 顶板 ． 掘进时采用锚 网 、 喷索联合支护 。由于该巷道靠近 １２ ４６ 工作面停采线 ． １２ 受 ４ ６工作 面收尾 回采动压 影响 ， 在煤仓上 口处发 生 了约 ８米长 、 ６米高 的大范 围巷道 冒顶 ， 导致原煤无法进 入 ６号煤仓 ， 直接影 响了 １ ２ 工 作面的收尾工作 。 ４６
到老顶 内 ． 巷道支护强度低。 １ 锚索布置不合理 ． ４ 原有的顶板锚索为 ￣ ７ ６ ０ ｍ 且单梁布置 ， ｂ ｘ ０ ０ ｍ、 １ 支护强度低。
３３ 敲帮问顶 、 － 找掉活渣 设专人观 山 ． 安排有 经验的老工人进 人空顶 区域 ， 使用长柄工 具 对巷道顶板及两帮进行有效 的敲帮问顶 ， 找掉活渣 、 悬渣 ， 为下一步架 设临时木垛及打眼人员创造安全的作业环境 ３４ 架设临时木垛 － 为 防止顶 板再次垮落 ， 保证作业 地点人员安全 ． 冒顶 区敲 帮问 对 顶及有效 找掉后 ． 及时在 空顶 区域 内架设 １ ２个 临时木垛 ， － 同时预 留 可靠 的安全 出口．确保施工地点顶板安全和作业人员 的安全撤 离 ； 临 时木垛要随锚 网施工循环前移 ． 直到锚 网施工结束
锚梁网索支护技术在复合顶板回采巷道中的应用
张集矿北 区设 计井 型 ３Ｏ ｔａ ． Ｍ／ ，规 划 生产 能 力
厚度
０１ ． ０ ０２ ． ３ 一＿ ＿
岩性柱状
： ： ：
岩 性描述
泥岩 煤
６Ｏ ｔ 。该 区主 采煤 层 为 ８ ，１煤层 ，其 中 ．Ｍ ／ ａ ，６ １４ ８（ １１ Ｗ）面布置在 ８煤层 中，是 张集矿北 区东
一
采区首采面 ， 也是该区首采面。为了实现矿井高
４２ ． ６ 粉 细砂岩
产高效，在 １４８ （ １１ ｗ）工作面两巷应用 了锚梁 网 索支 护技术 。
１ 巷道围岩条件
１１ 工程地 质条 件 ．
１
．
２ ０
＼
＼
／
砂质混岩 炭质 页岩
０１ ．８
／ ／ ／／ ／／／ ／／ ／ ／ ／ ／／／ ／／ ／／／ ／
度 ，加强顶板支护的整体性 ；
（ ）根 据锚 杆 、锚 索 的变形 能力 匹配 需要 ， ３ 合理确定锚杆和锚索的预紧力 ； （ ）对于顶板砂岩水 ，采取超前打钻孔探放 ， ４ 或者调整锚梁网支护参数 ，或者采用架棚等有效方
式支 护 ，并 对 矿压显 现进行 观 测 ，根 据 观测结 果 调
１２ 巷道 支护难 点 与对 策 ．
的形式全部或大部分释放出来 ，矿压显现明显。 根据复合 顶板巷道支护难点提 出如下技术对
策：
（ ）采用锚 梁 网和锚索联合支 护 ，以加强浅 ｉ
部顶板的建梁与加固作用 ，保证锚杆和锚索的锚 固
力在顶板岩层内的连续传播和有效锚 固； （ ）为了防止复合顶板离层 、破碎而造成顶 ２ 板 冒漏，应尽可能提高锚杆 和锚索支护的组合性 ， 同时提高背护作 用 ，以提 高锚 杆和锚索 的外锚 强
锚梁网联合支护技术在复合顶板回采巷道中应用
锚梁网联合支护技术在复合顶板回采巷道中的应用[摘要]浅析煤矿巷道锚杆支护的发展应用情况、复合顶板的破坏机理和特点、复合顶板锚杆支护设计及锚梁网联合支护效果分析。
[关键词]复合顶板巷道锚梁网联合支护效果中图分类号：td353 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）07-0221-011、引言煤矿巷道锚杆支护，从1955年就开始，经过多年的研究、改进与工程实践，现已成为我国煤矿巷道的主要支护形式。
它的主要特点：支护费用少，劳动强度小，实现巷道大断面容易等。
后来锚梁网组合使用，又进一步扩大了锚杆支护的应用范围。
锚杆支护在煤巷的扩大应用，大大促进了煤炭工业的进一步发展。
如今在地压小，断层破碎带少的煤矿，也都基本实现了全锚化。
特别是一些综采回采巷道，多为复合顶板巷道，支护极其困难。
采用传统的工字钢架棚支护，当开采顶部煤层时，由于回采产生的巨大压力，往往会发生严重的支护变形、破坏，以致造成冒顶，需经常维修；同时在工作面前需拆棚、回掘等，其工序复杂而又危险。
组合锚杆支护作为一种主动支护形式，非常有利于工作面端头的支护和安全回采。
2、复合顶板的破坏机理和特点2.1 破坏机理1）结构破坏。
①开挖后的巷道，岩层抗水平应力截面减少，在水平应力作用下煤层沿水平层理面向巷道挤入，使得巷道帮顶受水平应力作用而破坏。
②开挖后，围岩受力状态也由三轴应力变为单轴压应力状态。
由于岩石单轴抗压强度低，致使围岩产生塑性破坏或沿节理弱面破坏。
随着锚固岩体的变形、离层和弯曲，巷道中部的锚杆始终受力，假如锚杆长度、刚性越大，会受力越大。
锚杆受力达到极限强度被破坏，岩层跟随发生破坏。
③围岩中节理构造面的存在，对围岩的承载能力及稳定性影响较大，尤其是节理面与最大主应力方向斜交时，岩体最容易沿节理弱面破坏而失稳。
2）塑性破坏。
①开挖后围岩先由压应力引起的挤压破坏，随着向围岩深处发展，引起岩石裂隙扩张和体积膨胀，造成巷道周边岩层弯曲，弯曲拉应力导致顶板岩层破坏。
松软复合顶板回采巷道的锚网梁索组合支护技术
太原
００５ ） ３ ０ ３
要 ： 对 西 山镇 城 底 煤 矿 ２号 、 煤 层 松 软 复 合 顶 板 回 采 巷 道 （ 针 ３号 尤其 是 瓦 斯 尾 巷 ）原 用传 统 架棚 支 护 存 在 ，
着巷 道围岩 变形量大 、 支护效果差 、 费用 高等 问题 ； 结合现场 实际条件 ， 采用现场调查 、 工程类 比、 理论 分析、 山压力 矿
６ 懈
山
Ｉ６／ ＇ ．顶板 多为 炭质 泥 岩与煤 线 互层 ，不 稳 定 ，较 松 软、 易垮 落 。回采 巷道 （ 其是 瓦斯尾 巷 ） 尤 原用 传统 架 棚支护 存 在着 巷道 围岩 变形 量 大 、 支护 效果 差 、 用 费 高等 问题 。２０ ０４年 ３月 至 ２０ ０７年 １ 月 ， 西 山煤 电 ２ 集 团公 司与辽 宁工 程技 术 大学合 作 ，针 对 上述 巷 道 支护 难题 ， 用 高强 度 锚 杆 、 属 网 、 筋 梯 及 锚 索 采 金 钢 对巷道 进行 组合 支 护试 验获 得成 功 ，实 现 了煤 巷 安
第３ 卷 Ｏ
第４ 期
２ １ 年４ ０ ０ 月
山西煤炭 Ｓ ＮＸＩ ＨＡ ＣＯＡ Ｌ
文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （０ ０ ０ — ０ ３ ０ １７ — ０ ０ ２ １ ）４ ０ ６ — ３
松软复合顶板回采巷道的锚 网梁索组合支护技术
王 敬 军
（ 山煤 电集 团公 司， 西 山西
２４ ９工 作面 副巷 和尾 巷 开掘 在 ２号 、 ２０ ３号煤 层 中 ，巷 道埋 深 ２０ｍ，采 区地 质 综 合柱 状见 图 １ ５ 。２ 号 、 煤 层 平 均厚 度 ２８Ｉ， 角 ２ ９ ， 向抗 压 ３号 ．Ｔ倾 Ｉ ￣。 单 强度 ５ ａ属 极不 稳 定松 软 煤层 。直接 顶 为砂 质 ．ＭＰ ， ０
“三软”煤层、复合顶板下沿空掘巷锚索网支撑保护技术应用
in，当代化工研究丄U Z r Modem Chentiail盘的e<w*cA技术应用与研究2021•12“三软”煤层、复合顶板下沿空掘巷锚索网支撑保护技术应用*张志伟(山西省节能中心有限公司山西030045)摘耍：“三软”煤层这一现象在煤矿公司企业的挖掘的过程里面总是会遇到，因为这样的煤层，属于是在裂隙的发育，并且这种煤层所处的地理环境组成特别的繁杂，“三软煤层”指的是软弱煤层，即顶板岩层、软主煤层，和底板岩层.所以施工的人员在沿空掘巷施工的操作餉过程里面，施工人员要十分的小心谨慎，本篇文章的主要研究内容就是煤矿开采过程中的支撑保护技术和工艺.关键词：“三软”煤层；复合顶板；沿空拡巷；锚网索；施工中国分类•号：TD353文献标识码：AApplication of Anchor Cable Net Support and Protection Technology in Gob-side Entry Tunneling under"Three Soft"Coal Seam and Composite RoofZhang Zhiwei(Shanxi Energy Conservation Center Co.,Ltd.,Shanxi,030045)Abstractz In the p rocess ofmining companies and enterprises in coal mines,the p henomenon of"three soft"coal seams is always encountered. Because this kind,of c oal seam belongs to the development of f issures,and the geographical environment of this kind of c ocd seam is particularly complicated."Three soft coal seams"mainly include roof s trata,soft main coal seams andfloor strata which are all weak coal seams.Therefore,in the process of g ob-side entry tunneling,the construction personnel should be very careful.Therefore,this article will explore the specific supporting and protecting construction technology.Key words:"three soft"coal seamsi composite roof\roadway tunneling along goqfi anchor net rope；construct支撑保护设计锚杆支撑保护的方式，可以做到加固周围岩层的表面的效果，所以对于“三软”岩层造成了很大的压力，从而能够使得被锚杆加固的岩层组，变成了一个能够承载的结构层面，同时还做到了，改良位置处于煤矿岩层的下方部位的受力的状况，从而可以，很有效果的做到，拔升这里的岩层的承受能力。
软弱复合顶板巷道锚网支护技术研究及应用
软弱复合顶板巷道锚网支护技术研究及应用
周凯
【期刊名称】《山西能源学院学报》
【年(卷),期】2022(35)1
【摘要】文章针对软弱复合顶板巷道易发生离层、冒顶的问题,以山西某矿4301运输巷为研究对象,采用数值模拟的研究方法分析了不同软弱夹层位置对巷道围岩变形的影响规律,提出了"高强预应力锚网索+补强锚杆"的联合支护方案,并进行了参数设计。
现场应用结果表明:巷道掘进期间,巷道顶底及两帮相对移近量最大值分别为83.17mm和176.55mm,围岩变形得以良好控制。
此研究可为类似软弱复合顶板巷道支护提供借鉴。
【总页数】3页(P4-6)
【作者】周凯
【作者单位】西山煤电西铭矿
【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
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3.复合顶板煤层巷道锚网索支护技术研究
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5.软弱风化复合顶板巷道锚杆支护技术研究
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复合顶煤巷锚带网加锚索联合支护
复合顶煤巷锚带网加锚索联合支护.
复合顶板支护目前仍是新汶矿业(集团)公司推广应用煤巷支护的技术难点之一｡翟镇煤矿以往在复合顶板煤巷掘进过程中使用锚杆支护时曾发生过冒顶,在一定程度上影响了煤巷锚杆支护在全矿的推广｡为了促进锚杆支护在全矿的应用,对3401西运输巷进行了复合顶板煤巷锚杆支护技术试验研究,并取得了成功｡
1､试验巷道的技术条件
3401西运输巷沿4煤顶板掘进,钻眼爆破法施工,巷道净高2.4m,净宽3. 2m,埋深H=380-410m,走向700m｡.位于3202W面下方,掘进过程中将受到3202W面采动压力影响｡4煤厚2.8-3.0m,倾角8o,硬度f=1.5-2,与上部2煤层间距14~15m;直接顶为深灰色泥质粉砂岩,厚1.2~2. 2m,岩石抗压强度22-45MPa,层理发达,裂隙一般,局部夹4煤上1,其上为0.4-0.8m厚的4煤上2,再上为深灰色粉砂岩,厚2. 5-4. 2m;老顶为灰白色中砂岩,厚4. 0m,岩石硬度f=5-6;底板上部为黑色泥岩,厚0. 25m,其下为0. 5m厚的粉砂岩,再下为1. 0-2. 0m中细砂岩｡详见煤层综柱状图1｡
2､锚杆､锚索联合支护的支护机理
复合顶板支护的难度,在于软夹层(煤线､泥岩)地质弱面的存在,导致上､下层面间的结合力低,普通锚杆无法将其包纳入锚固范围之内,承载能力有限,而且软弱夹层本身的松动膨胀也会对下位岩层形成较大的垂直载荷,易导致顶板垮落｡特别是3401W运输巷位于正在开采的3202W面的下方,承受地压和采动压力的双重作用,必须采取一。
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北黄 土 高原 ， 为黄 土丘 陵 区 ， 于山西 六 大煤 田中 的 属 宁武 煤 田。煤矿 设计 生 产 能力 为 ３０Ｍｔ ａ前 期 开 ． ／ ， 采上 ５煤 ， 层平 均 厚度 ４５ｒ， 煤 ． 采用 综 采 放顶 煤 开 ｎ
采 。胶带 、 轨道 、 回风 ３条大 巷在 主 、 副斜井 底 部 ， 胶
一
式 中 ６——－ 高 ： 。 ｛ 共 ｍ；
Ａ ——巷道开挖以后的侧压系数 ；
— —
岩层 内摩擦 角 ，。 ； （）
塌 落 角 ，。 ； （） ａ 厂— 平 衡拱 的短 轴 ，Ｉ Ｉ。 Ｔ
软化 模量 ， ａ ＭＰ ；
ｃ ——岩体在残余变形 阶段的黏聚力 ， Ｐ 。 Ｍａ
有 良好 的社 会 经 济 效 益 。 关键词 ： 网索联 合 支护 ； 值模 拟 ； 锚 数 锚杆 间排 距 ； 自然平衡 拱
中图分 类号 ： Ｄ ５ Ｔ ３３ 文献标志码 ： Ｂ
山浪 煤 矿 胶 带 大 巷 前 期 掘 进 段 采 用 的是 Ｕ 型 钢支护 ， 巷道 净 宽 ５ｍ， 高 ４ｍ。采用 Ｕ型 钢 支护 净
为深 灰 色 泥 岩 ， ５ ５ｍ， 位 较稳 定 ， 层 较 为破 厚 ． 层 岩
碎 。下 ５煤顶 板 泥岩 中含 有 ０２～０ ４ｍ 的煤线 ， ． ． 其
顶板 在 结构上 属 于复合 顶 板 。
图 １ 巷 道 围岩 分 区
２ 巷道 前 期观 测
对胶 带大 巷原 有支 护效 果进 行 观测 ，在 掘进 头 处布 设测 站进 行巷 道表 面位 移观 测 ，大巷 巷 道变 形
张新福 ， 一 方新秋 ， 一 王 明１ ， ２徐瑞强 一 邹永沼 ，
（ ．中 国矿 业 大 学 矿 业 工 程 学 院 ，江 苏 徐 州 １
２ ０ ２１ ０８）
２ １１ ；２ 中 国 矿业 大学 煤 炭 资 源 与 安 全 开 采 国 家重 点 实 验 室 ，江 苏 徐 州 ２ １６ ．
｝
２ １ 年第 １ ０１ 期
Ｎｏ．１ ２ ０１１
煤
炭
科
技
ＣＯＡＬ Ｓ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＩ ＭＡＧＡＺＩ ＮＥ
文章 编号 ：０ ８ ３ ３ （ ０ １ Ｏ — ０ １ ０ １０ — ７ １ ２ １ ）１ ０ ０ — ３
复合顶板巷道锚 网索联 合支护研究与应用
假 设 胶 带 大 巷 为 圆 形 ， 径 ａ ． 围 岩均 半 ＝２ ５ｍ，
质体 ， 处于静水压力状态 ，０ Ｐ ， Ｐ ＝５ ａ根据岩石力学 Ｍ 实验得出岩体的有关参数 ， 经过计算得出： 巷道破碎
区宽 度 １０ ， ．９ｉ 塑性 区宽度 ６ ６ 巷 道 表 面 位移 ｎ ． ６ｍ，
一
ｆ
！ 二
２ 丛
１ 击
Ｊ
变化 较快 ， 后期 变形 不 大 。 巷道 顶部 相对 位移 量最 大 为 ７ 两 帮相 对 移 近量 最大 达 到 ８ ． ｍ， 道 ５ｍｍ， ４ ６ｍ 巷
Ｉ １ ）ｏ￣ ｃ Ｃ ） １ ｓ ｑ） （ ＋ａ ｃ ｓ （ — 水 ＋（ － ｉ ￣ ｖ ｎ
带大 巷设计 确 定沿 下 ５煤顶底 板 掘进 ，断 面 为直 墙 三心 拱 。下 ５煤 厚 １６ｍ， ． 直接 顶 为灰 黑 色 泥岩 ， 厚
５ ５ｍ， ． 岩层 较 为破 碎 ， 中间 夹煤 线 。基 本 顶 为 １ ． ０５
ｍ
厚 灰 黑色泥 岩 ， 岩层 钙质 胶结 ， 理发 育 。直 接底 层
当 ｒ 时 ， ＝ 在径 向方 向没 有应 力 突变 ， 塑性 区
２
煤
炭
科
技
２ １ 年第 １ ０１ 期
半 Ｒ 径为
ｔ
尺 告＋）ｓ ＝ （ －２一 １￣ － ８ ｉ ｒ ｉ Ｉ ｎ
＋ ］－ｎ ＋ （ ｓ） １ｉ ￣ ｏ
苦 。一 而 击
１ 口 ｔ。 ＋ ＋ ｉｏ１ ＋ Ｉ ＋ １ ａ ｓ ￣ 三 （ ｎ
较大 ， 帮变 形位移 量 比顶板 稍 大 ， 道前 期 位移 量 两 巷
图 １中 ａ为巷 道半 径 ， 为塑性 区半径 即应变 软
化 区半径 ， 尺 为破 碎 区半径 即残 余 变形 区半 径 。
在应变软化区和残余变形区交界处 ，围岩黏聚 力 相 等 ， ｒ 。 即 ＝ 时
， 一
摘 要 ： 山 浪煤 矿 胶 带 大巷 支 护方 式进 行 锚 网索联 合 支 护 技 术 优 化 改进 ， 据 巷 道 围岩 地 对 依
质 条 件 ， 算 了 围岩 破 碎 区 、 性 区 范 围和 自然 平 衡 拱 的 高度 ， 出合 理 的锚 杆 支 护 参 数 ， 计 塑 得
并结合数值模拟对理论分析结果进行验证 ，确定方案能够有效保证巷道 的整体稳定性 ， 具
支护 效果 不 明显 ， 需加 强 支护或 改进 支 护措 施 。
３ 巷 道锚 网 索支 护 参数 优 化设 计
巷道 锚 网索支 护设 计 的关键 为 锚杆 长度 、锚杆
成 本 投 入大 ， 道后 期 变 形 较 大 ， 要 经常 维 修 ， 巷 需 不 利 于建设 高产 高效 矿源自 。采用锚 网索联 合支 护对 山
．
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— ｃｔ 一（ 一１ ｓｎＤ…ｕｕ Ｃｏ ａ ）ｉ‘ ｕ ｔ ｐ ＿ 口
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式 中 Ｇ — 原岩体 剪切 弹性模 量 ； — － 锚 固体 的黏聚力 ， ａ ＭＰ ； ＿ 铺 固体 内摩 擦角 ，ｏ； （） 原岩 应力 ， ａ ＭＰ ； ａ一 原岩 体 塑性扩 容 系数 ； 广 一
浪 煤矿 胶带 大巷 进行巷 道 支护优 化设 计 ，取 得 了较 好 的效果 。
支护强度和锚索参数的确定［ 。 １ ］
３ １锚 杆长度 ．
锚杆 长度 的选 取要 根据 巷道 破 碎 区的宽 度来 选
１ 工 程概 况
山 浪煤矿 位 于山西 省忻 州市 静乐 县 ，地 处晋 西
取 ， 道 围岩分 区如 图 ｌ 示 。 巷 所