煤柱锚杆巷道支护设计论文 论文
煤矿预应力锚杆支护技术论文
煤矿预应力锚杆支护技术的发展【摘要】我国的煤炭资源使用较多，而我国的煤矿储量也在不断的减少，在这种情况下为了保障用煤需求就需要更深层次的挖掘煤炭，但是随着挖掘深度的增加其危险性系数也随之增加，为了保障煤矿挖掘的正常进行就需要对巷道加固，其中预应力锚杆支护技术就可以较好的达到要求，保障煤矿开采的安全进行，本文将详述煤矿锚杆支护技术的发展、预应力锚杆支护理论以及预应力锚杆支护技术的应用。
【关键词】煤矿；预应力锚杆；支护技术我国对于煤炭资源的需求较大，所以不少煤矿在进行长时间开采之后需要不断的提高挖掘深度，通过增加挖掘深度来获得相应的煤炭，但是随着挖掘深度的增加施工安全就难以得到保障，煤矿的挖掘主要是通过挖掘巷道并不断延长巷道来实现的，深度越深对巷道的支护挑战越大，传统的支护技术已经无法满足现今煤矿的开采需求，而预应力锚杆支护技术则可以很好的完成保护任务，通过预应力锚杆支护技术的使用，煤矿的开采速度得到了较大的提高，而且降低了巷道的支护成本，因此预应力锚杆支护技术在煤矿开采中得到了较多的运用。
随着煤矿挖掘深度的不断加深其地质环境就变得越来越复杂，开采难度较大，支护难度也显著增加，锚杆支护技术也随着挖掘深度的增加而不断改进升级，并形成了现在支护安全性较大的预应力锚杆支护技术，现今预应力锚杆支护技术在我国的煤矿开采过程中占据着非常重要的地位。
一、煤矿锚杆支护技术的发展在煤矿开采中锚杆支护技术运用的较早，当时的煤矿开采条件也不是非常苛刻，所以简单的锚杆支护技术就可以满足煤矿安全开采的需要。
随之我国煤矿开采又使用了锚喷支护技术，但是由于开采地质较为复杂、锚杆支护强度较低。
所以锚杆支护技术停滞不前[1]。
但是随着煤炭资源的缺乏人们不得不研究出强度更高的锚杆来完成巷道的安全支护工作，于是就相继推出了机械锚固锚杆、快硬水泥锚杆以及高强度树脂锚固锚杆，这些锚杆在我国煤矿的开采过程中都取得了较好的效果，但是随着煤矿挖掘深度的进一步增加，这些锚杆支护技术也逐渐被淘汰。
沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究
为此，本研究旨在探讨沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化的关键技术与方法，以提高矿山巷道的安全性和稳定性，为煤矿开采提供技术支持和保障。通过对小煤柱留设原理、传统锚注支护问题、合理留设方法、支护优化措施以及实验结果的分析，希望可以为矿山工程实践提供参考和借鉴，推动矿山开采技术的进步和创新。
2.选择合适的留设方式：留设小煤柱的方式有多种，包括立柱留设、带煤留设等。在选择留设方式时，需要综合考虑矿井的地质条件、采煤技术和支护设施等因素。
3.加强支护措施：为了保证小煤柱的稳定性，需要在小煤柱周围进行有效的支护工作。常见的支护方式包括锚杆支护、锚索支护、砖砌支护等。
4.定期检测和维护：留设小煤柱后，需要定期对其进行检测和维护，及时发现问题并进行处理，以确保煤矿的安全生产。
通过以上措施的实施，可以有效优化锚注支护设计，提高巷道的整体支护效果，确保煤矿生产的安全和高效进行。
2.5 实验结果分析
在本研究中，我们设计了一系列实验来验证沿空掘巷小煤柱合理留设和锚注支护优化的效果。我们选择了不同大小和位置的小煤柱，通过数值模拟和实际工程施工，比较其在巷道围岩稳定性和支护效果上的差异。经过多次试验发现，合理留设小煤柱可以有效减小巷道围岩的变形和破坏，提高支护的稳定性和安全性。
3.2 锚注支护优化的建议
1. 选择合适的锚杆长度和直径，并保证锚杆的质量符合标准要求，以确保支护效果和稳定性。
2. 采用高强度、耐腐蚀的锚索材料进行支护，增加支护的抗拉强度和抗腐蚀能力。
3. 在设计支护方案时，应考虑到不同地质条件下的巷道稳定性，灵活调整支护材料和方式，保支护工程的质量和安全。
柔模沿空留巷实体煤帮张拉锚杆支护研究
成果应用
总第 284 期
doi:10. 3969 / j. issn. 1005-2798. 2023. 04. 008
柔模沿空留巷实体煤帮张拉锚杆支护研究
申 磊
( 潞安化工集团 古城煤矿生产技术中心,山西 长治 046000)
摘 要:古城煤矿工作面巷道采用沿空留巷设计,针对实体煤侧变形明显、扩帮工作量大等问题,以 S1303
由云图和曲线图分析可知,3 种锚杆预紧力水
平下,留巷柔模体墙基本保持稳定,变形量较小,巷
道的变形主要由实体煤侧和底鼓构成。 其中杆锚预
紧力水平分布为低、中、高,对应的实体煤侧最大变
形为 769 mm、326 mm、263 mm,对应的底鼓量分别
为 746 mm、361 mm、300 mm. 同时通过分析云图可
rock conditions.
Key words:flexible mold along the hollow stay lane;solid coal gang;tensioned pretensioned anchor;support design
沿空留巷作为现阶段广泛使用的一种无煤柱开
紧锚杆并向钻孔深处推动过程中,锚杆和圆筒之间
形成的接触面积持续提升,抱锁力随之提高。 除此
之外,旨在能够有效规避夹片跟转的情况出现,借助
螺丝对夹片进行限位处理,充分避免夹片发生左右
位移的情况出现。 具体改进情况如图 9 所示。
根据生产实际需要,反复进行室内拉拔试验研
究,以确保锁具具有良好的力学性能。 结合具体工
2023 年 4 月 申 磊:柔模沿空留巷实体煤帮张拉锚杆支护研究 第 32 卷第 4 期
1 工程概况
古城 煤 矿 3 号 煤 除 去 夹 矸 厚 度, 纯 煤 厚 为
锚杆支护在深部矿井回风平巷支护中应用论文
浅谈锚杆支护在深部矿井回风平巷支护中的应用【摘要】随着矿井进入深部开采后，回风平巷显现出高地压、大变形、难支护的特点。
为了在深部矿井中做到高产高效，本文通过分析深部矿井回风平巷的岩性，基于锚杆支护理论，设计了深部矿井回风平巷的锚杆支护方案。
【关键词】深部矿井；锚杆支护；回风平巷我国是煤炭资源大国，煤层赋存条件、地质构造复杂，绝大多数矿井采用井工开采。
巷道作为服务于地下煤矿开采的生命线，保持其畅通、稳定的状态，对改善矿井的生产作业条件和提高煤炭产能以及防止巷道顶板冒落事故，保证矿井高产高效的安全生产具有重要意义。
锚杆支护作为世界各国矿井巷道的一种主要支护形式，在提高巷道支护效果和维护矿井安全上具有显著效果，同时还可以节约大量的支护和维修费用。
锚杆支护在矿井建设效能上减轻了矿工的劳动强度，在改善井下开采环境同时提高了产能，为建设高产高效矿井创造了条件。
1.深部矿井回风平巷围岩的变形规律随着能源需求和开采强度的不断加大，浅部煤炭资源越来越少，一大批矿区不得不转入深部开采[1，2]。
深部复杂的地质条件和力学环境，致使煤层出现了高地压、大变形、难支护现象，如何控制巷道围岩稳定性已成为困扰煤矿安全生产建设的重要难题。
我国大部分深部矿井的巷道围岩中，煤体微裂隙发育良好、连通性好、裂缝宽，并存在大量孔隙裂隙，这些孔隙裂隙在深部高应力条件和水的作用下会很容易扩展、连通，致使巷道发生较大范围的变形、甚至破坏。
而未受采动的围岩体，在回风平巷开掘前通常处于弹性变形状态，岩体的原始铅直应力等于上覆岩层重量，当回风平巷在煤层中掘进，巷道开挖的初期阶段，由于原岩应力重新分布，掘巷产生的应力集中将引起巷道两帮变形，在巷道顶部冒漏顶现象严重，破碎区段巷道变形更为严重。
深部矿井回风平巷围岩变形量主要由掘进，回采引起的变形以及采掘影响趋于稳定后的围岩流变组成。
当巷道处于掘进中，必然发生的围岩变形量大小取决于围岩的原始应力，岩性，巷道支护形式，支护强度和巷道尺寸。
煤矿锚杆支护巷道前探梁和紧固装置技术论文
煤矿锚杆支护巷道前探梁和紧固装置的技术分析[摘要]锚杆支护是利用深入围岩内部的锚杆杆体对围岩进行加固，提高被锚固围岩自身的稳定性来达到支护的目的。
根据围岩性质和结构不同，锚杆可起到悬吊、组合梁、挤压加固拱等作用。
锚杆支护的主要优点是工艺较简单、安装速度快、效率高、便于机械化作业、劳动强度低，可节约支护材料，降低支护成本。
[关键词]煤矿锚杆支护技术中图分类号：p624.8 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）04-0067-01自锚杆支护工艺进入井巷支护以来，在支护上是一个重大突破、跨越。
从以前的被动刚性支护跨越到主动支护。
锚杆网支护技术已基本替代以前的其他刚性支护，但是在我们的锚网巷道支护中，多数矿井、施工现场施工、检测都重视内锚固质量，对外锚固力的要求、检测均不到位，检查手段缺乏，从而致使我们的主动支护演变成被动支护，造成巷道周边岩层裂变、氧化，致使巷道变形严重，失修严重，给企业造成严重的经济损失和安全威胁。
通过我们大量的现场调研，发现我们的现场操作工艺过程中，多数内外锚固力均达不到技术参数要求而造成大面积巷道变形、冒顶。
钢筋网之间的搭接方式，以前靠松动第一排已经安设好的锚杆锚盘卸下重新压接，造成顶板的再次松动而形成空顶，给施工人员操作带来了安全隐患。
掘进迎头放采后空顶作业，无超前临时支护给员工生命安全带来严重威胁。
因此，为了企业发展、成长，安全环境的改善，保护员工生命，减少巷道维修量和维修投入，国内做了大量研发工作，终于成功研制了锚杆内外搅拌紧固器、采用碟形锚盘搭接钢筋网及新型前探梁，并已经成功推广使用，效果明显。
使得巷道失修逐步减少，保证掘进巷道施工过程中的安全，给企业带来了明显的经济效益。
一、紧固装置的研制及使用1、锚杆支护的作用原理：起悬吊、组合梁、挤压拱作用，锚杆外锚固力预紧，是挤压拱形成关键，形成挤压拱后才能充分发挥其支护作用，形成整体，分解压力，真正体现了锚杆支护的作用原理。
沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究
沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究1. 引言1.1 研究背景在煤矿开采过程中，沿空掘巷是一种常见的开采方法，特点是采空区与高应力区接近，容易发生顶板和煤壁的失稳破坏。
为了保障煤矿生产安全，需要对沿空掘巷中的小煤柱进行合理留设，并采用锚注支护技术进行稳固支护。
研究表明，小煤柱的留设不仅影响煤矿开采效率，还直接关系到工作面煤壁稳定性，而锚注支护技术则对巷道的支护和稳定至关重要。
当前，随着煤矿深部开采难度的增加，沿空掘巷的设计和支护也面临着新的挑战。
开展沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究是十分必要的。
本研究旨在探讨小煤柱留设原则、锚注支护技术、支护优化设计等方面的问题，为煤矿沿空掘巷的设计和开采提供科学依据和技术支持。
通过本研究的开展，旨在提高煤矿生产效率，保障矿工安全，推动煤矿生产的可持续发展。
1.2 研究目的研究目的旨在通过对沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化的研究，探索提高煤矿安全性和生产效率的有效策略。
具体目的包括：1. 分析小煤柱留设原则，确定最佳留设策略，减少煤柱残留对矿井安全稳定性的影响；2. 探讨锚注支护技术在煤矿巷道中的应用，深入了解其支护效果和影响因素；3. 研究锚注支护优化设计方法，提出能够全面保障矿井工作面和巷道安全的设计方案；4. 分析沿空掘巷设计优化策略，寻找最适合煤矿实际情况的巷道布置方案；5. 探讨煤矿安全保障措施，提出完善的安全管理体系和预防措施，确保矿井安全生产。
2. 正文2.1 小煤柱留设原则小煤柱留设原则是煤矿工程中非常重要的一环，其合理设置与否直接关系到煤矿安全生产和人员生命财产安全。
小煤柱留设原则主要包括以下几点：1. 根据煤层厚度和顶板条件确定小煤柱的大小，一般来说，煤层较厚、顶板条件较好的区域可以设置较小的小煤柱，而煤层较薄、顶板条件较差的区域则需要设置更大的小煤柱。
2. 小煤柱之间的间距要合理设置，一般来说，小煤柱的间距应该保持在一定的范围内，以确保矿柱之间的支护能够有效地传递载荷，同时也要考虑到煤层的开采方式和顶板条件。
沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究
沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究随着煤矿深度的不断增加和矿井开采的进一步，小煤柱的合理留设和锚注支护变得越来越重要。
小煤柱的合理留设对于矿井的安全生产和资源利用具有重要意义，而锚注支护的优化研究则可以提高煤矿开采效率和减少安全事故的发生。
本文将从沿空掘巷小煤柱合理留设和锚注支护优化研究的角度进行深入探讨，为煤矿生产提供技术支持和理论指导。
一、沿空掘巷小煤柱合理留设沿空掘巷是煤矿开采的重要方式之一，对于沿空掘巷小煤柱的合理留设，需要考虑以下几个方面的因素：1. 煤层岩性和构造特征：不同煤层的岩性和构造特征不同，对于小煤柱的留设会有不同的影响。
在进行沿空掘巷小煤柱留设时，需要充分了解煤层的岩性和构造特征，做好合理的留设规划。
2. 煤柱的稳定性分析：对于沿空掘巷小煤柱的合理留设，需要进行煤柱的稳定性分析，确定小煤柱留设的合理宽度和间距，以保证矿井的安全开采。
3. 煤层厚度和深度：煤层的厚度和深度也是影响小煤柱留设的重要因素，需要根据不同的煤层情况进行合理的留设规划。
4. 矿井开采方式：不同的矿井开采方式对沿空掘巷小煤柱的留设也会产生影响，需要根据具体的开采方式进行合理的规划。
沿空掘巷小煤柱的合理留设需要全面考虑煤层的岩性和构造特征、煤柱的稳定性分析、煤层厚度和深度以及矿井开采方式等因素，以保证矿井的安全开采和资源的有效利用。
二、锚注支护优化研究锚注支护是煤矿开采过程中常用的支护方式，对于锚注支护的优化研究，可以提高煤矿的开采效率和减少安全事故的发生。
在进行锚注支护优化研究时，需要考虑以下几个方面的因素：1. 锚杆的选取：对于不同的矿井条件和支护要求，需要选取合适的锚杆进行支护，包括锚杆的材质、规格和长度等方面的选择。
2. 锚杆的预应力设计：针对矿井实际情况，进行锚杆的预应力设计，提高锚杆的承载能力和支护效果，减少煤矿开采过程中的安全隐患。
3. 锚杆的布置方式：在进行锚注支护时，需要考虑锚杆的布置方式，包括锚杆的数量、间距和布置位置等方面，以提高支护的效果和减少材料的浪费。
沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究
沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究一、背景介绍随着煤矿深部开采的不断加深，煤层顶板易发生断裂破坏，造成巷道失稳及煤柱断裂等问题。
为了解决这一问题，煤矿开采中对沿空掘巷小煤柱留设及锚注支护进行了研究，以保证煤矿巷道和煤柱的稳定性。
二、小煤柱合理留设的意义1. 保护煤层资源小煤柱合理留设将有利于保护煤层资源，减少煤炭资源的损失，对煤炭矿山的可持续发展具有重要意义。
2. 保证矿井安全小煤柱合理留设能够减少矿井地压破坏范围，降低安全事故发生的可能性，保证矿井的安全生产。
三、锚注支护优化研究1. 锚注支护原理锚注支护是指利用锚杆、锚索和注浆等技术手段对煤巷进行支护的一种方法。
通过将锚杆和锚索固定在巷道顶板和煤柱上，并采用注浆技术进行巩固，能有效增强巷道和煤柱的稳定性。
2. 优化研究方法通过对锚注支护技术的优化研究，可以从锚杆和锚索的材料及长度、注浆材料及浓度、施工工艺等方面进行优化，提高锚注支护的效果，保证煤矿巷道和煤柱的稳定性。
四、小煤柱合理留设及锚注支护优化研究实践案例某煤矿开采深度逐渐加深，煤层顶板断裂现象频发，对煤矿巷道和煤柱稳定性造成了严重威胁。
煤矿对小煤柱合理留设及锚注支护进行了深入研究，并在实践中取得了显著效果。
1. 小煤柱合理留设通过对煤层结构和地质条件的分析，确定了合理的小煤柱留设方案。
在实践中，针对巷道方向、煤层产状等因素进行了综合考虑，确定了小煤柱合理留设的位置和尺寸。
2. 锚注支护优化研究通过对锚注支护技术的优化研究，确定了适合该矿井地质条件的锚注支护方案。
在实践中，采用了优质的锚杆和锚索材料，并针对不同地质条件进行了注浆材料和工艺的优化，取得了良好的支护效果。
五、小煤柱合理留设及锚注支护优化研究的效果分析通过对小煤柱合理留设及锚注支护的实施，取得了以下显著效果：1. 提高了煤矿巷道和煤柱的稳定性小煤柱合理留设及锚注支护优化研究，有效增强了煤矿巷道和煤柱的稳定性，降低了地压破坏的风险，保障了矿井的安全生产。
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关于煤柱锚杆巷道支护设计的研究摘要:在煤矿开采过程中,为保证增大回收率,部分巷道需要在煤柱中掘进。
这些巷道两边为采空区,支护方式的合理选择,对掘进施工质量及施工进度影响较大。
为提高巷道掘进施工质量及施工速度,在不改变掘进方法、不增添新设备、不增加施工人员的前提下,通过分析围岩强度、围岩结构、地应力及锚固性能测试,提出了合理的锚杆支护设计,在施工的应用中取得了明显的效果。
新阳煤业在新102材料巷进行了实地试验,并做好了详细的监测及记录在巷道两帮压力控制上取得了良好的效果,值得推广。
关键词:煤柱锚杆支护研究中图分类号:td353 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0048-041 工作面地质概况1.1 工作面概况新102工作面位于新一采区东翼,新102工作面北邻南轨道上山保安煤柱,西邻新104工作面(2006年至2007年已回采9#、10#和11#煤层),两工作面间净煤柱尺寸为30m,南至韩家滩保安煤柱。
新102工作面地面标高为+865m～+980m,煤层标高为+580m～+680m,平均埋深约为292m左右,工作面开采太原组10～11#煤合并层,局部开采9#～10#～11#煤合并层,煤层总厚平均7.2m,属复杂结构煤层,煤种为瘦煤,稳定可采。
1.2 巷道布置方式新102工作面开采10#～11#煤合并层,由于合并层10#～11#煤直接底为粘土泥岩,遇水膨胀,故将新102工作两巷沿煤层底板布置,顶板为0.1m的标志层,底板留设300mm的浮煤。
新102工作面材料巷布置在新102工作面和新104工作面煤柱下方如图1所示,新102工作面材料巷距离上部902工作面煤层采空区净煤柱尺寸约为8m,距离新104材料巷距离22m,此时新102运输巷正好处于工作面保护煤柱应力峰值影响的范围内,故巷道压力很大,巷道维护困难。
1.3 巷道围岩条件新102工作面煤层顶底板柱状图如图2所示,新102工作面煤层直接顶是2.0m厚的灰黑色石灰岩,之上为1.75m的灰黑色泥岩,老顶为6.24m的深灰色石灰岩,致密坚硬。
工作面巷道底上留300mm左右浮煤,直接底为0.3m的碳质泥岩和0.53m的灰色粘土泥岩,下方为7.41m厚的黑色及灰色泥岩。
1.4 地质构造工作面地质结构简单,煤岩层基本为单斜构造区。
煤岩层产状为走向北西,倾向北东,另外根据相邻新104工作面知,掘进至切眼附近时,将揭露2条正断层,断层落差不大,预计对掘进不会造成较大影响。
1.5 水文地质条件工作面上覆含水层为k2、k3、k4三层灰岩含水层,其水量较丰富,对本工作面掘进有一定影响;新102工作面布置在已采902工作面下方,采空区可能存有一定积水,对掘进支护有一定影响。
下伏含水层为奥陶纪石灰岩含水层,其水量丰富,水位标高低于煤层底板标高,故在掘进期间必须准备好足够的排水设施,坚持“有掘必探”的原则,对其进行探放水工作,确保安全生产。
工作面最大涌水量为50m3/h,正常涌水量为10～30m3/h。
1.6 瓦斯及煤尘特点新阳矿井属低瓦斯矿井,瓦斯涌出情况较少。
工作面煤层具有发火倾向和自燃发火现象,发火期为4～6个月。
煤尘具有强烈爆炸性,爆炸指数9#煤为18.32%,10#煤为18.7%,11#煤为18.44%。
1.7 粘结强度测试采用锚杆拉拔计确定树脂锚固剂的粘结强度。
该测试工作必须在井下施工之前进行完毕。
测试应采用施工中所用的锚杆和树脂药卷,分别在巷道顶板和两帮设计锚固深度上进行三组拉拔试验。
粘结强度满足设计要求后方可在井下施工中采用。
2 巷道支护形式和参数选择原则针对新阳煤矿新一采区新102工作面10#～11#煤合并层地质及生产条件,为了充分发挥锚杆支护的作用,提出以下设计原则有以下几点。
(1)一次支护原则。
锚杆支护应尽量一次支护就能有效控制围岩变形,避免二次或多次支护。
一方面,这是矿井实现高效、安全生产的要求,为采矿服务的巷道和硐室等工程,需要保持长期稳定,不能经常维修;另一方面,这是锚杆支护本身的作用原理决定的。
巷道围岩一旦揭露立即进行锚杆支护效果最佳,而在已发生离层、破坏的围岩中安装锚杆,支护效果会受到显著影响。
(2)高预应力和预应力扩散原则。
预应力是锚杆支护中的关键因素,是区别锚杆支护是被动支护还是主动支护的参数,只有高预应力的锚杆支护才是真正的主动支护,才能充分发挥锚杆支护的作用。
一方面,要采取有效措施给锚杆施加较大的预应力;另一方面,通过托板、钢带等构件实现锚杆预应力的扩散,扩大预应力的作用范围,提高锚固体的整体刚度与完整性。
(3)“三高一低”原则。
即高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度原则。
在提高锚杆强度(如加大锚杆直径或提高杆体材料的强度)、刚度(提高锚杆预应力、全长锚固),保证支护系统可靠性的条件下,降低支护密度,减少单位面积上锚杆数量,提高掘进速度。
(4)临界支护强度与刚度原则。
锚杆支护系统存在临界支护强度与刚度,如果支护强度与刚度低于临界值,巷道将长期处于不稳定状态,围岩变形与破坏得不到有效控制。
因此,设计锚杆支护系统的强度与刚度应大于临界值。
(5)相互匹配原则。
锚杆各构件,包括托板、螺母、钢带等的参数与力学性能应相互匹配,锚杆与锚索的参数与力学性能应相互匹配,以最大限度地发挥锚杆支护的整体支护作用。
(6)可操作性原则。
提供的锚杆支护设计应具有可操作性,有利于井下施工管理和掘进速度的提高。
(7)在保证巷道支护效果和安全程度,技术上可行、施工上可操作的条件下,做到经济合理,有利于降低巷道支护综合成本。
3 设计原则3.1 支护参数确定原则(1)支护设计确保支护安全,避免在服务期间进行维修或仅进行局部维修。
(2)支护参数和支护材料规格具有较好的适应性和施工可行性,由于井下巷道围岩条件变化很大,从支护合理性考虑,可能出现多种支护参数和支护材料规格,但这将不利于巷道施工和管理。
所以,尽可能采用统一的支护参数和材料规格。
(3)支护设计要在保证支护质量的同时有利于提高巷道掘进速度。
(4)在满足前三项原则的前提下,做到经济合理。
3.2 支护参数确定的依据(1)已掘巷道现有支护状况和矿压观测数据。
(2)理论分析及数值计算成果。
(3)新一采区工作面详细地质资料。
(4)现有科技成果和工程实践经验。
4 新102工作面材料顺槽初始设计考虑到新102工作面运输巷正好处于煤柱应力峰值影响范围内,由于运输巷断面较大,矿方决定将新102工作面两巷位置进行互相调整,将断面较小的材料巷布置在煤柱应力影响范围内,根据掘进过程中设备尺寸,通风要求和巷道围岩变形预留量,设计新一采区新102工作面材料巷掘进断面尺寸:巷道断面呈矩形,宽4.3m,高3.0m,掘进断面积12.9m2。
巷道采用树脂加长锚固锚杆锚索组合支护系统。
4.1 顶板支护锚杆:锚杆形式和规格:杆体为22#左旋无纵筋螺纹钢筋,长度2.2m,杆尾螺纹为m24。
锚固方式:树脂加长锚固,采用两支锚固剂,一支规格为k2335,另一支规格为m2360。
钻孔直径为28。
w钢带规格:采用w钢带护顶,钢带规格:厚度3mm,宽280mm,长度4200mm。
锚杆配件:托盘采用高强度拱型托盘,规格为150×150×10mm。
锚杆角度:锚杆尽量全部垂直顶板安设,角锚杆由于靠近煤帮,现场操作存在一定困难,要求和顶板角度不超过10°。
网片规格:采用菱形金属网护顶,网孔规格50×50mm,网片规格4500×1100mm。
锚杆布置:锚杆排距900mm,每排4根锚杆,间距1000mm。
锚杆预紧力矩:≥300n·m。
锚索:锚索形式和规格:锚索材料为17.8mm,1×7股高强度低松弛预应力钢绞线,长度5300mm,钻孔直径28mm,采用一支k2335和两支m2360低粘度树脂药卷锚固,锚固长度1600mm;锚索托盘:采用300mm×300mm×16mm高强度托板及配套锁具。
锚索布置:锚索采用“五花”布置,每900mm打2根锚索,锚索间距为2000mm,之后隔900mm在巷道中间打设一根锚索,锚索均垂直顶板岩层打设。
锚索预紧力:200kn～250kn。
4.2 两帮支护锚杆形式和规格:杆体为22#左旋无纵筋螺纹钢筋,长度2.2m,杆尾螺纹为m24。
锚固方式:树脂加长锚固,采用一支锚固剂,规格为m2360,钻孔直径为30mm。
w护板规格:采用w钢护板护帮,钢带厚度3mm,宽280mm,长度400mm。
锚杆配件:托盘采用拱型高强度托盘,规格为150×150×10mm。
网片规格:采用菱形金属网护帮,网孔规格50×50mm,网片规格2900×1000mm。
锚杆布置:锚杆排距1000mm,每排每帮4根锚杆,间距800mm。
锚杆角度:垂直巷帮打设。
锚杆预紧力矩:≥300n·m。
新一采区新102工作面材料巷支护设计见图3。
5 特殊条件处理措施巷道每超宽500mm时,补打一根单体锚杆,超宽1000mm时,补打一根锚索。
当巷道超高500mm～1000mm时,应该在距正常巷帮底部位置补打一根单体锚杆,高顶距离较长时,应该补打一根锚索,锚索规格为17.8-1×7-5300mm。
如遇巷道顶板和两帮不平、巷道淋水以及其它简单地质构造时,适当缩小锚杆锚索排距,并保证施工质量;如遇巷道条件变化较大,应及时联系生产技术部门并通知设计单位根据现场实际情况确定此段巷道的支护方式及支护参数。
说明:锚杆预紧力是巷道支护的关健因素,必须及时施加预紧力,优先保证锚杆施工质量,将锚杆外露长度不作为施工质量标准化的考核指标中,但必须控制好钻孔深度,尽量保证锚杆外露长度不超过100mm。
6 支护材料新一采区新102工作面两巷支护材料见表1所列。
7 井下施工工艺和安全措施井下施工是该项目的关键部分,所以必须按照设计要求,保证施工质量。
7.1 施工前的准备工作(1)准备好试验所需的一切材料、机具和矿压观测仪器,并保证质量。
(2)对施工队伍进行技术培训,使其了解试验目的,施工工艺和要求,掌握有关机具的操作,以便在井下施工中保证质量。
7.2 施工工艺和技术要求施工工序包括掘进和支护两大部分。
巷道顶板支护的施工工艺流程为:掘进→打掉危岩出煤→临时支护→钻顶板中部锚杆孔→清孔→安装树脂药卷和锚杆→用锚杆机搅拌树脂药卷至规定时间→停止搅拌并等待1min左右→铺金属网→上w钢带、托盘、螺母→拧紧螺母→从中向外依次安装其它顶板锚杆。
帮锚杆施工工艺:钻孔、清孔→安装树脂药卷和锚杆→搅拌树脂药卷→等待1min左右→挂网→上钢护板、螺母→拧紧螺母→依次安装其它帮锚杆。
锚索施工工艺:定锚索孔位→用锚索钻机钻进锚索钻孔→清孔→往钻孔内放入树脂药卷→用锚索头部顶住树脂药卷并送入孔底→升起锚索钻机并用搅拌器联接锚索钻机和锚索尾部→转动锚索钻机搅拌树脂药卷至规定时间(根据树脂药卷使用说明书,一般为15s～30s)→停止搅拌等待规定时间(根据树脂药卷使用说明书,一般为1min)后收缩锚杆机卸下搅拌器→等待15min→套上托板安装锚具→用张拉设备张拉锚索直到预紧力为200kn以上。