大断面切眼全锚固技术的应用
全锚支护技术在大断面切眼中的应用
炭
工
程
２０ ０ ８年第 １ Ｏ期
５ ）严格控制锚杆 、锚索孔深 ，保证外露符合 要求。要 严格按照设计使用 树脂 药卷 ，防 止少装 药卷或放 药卷顺 序
选择 、现场施 工组 织及质 量保证 措施 等 ，并在 实践 中取 得 了成功 ，为今 后 Ｘ Ｖ号煤 大断 面支 护提
供 了参 考 ，具 有 实际的 应用价值 。
关 键词 ：全锚 支护 ；大断面 ；支护方 案
中图分 类号 ：Ｔ ３ ５ ９ Ｄ ５ ．
文献标 识码 ：Ｂ
文章编 号 ：１７ ０ ５ （０ ８ １ － ３ ￣３ ６ １— ９ ９ ２ ０ ）００ ２ ０
浆管突然推出伤人。
５ ２ 安 全技 术要 求 ．
１ 必 须 进 行 井 下 锚 杆锚 固力 拉 拔 试 验 ，拉 拔试 验 时 锚 ）
６ 加 固效果评 价
屯 留矿副井井底车 场及周 围硐 室破碎 软岩联 合加 固方 案 的实施 。使 围岩 的蠕变 现象 消失 ，副井井 筒 内环状裂 缝 沿井筒 向上发展 的趋势停 止 ，井底 车场及 周 围硐 室 围岩变
天地公 司共 同研究并 试验 的 “ ・ ・ ・ 锚 索 带 网” 联合支 护
技 术 ，首次 在 王 台矿 井 Ｘ 号煤 Ｘ ２０ （ ） 采 工 作 面 切 Ｖ Ｖ ３５ 东 首 眼 大 断 面 中得 到 了成 功 应 用 。
为泥岩和铝质泥 岩 ，平均 厚度 为 １６ ｍ，平均单 轴抗 压强 ．２
发 现 不 合 格 锚 杆 ，应 在其 周 围补 打 锚 杆 。
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ８—０ ３—１ １
形和破坏得 到有效控 制 ，保持 了围岩 的稳定 。解 决 了一 直
大断面开切眼锚杆锚索联合支护的应用
落范围进行计算。
１ ）切眼煤帮破碎深度 Ｃ ：
ｃ
（ ｃ 一） 器 ｏ １ ｓ 号
维普资讯
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文章编号：０ ６ ４ ７ （０ ６ １－ ０ ０ Ｏ １０ － ８ ７２ ０ ）２ ０７ 一 ２
大断面开切眼锚杆锚索 联合支护的应用
杨 振 新
摘 要： 通过理论计 算及 数值模 拟 ，在 大宁矿 成功 实现 了大
底板掘进 ，断面为矩形 ，切眼宽度为 ９ ０１ ． １，高度 ３ ＇ １
杆每孔一卷锚固剂 ，锚杆杆体 套上托板带上螺母 ，
然后用杆体将锚杆送入孔底 ，并确保搅 拌时 间不少 于 ３ ，并 顶推 １ ｉ，卸下搅 拌 器 。旋 紧螺母 ， ０Ｓ ｎ ｍ 使锚杆具有一定预紧力 ，拧紧力矩至要求。 ３３ 锚索施工工艺 ．． ３ 安设工作平台 ，平台要牢固可靠 。打眼时应先
切眼宽度 ，取 ９ ０ ） ． ｍ； ３
（ １ ）
行增强 ，限制岩层位移变形的发展 。这样不但保持
了围岩的稳定 。同时能使围岩发挥 出更大的承载作 用， 有利于煤岩体表面结构的稳定 ，并把结构和共
式中：
自 平衡 然 拱角系 ＝ ＋ （为 数， 告 ２Ｌ
‘
同工作的围岩介质组成复合体 ．被结构锚 固的岩层
＾ ——切眼高度 ，取 ３ ０ ． ｍ； ８
— —
根据式 （ ）求得 ： Ｃ＝ ． ｍ １ ０２ 。 ４
大 宁矿 Ｐ ２面为 ３ 煤层 的工作 面 ，工作 面长
切眼大断面锚杆支护技术的应用
切眼大断面锚杆支护技术的应用
贺天才
【期刊名称】《山西煤炭》
【年(卷),期】2002(022)004
【摘要】切眼大断面支护设计在寺河矿进行了实验和应用，为超大断面锚杆支护的推广与应用提供了依据。
【总页数】4页(P29-32)
【作者】贺天才
【作者单位】山西晋城煤业集团寺河矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD353+.6
【相关文献】
1.锚杆索支护技术在大断面综放开切眼的应用 [J], 胡立年
2.大断面综采切眼锚杆支护技术的探索与应用 [J], 张广瑞
3.放顶煤大断面切眼锚杆支护技术的应用 [J], 蔡光顺
4.锚杆锚索联合支护技术在大断面开切眼支护中的应用 [J], 孙江鸿
5.综采大断面开切眼应用高强锚杆、W钢带、锚索联合支护技术 [J], 范新坤;裴明顺;杨文华;朱绍亮
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大断面开切眼锚网索联合支护技术的应用
图 １ 岩 层 综 合 柱 状 示 意
・
４９ ・
２ ０ １ ３ 年第 ３ 期
中 州 煤 炭
总第 ２ ０ ７期
２ 巷 道 支 护 设 计
２ ． １ 方 案选 择 与传 统 支 护技 术 相 比 ， 掘 进 巷 道 采 用锚 网索 联
巷 道 支护 前 ， 掘 进 机停 止掘 进 ， 启 用 机载 临时 支 护， 使 顶梁 放平 并 支 撑 住 顶 板 ， 将 掘 进 机 闭锁 ， 机 载 临时 支护 装置 双 向锁 死 ， 不 自动 卸 压 。 当顶 板 较 完 整时， 允许 掘 进机 一次 截割 ２排 ， 机 载临 时支 护最 大 控顶 距 不 得 超 过 １ ９ ０ ０ ｍ ｍ； 当顶 板 破 碎 、 出现 掉 矸
２ ＼ 氆如
／ １ ． ５ ０ ～ １ １ ． ５ ０ 大占 深灰色 ，以石英 为主，中、细颗粒 ，
６ ． ５ ０ 砂岩 高角度节理发育 ，完整性差。
＼
３
泥岩、 灰黑色， 致密， 水平节 理， 遇水泥
０ — ４ ． ９ ０ 砂质 化 ， 含 云母 及黄铁 矿结核 ，局部加
我 国煤 矿大 都 采 用 井 工 开采 ， 为保 证 矿 井 高产 高效 ， 巷 道 支护 技术 日益 受 到人们 的重 视 ， 并 在 理论 与试 验 研究 方 面取得 了较 多 的成果 ¨ 。 。然而 ， 我 国 煤 矿地 质条 件复 杂 ， 巷 道 围岩 稳 定 性 影 响 因 素存 在 多样 性 。 随着开 采 深 度 的增 加 ， 巷 道 围岩 原 岩 应 力 对 巷道 支护 质量 及 支 护 效果 影 响较 大 ， 为确 保 巷 道
２ ０ １ ３ 年第 ３ 期
中 州煤 炭
泥岩顶板大断面开切眼锚梁网支护技术应用
２ １０ ） ２ ０ ８
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘
要 ：针 对梅 花 井煤 矿 １ ２ ０ １ ２ １工作 面切 眼跨 度 大、粉 砂 质 泥岩 顶 板遏 水 易崩 解 软 化 、顶
板破 碎 难 支护 的技 术难 题 ，对 １ ２ ０ １ ２ １工作 面切 眼顶 板岩 样 进行 了 ｘ 射 线衍 射 实验 ，研 究 了切 眼
ｒｏ ｂ ｖ ｅｏ ｅ ｏ ｆａ ｏ ｅ ｔ ｐ ｎ—ｏｆｃ ｔ Ｔ ｕ ｅ ｓ ｐ ｏ ｔｔｃ ｎ ｃ ｌ ａ ａ ｔｒ ｆ ｅ ｌ ｇ ｒ ｓ ｅ ｔ ｎ ｓ ｔ ｄ ｔｎ ｏ ｆ ｂｏ ｅ ｔ ｅ ｈ ｆ ｕ ． ｈ ｓｔ ｕ ｐ ｒ ｈ ｉａ ｒ ｍｅｅ ｓｏ ｅ ｃ ｏ ｓｓ ｃｉ ｉ ｙ ｍｕ ｓｏ ｅｒ ｏ ｖ ｈ ｅ ｐ ｈ ｒ ｔ ａ ｏ ｌ ａ ｈ ｏｅ ｐ ｎ—ｏ ｕ ｒ ｅ ｅｍｉ ｅ ． Ｔ ｅ ｓｔ ｒ ｃ ｉｅ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ｈ ｏｔ ｂ ａ ｆｃ ｔ ｗｅ ｅ ｄ ｔ ｒ ｎ ｄ ｈ ｉ ｐ ａ ｔ ｓ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔｔ ｅ ｂ ｌ — ｅ ｅ ｃ ｍ — ｓ ｅ ｍｅ ｈ ｓ ｐ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｕ ｄ ｂ ｔ ｌ ｅ ｓ ｕ ｐ ｒ ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ｌ ｅ ｔ
Ｍｅｈ ａｎ ｎ ，ｔｅＸ ｒｙｄｆａｔｎｔｓｗ ｓ ｏ ｄｃｅ ｎｔｅｒｃ ａ ｐｅ ｆ ｈ ｏｆ ｂ ｖ ｅｏｅ —ｏ ｕ ｏ ｅ ｉｕｊ ｇＭｉｅ ｈ ａ ｉｒｃｏ ｔ ａ ｎ ｕｔｄｏ ｏｋｓｍ ｌｓｏ ｅｒｏ ａ ｏｅｔ ｐ ｎ ｆ ｃｔ ｆｈ ｉ ｆ ｉ ｅ ｃ ｈ ｔ ｈ ｔ
锚网梁(索)支护在大断面切眼施工中的应用与推广
山 ｌ＝ 。 璃招 抒 ！ｌ 的 萎 暂 ｛ ｓ ，９ ｝ ｛ ０
／ 了 丽
称布置 ； 眼采用 Ｚ ３ ０ ２ ） 每 ２ ７ （ 卷 树脂锚 固剂锚 固， 托板 、 锁头配
８ ０ ｌ ０ ｍｍｏ ｏ ｍｎ ×９ ０
形态变化。从支护原理上讲有悬吊、 组合梁、 挤压和加固３ 个
方面的作用。
０ ＝ 姒 Ｌ伽 ３
，
（ ） 索型号和规 格 ： 用 １． ｒ ２锚 选 ５２ ａ ４ ｍ钢 绞线 ， 锚索 必须 生 根于顶板坚 硬岩层 中 ， 且生 根长度不少 于 １ ｍ 锚 索最 ￣０ ｍ，
＝
平煤 田可采 煤层 ２层 ， 二水平 可采煤层一层 ， 、 一 二水平 ｌ 主采 煤层 为 ６煤 ， 均厚 度 ３ 倾角 ３～ 。 ， 层顶板 一般 为泥 平 ｍ， ５ 煤 岩、 砂岩 ， 靠近 回采上 限和 断层 构造附近顶板 松软破 碎 ； 瓦斯
２ ０ ｒ ２ ０ ｒｍ，净 高指巷道矮帮 高度 ） ８０ ｍ Ｘ ４ ０ ａ ａ （ ；净宽允 许误 差
一
纹钢锚杆 ， 顶部锚杆每眼采用 １ Ｚ ３０型树脂锚 固剂锚 固 ， 卷 ２７ 托板 、减 摩垫 片 、预 紧力 螺 母 分 别 配套 使 用 ，间排 距 为 ９ ０ ｍ× ０ ｒ 右帮选用 Ｌ＝１０ ｒ ０ ｒ ９ ０ ｍ； ａ ａ ６ ０ ｍ的竹锚杆（ ａ 三根 ）每 眼 ， 用 ２卷水泥锚 固剂锚 固 ， 托板 、 楔分别配套使 用 ， 木 间排距 为
为： 中线至任 意一帮 ０～１０ ｍ， ０ ｒ 净高允许 误差为： 线测全 ａ 无腰
高 ０～２ ０ ｍ， ０ ｒ 顶板锚杆选用 ＝ ０ ａ ２ ｍｍ、 ２ ０ ｒ 的金属螺 Ｌ＝ ００ ｍ ａ
大断面综采工作面开切眼锚杆支护技术
大断面综采工作面开切眼锚杆支护技术随着采煤技术和设备的不断升级，曹村矿开采深度的加大,2#煤实行了一次采全高综采技术,由于设备尺寸的加大，要求开切眼断面也必须增加，支护难度显著增加。
从曹村矿来看,以往在三采区9、10#煤合并开采中,顶板为坚硬稳定的K2灰岩,开切眼支护不是突出问题,但进入2#煤开采时,由高档变为综采,开采深度由+350水平至+220水年平,切眼大断面支护技术既是难点、又是重点,针对这一难题,曹村矿同与太原理工大学合作,在2-1025综采工作面开切眼大断面施工中探索采用了锚网梁索支护技术,并取得了成功经验。
1、开切眼布置及地质条件1.1布置方式：2-1025面开切眼沿2#煤顶板布置,沿煤层倾向送巷。
该面西邻2-1023工作面已采,南邻2-1027工作（面未），煤柱留设70米。
根据设备配套安装尺寸要求,设计开采眼为矩形,净宽5.5米,净宽3.0米,端头架、端尾架硐室尺寸为3×3米(长×宽)，高度3.0米。
1.2地质条件：2#煤为复杂结构煤层,含三层夹石,其中第第二层夹石厚度变化比较大(0.1-0.3m,平均0.2m)。
2#煤层厚3.47~3.75m,.平均厚3.6m,煤层倾角6~8°,煤体平均单轴抗压强度为9.15MPa。
直接顶为灰黑色泥岩,节理发育,较破碎,其上部为灰色泥岩(或砂质泥岩)总厚度6.28m,单项抗压强度为13.2MPa,老顶为K8砂岩,厚层块状,坚硬,均厚8m,抗压强度为64MPa。
2#煤底板为黑色泥岩,细水平层理，厚4m,抗压强度为15.3MPa。
2、支护方案采用数值计算进行多方案比较,得出锚杆支护初步设计,采用树脂全锚锚杆、金属网,钢筋梁组合支护系统,并配铺索补强支护。
2.1顶极支护：采用2.5m长左旋螺纹钢锚杆与3.0m和2.6m长钢筋梁(横梁)支护,纵向梁采用1.8m梁井型联锁,并铺设3m×0.9m的菱形金属网。
树脂全长锚固,锚杆间距750~800mm，排距900mm。
大断面综采切眼支护技术资料
大断面综采切眼支护技术随着我公司回采机械化水平的提高，掘进机械化也有了一定程度的发展，锚杆支护技术虽作为一项先进技术被推广应用，但在生产实践中，由于各种原因，应用范围比较小，尤其是在煤巷支护及顶板为煤顶方面。
我矿煤巷全锚支护在顺槽巷道和开拓准备巷道支护上都有不同程度的推广应用，但在综采面大切眼应用全锚支护技术尚属首例。
以往的综采大切眼均采用棚式支护或先按一较小断面掘进,待整个工作面形成系统后边刷大到设计断面边安装支架方式，针对综采22103工作面生产接续较为紧张,为保证工作面尽早投入回采,我公司在切眼施工期间提出了大断面切眼全断面一次掘进的施工技术方案.实施后取得了成功。
综采切眼全断面一次掘进锚杆支护设计方法，以22103综采工作面切眼锚杆支护为例，该切眼设计掘进宽度7.4米，掘进高度3.4米，矩形断面，倾斜长度170米，平均坡度16度，最大坡度19.5度，根据切眼实际情况，采用综掘机一次成巷，通过锚杆锚索钢带加单体液压支护增强支护对顶板组合支护方式，从安全、技术和经济三个方面分析综采切眼锚杆支护的优越性。
1、工作面顺槽地质情况：22103工作面回采2#煤层，2#煤层位于太原组上部，山西组底部K2砂岩之下，距K2平均约8.12m，赋煤区内总体南部厚北部薄，为可采煤层，煤层厚度3～5.4m，平均4.3m，含0-3层夹矸，局部有二合顶0.3米。
22103工作面煤层赋存较稳定，直接顶为砂质泥岩，厚度在1~5.4米，平均厚度3.2m老顶为K2砂岩，局部地段，直接顶以上3.5米有一层1米左右泥岩，直接顶板抗压强度16.0～18.8 MPa，平均17.2 MPa，属于不稳定顶板；老顶抗压强度33.0～36.8 MPa，平均34.0 MPa，属于中等稳定顶板底板为砂质泥岩,地层岩石多为泥岩、泥质页岩、砂岩、层理、节理较发育，小型断层为主要构造形式。
属典型的软岩矿区。
经过不断探索，公司在软岩矿区由煤巷小断面锚杆支护技术发展到综采切眼大断面锚杆支护技术。
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大断面切眼全锚固技术的应用
文章介绍了袁店一矿在大断面综采切眼施工中，首次使采用锚杆、锚索联合支护治理技术的成功经验，为解决大断面巷边锚固支护提供了经验。
标签：切眼；全锚固；施工
1 项目背景
淮北袁店一井煤矿于2011年5月31日试生产，首采工作面为1021综采工作面，1021工作面煤层厚度3.5m-5.0m，平均厚度4.0m，煤层倾角3°-15°，平均5°，开切眼采用倾斜长壁开采老顶为厚5-15m的西细沙岩，直接顶为厚度3.2m 的砂岩，伪顶厚0.6m为砂质页岩。
2 成果主要做法
2.1 切眼施工方法
先以4.6m宽度掘进与先期已施工到位的风巷相贯通，调整通风系统后，拆掉风筒，分别向两帮各刷帮1.9m，达到最终宽度8.4m。
2.2 支护原理分析
通过开切眼顶板岩性分析可以看出顶板有0.6m厚伪顶，加上切眼跨度大，会使锚杆的组合梁作用减弱。
而采用锚杆、锚索联合支护的方式能充分利用锚杆和锚索的预应力作用，使得顶板的各个分层之间的法向应力逐渐升高，从而束缚了岩石的纵向膨胀，岩层由二向应力向三向应力状态转化，岩石的极限强度得到了提高，抗弯曲的能力也相应得到了加强；此外，锚杆、锚索克联合锚固技术的采用还能增强被加固岩体的弹性模量、内摩擦角、粘聚力、极限强度和残余强度，并且随着锚杆、锚索的布置密度增加而增加，从而进一步增加了岩石的极限强度和抗变形能力，当接触面上剪应力小于上覆岩层对它的粘结力时，就防止了顶板离层的发生，从而使锚固的上覆岩体成为一个整体。
2.3 锚杆、锚索支护设计
2.3.1 锚杆支护设计
切眼采用树脂锚杆，选择麻花式锚杆，直径20mm，长度2200mm，树脂锚固剂为MSK3530，垫片厚8mm、长80mm、宽80mm。
锚杆间排距700×700mm。
锚杆锚固力要求不低于50KN/根。
2.3.2 锚杆支护的计算
（1）单根锚杆的支护面积：S=L×D=0.7×0.7=0.49m2
（2）单根锚杆支护岩石重量：
（3）G=S·H·R=0.49×2.05×2.5=25.1KN
（4）锚固力F=50KN/根，故F>G
（5）单位面积实际支护密度P=1/S=1/0.49=2.04/m2
上式中：H：锚杆支护长度（2.05m），R：岩石容量（取2.5千克/m3）
L：锚杆排距（0.7m），D：锚杆间距（0.7m）由于切眼顶板为较稳定的II 类顶板，根据机、风巷支护经验，锚杆支护密度为1.2-1.56根，所以综合分析可知：锚杆间排距700×700mm完全满足支护要求。
2.4 锚索的布置
2.4.1 沿切眼中心线对称布置六行锚索，锚索间距1.0m，锚索排距为2.4m。
2.4.2 锚索锚固长度的确定
按GBJ86-85要求，锚索锚固长度Lm应符合Lm>K·d1·fn/4fc
（式中：K取4，fc：粘结强度，树脂锚固剂为10mp。
d1：锚索钢绞线直径取为15.24mm，fn：钢绞线的抗拉强度取1860MP）
则：Ln≥4×15.24×1860/4·10=1417.3（mm）×2=3234.6（mm）
2.4.3 锚索长度的确定
Lm=La+Lb+Lc+Ld（式中：Lm锚索总长度（mm），La：锚索深入到岩层的锚固长度按上述计算取3300mm，Lb：需悬吊不稳定岩层的厚度，包括切眼上方伪顶，直接顶的厚度，Lb=3800mm，Lc：安装托盘及锚具厚度100mm，Ld：外露涨拉长度取300mm。
）
则：锚索总长度Lm=3300+3800+100+300=7500（mm）
最后选择Lm=8000mm
2.4.4 锚索排距计算
根据设计要求，锚索长度和排距比值不小于2，锚索排距不大于3m，现确定切眼锚索排距为2.4m。
3 效果效益分析
锚杆、锚索支护是一种积极主动的支护方式，从根本上提高了顶板岩石自身稳定性和支撑能力。
从矿瓦监测效果可以得出（见位移曲线图）切眼内围岩变形量不大，顶板基本处于稳定状态，支护效果良好。
这一支护应用将为该矿今后大断面巷边支护提供有益借鉴。
参考文献
[1]钱鸣高，刘听成.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.
[2]蒋金泉，韩继胜，石永奎.巷道围岩结构稳定性与控制设计[M].北京：煤炭工业出版社，1998.
[3]徐永析.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.
[4]吴贤振，刘洪兴.井巷工程[M].化学工业出版社，2011.
作者简介：汪传珍（1965-），男，汉族，安徽省怀宁人，工程师，毕业于徐州煤校地下采煤，现任安徽省淮北岱河矿业有限责任公司副总经理，北市岱河矿业有限责任公司采煤二区区长。