煤巷锚杆支护的实践与应用
煤巷锚杆支护沿空留巷技术在垞城矿应用
式 中 ， 老 顶 压 力 ；。 直 接 顶 压 力 ；。 煤 体 ｇ为 ｇ为 为
受 力宽 度 ； 留巷宽 度 ； 为 采空 区平 均 宽度 ； ｃ为 Ｍｏ 为老 顶 变距 ； 为 直接 顶 弯 距 ； 老顶 厚 ； 煤 帆 ｈ为
维普资讯
３ ２
曹习华 等
煤巷 锚杆 支护 沿空 留巷 技术 在姹 城矿 应用
２０ ０ ６年第 ｌ 期
下。 选择 水泥 、 煤粉 、 比例 为 １ ：． ， 强度 试验 水 ： ０６ 其 ２
结果料 强 度参 数
０ 引 言
煤 巷锚 杆支 护技术 因其 自身 的安全 、 经济 性 ，
沿 空 留巷断 面示 意 图如 图 １ 示 。 所
近年来 在 全 国各 大矿 区获 得快 速发 展 ，应用 范 围 越来越 大 ， 综合 效益 日益 显著 。锚 杆支 护 ， 特别 是 复杂 围岩 条件下 的煤 巷支 护 ，已成 为煤 矿巷 道支 护工 艺改 革 的发展方 向。支 护形式 也 已经 由单 一
面设计 留巷墙 体 的切顶 阻力 为 ５８ ０ｋ ／ ５ Ｎｍ。充填 体 宽 ０９Ｉ． 体 强度 应 该达 到 ６５ＭＰ 。根 据 实 ． ｎ墙 ． ａ 验室 试验 结果 ． 不 同水灰 比 、 同水 泥含量 情况 在 不
２ 沿 空 留巷 技 术 参 数选 择
２１ 留巷 规格 ．
１ 煤 层 赋存 条 件
姹 城矿 自 ２ ０ ０４年 ８月份 随着一 ６ ２ ０水平 屯 头 系、 小湖 系煤 开采 的结 束 ， 回采工作 面全部进 入 下
图 １ 沿 空 冒 巷 断面 示意 图
南山煤矿采矿工程巷道掘进及支护技术的应用实践
南山煤矿采矿工程巷道掘进及支护技术的应用实践1. 引言1.1 南山煤矿简介南山煤矿位于中国山西省，是一座历史悠久的大型煤矿，始建于上世纪60年代。
该煤矿地处煤炭资源丰富的区域，矿产储量丰富，是当地重要的能源基地之一。
南山煤矿采矿区域广阔，设备先进，技术水平较高，生产规模大，产量稳定，具有较强的市场竞争力。
南山煤矿以科学管理和技术创新著称，实行严格的安全生产管理制度，注重员工培训和安全生产意识教育，保障了生产的安全和稳定。
南山煤矿致力于节能减排，积极推进绿色发展，在提高煤炭生产效率的努力降低环境污染，践行可持续发展理念。
作为地方性煤矿的典范，南山煤矿在煤炭生产过程中，不仅关注经济效益，更注重生态环保和社会责任，努力实现煤炭资源利用的可持续发展。
南山煤矿在行业内有着良好的声誉和口碑，是地方经济发展的重要支撑力量，也是当地居民生活的重要保障来源。
1.2 采矿工程巷道掘进及支护技术概述南山煤矿是中国一座具有悠久历史的大型煤矿，位于华东地区。
采矿工程巷道掘进及支护技术是南山煤矿的重要工作之一，它涉及到煤矿生产的关键环节，对于提高生产效率、保障矿工安全具有重要意义。
采矿工程巷道掘进技术是煤矿开采的核心内容之一，其目的是开采煤矿矿体，使矿石得以采出。
巷道掘进技术主要包括钻孔爆破、掘进机械等多种方法，通过这些技术手段，可以有效提高开采效率，降低生产成本。
而支护技术则是指在煤矿巷道掘进过程中，为保证巷道的稳定和安全，采用各种支护材料和结构对巷道进行加固和防护的技术。
支护技术的选择与实践是一个复杂的问题，需要考虑到矿体地质条件、巷道尺寸、开采方法等多个因素，只有选择合适的支护技术才能确保巷道的安全和稳定。
采矿工程巷道掘进及支护技术是南山煤矿的重要工作内容，通过不断的技术创新与实践，可以提高生产效率，确保矿工安全，为南山煤矿的持续发展打下坚实的基础。
2. 正文2.1 掘进工程技术应用掘进工程技术应用是南山煤矿采矿工程中至关重要的环节。
淮南矿区新型煤巷锚杆支护技术试验研究的思路与实践
司针对淮南矿 区地质条件 复杂多变的特点．实现 了在相对简单地质 条件下的大问排 距锚杆 （ 网）支护和在厚层破碎复合顶板条件 下实体巷道 、沿空巷道及大跨度切 眼
的锚 网支护 。 关键 词 媒巷 厚 层 复台顶 板 高性 能锚杆
淮南矿区新主采 ８ 、ｌ 槽 、 ３ 槽 １ １ 槽煤层。煤层赋存较稳定 ， 适于综采综放开采。矿区近 年来在瓦斯综合治理、 采煤方法改革等方面 已取得重大成效 但由于煤层厚度大、 埋藏深 、 强 度低 ， 特别是 ｌ 槽煤层顶板为厚层状松散破碎复合顶板， ３ 加上高地应力作用和巷道断面及跨 度大等条件 ， 使煤巷支护技术多年来—直未有突破。 ０ ０ ２ ０ 年以前新区综采顺槽基本上采用 ｕ
型钢可缩支架支护 ， 造成巷道支护成本居高不下。 ｕ 型钢支架控制巷道围岩变形能力差， 且 工 作面回采时工作面端头 回撤困难 ，制约工作面的单进提高，影响了矿区的高产高效建设。所
以开发研究淮南矿区复杂条件下的煤巷锚杆支护技术 已迫在眉睫 因此 ， 我们从 ２ ０ 年开始 ００ 进一步加大了支护改革力度，在新区潘一、潘三 、谢桥 、张集等矿着力进行新型煤巷锚杆支 护技术试验研究 ２０ 年扩大试验范围，推广运 用新型锚杆支护技术成果，截止上半年 已完 ０１ 成练采练放大断面煤巷锚杆支护进尺 １００ ３０ｍ，取得阶段性成果 通 过调 研 ，我 们认 为 兄弟矿 区锚 杆 支护
思想 。
③在 １ 槽厚层破碎复合顶板 （ ３ 岩石顶板
及煤层顶板）的实体煤巷和沿空巷遭采用锚 阿支护获得了成功 ；
②坚持从易到难、顺序渐近 、由点到面
的原则逐步、 稳妥地推广锚 阿支护。 为此 ， 首 先选择地质条件相对比较简单的 ８ 、 槽 槽 １ １ 实体煤层进行锚网支护试验 ，锻炼队伍 、积 累经验 ，成功后推广。然后逐步进行 ８ 槽和 ｕ 槽的大跨度切眼、８ 槽和 １ 槽沿空掘巷、 １
煤巷锚杆支护技术规范
煤巷锚杆支护技术规范1. 引言煤矿是我国能源工业的重要组成部分，煤巷的稳定性对保障生产安全至关重要。
煤巷锚杆支护技术是一种常用的支护方式，其能够有效地提高煤巷的稳定性和安全性。
为了规范煤巷锚杆支护技术的应用，保证煤矿生产的安全和高效性，制定本技术规范。
2. 术语和定义2.1 煤巷锚杆：指用于支撑煤巷围岩的金属杆件。
2.2 预应力锚杆：指在锚杆安装完成后对其施加一定的预应力的锚杆。
2.3 水平锚杆：指在水平方向上安装的锚杆。
2.4 垂直锚杆：指在垂直方向上安装的锚杆。
3. 材料要求3.1 锚杆材料应符合国家标准，具备良好的抗拉强度和耐腐蚀性能。
3.2 锚杆直径应根据煤巷围岩的岩性、倾角和围压等情况确定，确保锚杆足够强度和刚度。
3.3 预应力锚杆应采用高强度钢材，预应力锚杆的预应力应合理控制，确保煤巷的稳定性。
4. 锚杆支护设计4.1 锚杆支护设计应根据煤巷围岩的岩性、倾角、围压和断层等情况进行。
4.2 煤巷锚杆的布置应均匀、合理，保证煤巷围岩的稳定性。
4.3 锚杆的埋置长度应根据煤巷围岩的岩性和围压等情况确定，确保锚杆支护的有效性。
5. 锚杆施工要求5.1 锚杆的固定应采用专用的固定方法和设备，保证锚杆安装的牢固性。
5.2 预应力锚杆的预应力过程应严格控制，避免超过设计要求。
5.3 锚杆施工过程中应注意保证现场作业人员的安全。
6. 锚杆支护质量检验6.1 锚杆支护质量检验应包括锚杆的尺寸、质量和固定效果等内容。
6.2 对于预应力锚杆，还应进行预应力的测试和检查。
6.3 锚杆支护质量检验应按照规范和相关标准进行。
7. 锚杆支护的维护与管理7.1 锚杆支护应定期检查和维护，确保其正常运行。
7.2 对于老化和损坏的锚杆支护，应及时更换和修复。
7.3 锚杆支护设备和相关设施的管理应严格，确保其安全可靠性。
8. 应急处理8.1 对于突发情况和紧急情况，应制定相应的应急处理方案。
8.2 应急处理人员应接受专门培训，熟悉应急设备和操作程序。
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用研究
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用研究煤矿掘进巷道的锚杆支护方法是一种常用的地下工程支护方式，它通过使用锚杆，将巷道固定在围岩上，以增强巷道的整体稳定性。
本文将对煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用进行研究。
探讨巷道锚杆的选择。
在煤矿掘进巷道的支护设计中，选择合适的锚杆是非常重要的。
合适的锚杆是指满足巷道条件和地质条件的锚杆。
通常，直径为20mm到25mm的螺纹钢筋可以用作锚杆，但在特殊情况下，也可以选择其他直径的钢筋。
还需考虑将锚杆固定在巷道岩体中的方法（如螺旋式锚固法、打涨注浆法等）。
研究锚杆的布置方式。
煤矿巷道的锚杆布置方式应根据巷道的长度、倾角、断层和裂隙等因素进行合理的设计。
通常情况下，水平巷道的锚杆间距可以设置为1.5m到2m，而倾斜巷道的锚杆间距则应根据实际情况进行调整。
应合理布置锚杆的层数，以增强巷道的整体稳定性。
然后，研究巷道锚杆的预应力设计。
在巷道锚杆支护中，预应力设计可以提高锚杆的抗拉强度和稳定性，从而增强整个巷道的支护能力。
预应力设计的实施主要包括以下步骤：确定锚杆的受力状态和作用力。
计算锚杆的预应力大小和预应力锚杆的布置方式。
通过对锚杆的加压和固定，实现预应力设计的目标。
研究巷道锚杆支护的监测和改进。
在巷道锚杆支护的施工过程中，应进行监测和改进，以确保巷道的安全和稳定。
监测主要包括测量锚杆的伸长量和锚杆的周围岩体的变形情况。
根据监测结果，可以对巷道支护进行相应的改进，如增加锚杆的数量和密度，调整锚杆的布置方式等。
煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用研究是一个复杂而重要的课题。
通过选择合适的锚杆、合理布置锚杆、进行预应力设计和监测改进，可以提高巷道的整体稳定性和安全性。
希望本文的研究成果能够为煤矿巷道锚杆支护的实践提供一定的参考和指导。
锚杆支护技术
锚杆支护技术锚杆支护技术一、锚杆支护技术现状和展望锚杆支护技术是煤矿支护技术改革的发展方向，是煤矿继推广综合机械化采煤技术又一重大推广技术。
我国在上世纪80年代开始研究应用锚杆支护技术以来,不论在理论上，还是在实践应有中已取得了长足的进展，促进了我国煤炭工业的发展.锚杆支护是由锚固在巷道四周钻孔内的一系列杆件（木质件、金属件、钢筋混凝土件和聚合物件等）系统组成的。
这些杆件配以支撑件和背板（也可以不用）,靠它们的锚固力和向岩体稳定部分的悬吊作用，防止破碎岩石冒落。
用预拉紧方法安装的锚杆，提高了岩石分层之间的摩擦阻力，同时将两支撑点间的岩层夹紧，以岩梁和岩拱的形式构成承载结构.尽管加固的岩梁比未加固的岩梁呈现出明显的稳定性,但是仍不能准确量测出影响加固岩层稳定性单个分层缝合效果的量值。
现代锚杆支护理论认为，岩层分层之间的摩擦作用具有重要意义，主要有以下几个方面。
①巷道上方的松软岩层被锚杆固结到其上部坚固的岩层上，松软有裂隙岩层的几个分层，彼此之间被锚杆夹紧形成梁和拱形式的承载结构.②松软不稳定的岩石分层，彼此之间夹紧并被锚杆固结在上部坚固岩层上。
③在掘进巷道时,被破坏的有裂缝的岩石分层被锚杆夹紧并被悬挂在自然平衡拱上。
④不稳定的有裂缝的岩层被锚杆的联接部件托住并被悬挂于自然平衡拱的拱脚。
⑤不稳定的岩石分层被锚杆夹紧并悬吊于自然平衡拱的拱脚。
在采矿实践中,锚杆支架分单体锚杆支架和组合锚杆支架两种。
单体锚杆支架指安设在巷道中的锚杆,彼此之间没有力学科系.组合锚杆支架包括钢梁、钢带、角钢、槽钢等承托顶板元件，把两个或几个锚杆联成统一的整体.锚杆支架按用途分为临时锚杆支架和永久锚杆支架。
按作用原理分为主动锚杆和被动锚杆。
主动锚杆预先张紧装入钻孔中，以提高抵抗被加固岩体拱曲性和分层之间相对位移的能力。
随着锚杆预应力的加大,相应增加了岩层分层面之间的摩擦力，提高了巷道的稳定性。
安装被动锚杆时不给杆体以预应力，因此就比主动锚杆安装密些,其典型的有全长锚固的螺纹锚杆、钢筋混凝土锚杆、膨胀式锚杆和玻璃钢锚杆等.按工作特性锚杆又分为刚性延伸和有限延伸锚杆。
煤巷锚杆支护技术的应用研究
１ ． 巷 道 基本 概 况
童亭煤 矿位于淮 北平原 中部 ，北距淮 北市 ４ ２ ｋ ｍ．东 距宿 州市 ３ ０ ｋ ｍ。东西走向 １ ０ ｋ ｍ ． 南北倾 向宽 ２ － ４ ｋ ｍ． 矿井 面积 ２ ４ ． １ ５ ｋ ｍ ２ ７ ２ １ ６ 工作 面的地 表多为农 田、 公路及输 电线路等 ， 在 工作面 回采 时， 对 地表的电线 、 主路均有影响 ； 工作面的北部设计的 ７ ２ １ ８ 工作面 ， 南部为 ７ ２ １ ４ （ 里） 工作面 ， 东部与 ７ ２ １ ４ 工作 面相邻 ． 西部至 Ｆ １ ０ 断层 防水煤柱 ， 该工 作面走 向长为 ５ ０ ２ ｍ． 倾 向宽为 １ ４ ９ ｍ． 工作面 回收率为 ９ ５ ％， 工业储量为 １ ９ ７ ４ ６ ６ 吨， 可采储量 为 １ ８ ７ ５ ９ ２ 吨 工作 面为 东西走 向 ．倾 向北 的单 斜结 构 ．煤层 平均 总厚 度为 ２ ． ０ ０ ｍ， 倾角９ ～ １ ７ 。 ， 平均 ｌ ３ ｏ 左右 ， 煤层老顶 为 ５ ． ０ — ６ ． ０ ｍ厚 的粉砂岩 ． 直接顶为厚 １ ． ５ － ２ ． ５ ｍ的泥岩 ． 伪顶为 ０ ． １ — ０ ． ３ ｍ厚的炭质泥岩 ． 直 接底 为０ ． ５ ～ ２ ． ０ ｍ厚 的泥岩 ． 老底为 ３ ． ０ ｍ厚 的粉砂岩 这一工作面的水文情况 比较复杂 ． 在巷道掘进 中的主要充水 水源 有煤层顶底板砂 岩裂隙水 和断层导水两种 ． 是典型 的“ 三软两 高” 的煤
２ ０ １ ３ 年第 １ ２ 期 科Βιβλιοθήκη 圈向导 ◇能源 科技◇
煤巷锚杆支护技术的应用研究
李翠斌 （ 淮北矿业集团公司童亭煤矿生产管理部
安徽
濉溪
２ ３ ５ １ ３ ７ ）
【 摘 要】 社会经济建设 的发展使得人们对于煤炭能源的需求量也越 来越 大， 煤矿规模随着不断扩大。 在煤炭 开采过程 中， 巷道 的稳定性对
迎采巷道锚杆支护技术在西川煤矿的应用
２ 原巷道支护参数及破坏原 因分析
ｌ０ ７回风顺槽原支护具体 参数如下 ：①顶 １ 板。采用左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆 、 锚索 、 金属
网和梯子梁支护 。 锚杆直径 １ 长度 ２ ５ ｍ， ８ ｍｍ、 ０ ２ ｍ
３ 迎采巷道支护改革及技术保 障
３１ 锚 杆支 护参 数设计 ．
１ 工作 面 概 况 及 迎 采巷 道 位 置
西川煤 矿 １０ 综 放工 作 面位于 一采 区西翼 ， ７ １ 南部 为正在 回采 的 １０ 放工作 面 ， １５综 北部 为未 施
工 的 １０ １ ９综放 面 ，西 部为 一采 区 的采 区边 界 ， 东
中线两 侧各 布置 一排 直径 １ ．４ｍ 长 ８０ ０ｍｍ ５２ ｍ、 ０
间排距 ８０ｍ ８０ｍ 每排 ５ ； ０ ｍｘ ０ ｍ， 根 锚索沿巷道
２ １ 年第 ６期 ０ １
李普 红 ， 等
迎采 巷道 锚杆 支护 技术 在西 川煤 矿 的应用
４ ７
１０ １５工 作 面 回采 稳 定 后 掘 进 １０ １７回风 顺 槽， 巷道 围岩 变形 小 ， 支护 容易 。通 常情 况 下上 工 作 面 回采 稳定 的时 间需 要 ６个 月 以上 ，由于西 川 煤矿 单翼 采 区布 置及 采掘关 系 紧张 ，不 得 不进行
完成其 它的两帮锚杆一用风动扳手上 紧所有螺
母一 用 连 网丝将 金属 网连好 。 （） ２ 锚杆 施 工顺 序 。巷 道 顶板 锚杆 由巷道 中 部 向两侧 施 工 。巷道两 帮锚 杆先 煤柱 帮后 实体 煤 帮 ， 帮从上 向下 底角 施工 。 每 （） ３ 锚杆 孔 的施 工 。顶 板 采用 风 动锚 杆钻 机 施 工 ， Ｂ ９的六 方 钻杆 与 ２ ｍ 的钻 头 配合 用 １ ７ｍ 施 工 顶板 锚 杆孔 ， 孔过 程 中 ， 须是 短 、 打 必 长钎 杆
锚杆锚索支护在煤矿巷道中的应用与研究
组 合梁理论和加 固拱理论等 。悬 吊理 论是最早的锚杆 造成 锚 杆 、锚 索 没 有预 应 力而 失 效 。 支护理论 ，具有直 观、易懂及使 用方便等特点 。特 别 （ ）锚 杆支护 中预应 力普 遍 偏低 。 目前 大量 矿 ５ 是 在顶板上部有稳 定岩层 ，而其 下部 存在松散 、破碎 压观 测发现 ，深 井软岩巷道 （ 包括煤巷 ）掘进 期间 围 岩层的条件下 ，这 种支护理论应 用比较广泛 。其 主要 岩变形普遍 在５ ０ ８ ０ ０ － ０ ｍｍ，金属 支架与普通 的锚杆 缺陷是仅考虑 了锚 杆的抗拉作用 ，没有涉及其抗 剪能 支护 此 阶段 即遭 到破 坏 。只 有通 过提 高 支护 的预 应
和得 到 良好 的 经 济 效 益 。 帮位 移 量 的 增 加 明 显 增 大 ，能 够 有 力 的 抑 制 巷 道 围 岩
２ 、锚杆 支护的适用条件普通 单体锚杆只适用 于加 的进一步变形 。虽然 目前我 国锚 杆支护得到 了相 对比 固稳定的岩石巷 道或 围岩岩体较 完整的巷道 ，但 在围 较广泛的应用 ，但在锚杆支护 设计和现场施 工中 ，往
岩较软或破碎 带规 模较大的岩巷 、煤巷及动压巷 道中 往都忽视 了锚杆 的高预应 力这 一关键 因素 。从中得出 锚杆支护 中预应 力普遍偏低 ，需要进行技术 和管理改 往往取不到应有的效果 ，导致 质量事故 。
３ 、锚杆支护系统 的缺点分析 （ ）锚杆支护设计 方法不科学虽然 已制 定煤巷锚 １ 杆支护规范 ，但设计时绝大 多数 采用工程类 比法 ，支 护形式和参数 确定不尽合理 ，有 可能支护强度太 高 ，
有 “ 快速 、主 动、有效”的特 点 ，得到广大煤炭 企业 （ ）锚杆支护监测仪 器与技术不能 满足现场施工 ３ 和工程技术人 员的普遍认可 。经过多年的研究 、改进 需要常用仪 器的精确度 、实用性不尽完 善 ，不能完全
我国煤巷锚杆支护产品的应用及发展趋势
上 。它 不但 对 围岩 岩体 产 生锚 拉 与 悬 吊作 用 ，
而且环向对 围岩施压 ，使部分岩体恢复到或接
近 原始 三 向受 力状 态 ，从而 减 少 围岩塑 性 区 ，
・
２ ・ ４
第２ 期
岩 土 锚 固工 程
Ｙ Ｎ Ｕ Ｍ ０ Ｕ Ｇ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｔ Ａ Ｇ Ｏ Ｇ Ｈ ＮＧ
机械式锚杆属于端头锚固形式 ，并且安装
时 一 般需 要 施加 预 应 力 ，属 于 主 动式 锚 杆 ，为 全 长 无需 进 行灌 浆 或 树 脂粘 结 的 岩石 锚杆 。现
变形 ，其 锚 固 力一 般 可 达 （０ ０ ）ｋ ６ ～１０ Ｎ，并 随 围岩 变 形 的增 大 而 增大 。该类 锚 杆 在 兖州 、
发 展 ，尤 其 是 在我 国煤 巷 支护 的 发 展 。近十 几 年 来在 引进 、 吸收 国外先 进 技 术 的基 础 上 ，我 国的煤 巷锚 杆支 护 技 术得 到 了飞速 发 展 ，也 取 得 了一 大批 研 究 成 果 。这 些研 究 成 果 带动 了我 国煤 巷 锚杆 支护 产 品的 快 速发 展 ，锚杆 支 护 产
［ 键 词］ 煤 巷 关 锚杆支护 锚 固 力
国外 锚 杆 支 护 始 于 ２ 世 纪 ４ 年 代 ，经 过 ０ ０
锚 杆 适 用 于 有 一 定 抗 压 强 度 的 岩 巷 支 护 ，不 适 用 于 破 碎 的 顶 板 及 煤 帮 的 支 护 ，该 类 锚 杆
快 速 发 展 ，现 已成 为 地 下 工 程 的 主 要 支 护 形
义马 、平 顶 山等 矿 区及 云 南 贵州 等 地 区使 用 较
多。
在常用的类型有楔缝式锚杆和倒楔锚杆 ，二者
都是 通 过 预先 施加 的 力使 活 动楔 发 生 位移 ，并 使锚 杆 的 锚头 部 分 与岩 石形 成 强大 的挤 压 力 来
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
煤巷锚杆支护的实践与应用陈 士 军(开滦(集团)有限责任公司荆各庄矿业分公司,河北唐山 063026)
摘 要:开滦荆各庄矿业分公司自1991年以来进行煤巷锚杆支护技术实践与应用,取得了显著的技术效果和经济效益。并结合现场实践经验,提出了煤巷锚杆设计及施工中应注意的问题。关键词:锚杆;支护;煤巷中图分类号:TD353 文献标识码:B 文章编号:0253-2336(2004)08-0032-03
PracticeandapplicationofboltsupportsysteminseamgatewayCHENShi2jun(JinggezhuangCoalMiningCompany,KailuanGroupCoalMiningGroup,Tangshan 063026,China)
1 概 述 开滦(集团)有限责任公司荆各庄矿业公司自
1991年以来,共施工锚杆巷道24km,遍及11煤层、12-1煤层、12-2煤层和9煤层共4个可采煤层,使用的锚杆从初期的16mm、18mm、20
mm钢筋端锚锚杆,30mm管缝式锚杆,到后期的18mm、20mm、22mm螺纹钢半长、全长锚固
锚杆、预应力锚索。可以说随着锚杆支护技术的发展,对锚杆支护的认识也在不断提高,不断扩大应用范围。施工的锚杆巷道包括准备巷道、回采巷道、大跨度综采切眼(宽度615m)以及大跨度巷道交岔点等。
2 推广煤巷锚杆支护过程211 钢筋端锚锚杆 初期煤巷锚杆支护采用钢筋端锚锚杆。1991
年1月份开始在11煤层的1115工作面进行煤巷锚杆支护试验工作,取得成功后5月份推广应用到准备巷道1110正眼,并完成锚杆支护巷道交叉点台棚一个。8月份在1114综采工作面回风巷创月进45014m纪录(巷道宽317m,高214m,每排打5根锚杆,间排距018m)。1114综采工作面回风巷从开口台棚至切眼台棚775m全部采用锚杆支护。 煤巷锚杆支护在荆各庄矿业公司的起步是很成功的,但是1991年10月2日在1114综采工作面运输巷发生一次冒顶事故(冒顶范围长415m,宽317m,高214m),暴露了设计上的缺陷。当时采用的是16mm×1600mmQ235钢锚杆,树脂端头锚固,铺的是经纬网,锚杆长度及强度都不够。这期间设计是以悬吊理论为基础,应用的端部树脂锚杆对顶板的支护主要表现为悬吊作用。11煤层直接顶为粘土岩,厚度518m,抗压强度23MPa,而锚杆长度只有116m,不可能打到稳定的基本顶上,悬吊作用没有,组合梁作用也不够。212 小直径管缝锚杆 小直径管缝锚杆属全长锚固,安装迅速方便,安装后立即承压,锚固力稳定可靠。1993～1995年用的均为这种锚杆。在11煤层应用直径30mm、长度118m管缝锚杆效果很好,但在12-1煤层使用时效果不理想。分析原因,12-1煤层直接顶为细砂岩,致密坚硬,钻孔直径与锚杆管径不易匹配,孔径过大达不到设计锚固强度要求,反之,孔径过小使锚杆在安装时非常困难,勉强打进去也达不到支护要求,且由此埋下事故隐患,因为锚杆在安装时的受力变形有可能超过了杆体的屈服强度。213 螺纹钢锚杆 1996年后改用螺纹钢锚杆,锚固力达到100kN以上,帮锚杆也从最初的木锚杆、竹锚杆改为现在的16mm×1600mmQ235钢锚杆。由于顶帮锚杆从长度到强度比以前都大大增强,在各煤层支护效果都很好,沿用至今。在12-2煤层和9煤层都使用了W钢带和小直径锚索。1997年在1128D
综采工作面施工高强度锚杆支护巷道500m,1999
23
第32卷第8期 煤炭科学技术 2004年8月年7月在2395下运进行全煤巷道锚杆支护试验80m取得成功。3 锚杆支护的技术经济效果311 改善了顶板力学状态,保证了安全生产 锚杆支护是一种积极主动的支护方式,从根本上改变了被动的架棚支护方式,有效地提高了巷道围岩的自身稳定性和支撑能力,从而保证了安全生产。从24km锚杆支护巷道监测结果(表1～4)可以看出,除个别巷道由于设计参数不合理造成局部冒顶外,绝大多数巷道围岩变形都很小,这说明锚杆支护是安全可靠的。表1 11煤层1215中运围岩变形统计mm测站编号掘进期间围岩变形水平顶沉回采期间围岩变形水平顶沉Ⅰ9420279Ⅱ67146114Ⅲ8012349表2 12-1煤层1029B下运围岩变形统计mm测站编号掘进期间围岩变形水平顶沉回采期间围岩变形水平顶沉Ⅰ521576Ⅱ30443Ⅲ123132Ⅳ211386表3 12-2煤层1028D风道围岩变形统计mm测站编号掘进期间围岩变形水平顶沉回采期间围岩变形水平顶沉Ⅰ185865061Ⅱ143633873Ⅲ184827634Ⅳ128749141表4 9煤层2395下运围岩变形统计mm测站编号掘进期间围岩变形水平顶沉回采期间围岩变形水平顶沉Ⅰ942711748Ⅱ1672718232Ⅲ1507118443 由表1～4可以看出,11煤层和12-1煤层锚杆巷道在掘进、回采期间变形很小,12-2煤层和9煤层巷道变形稍大些,但比架棚巷道变形(400～600mm)仍小很多。312 节省支撑钢投入 随着矿井的不断开采,系统越来越长,加上新的区域地质构造不确定,探巷多,工作面走向短等因素,备用工作面要增多,采准巷道掘进工作必须大大超前,以确保采掘正常衔接。在这种情况下,
在条件适宜的工作面采用锚杆支护,大大缓解了金属支架周转不开的局面,节省了支撑钢投入。313 降低支护成本 以12-1煤层布置综采工作面为例对架棚支护和锚杆支护的费用进行比较。 12-1煤层厚度213m左右,直接顶为浅灰色细砂岩,厚度515m左右,结构致密,抗压强度70
MPa。直接底为深灰色粉砂岩,厚度112m,均质致密,抗压强度67MPa。架棚支护需使用1015m
2
支架,棚距016m,所需巷断面为4400mm×3200
mm。锚杆支护断面为4000mm×2300mm,上顶用22mm×2200mm左旋螺纹钢锚杆,间排距为900mm×800mm,两帮用16mm×1600mm圆钢锚杆。 由表5、6可以看出,锚杆支护比架棚支护每米节省材料费351145元。
表5 锚杆支护巷道每米材料费名称单价每米用量费用/元・m-1备 注顶板锚杆34元/套6125套21215每排5根树脂药包216元/卷1817548175每眼3卷帮锚杆12元/套715套90每排6根水泥药包016元/卷15卷9每眼2卷菱形网815元/m210m285顶6m2帮4m
2
钻头22元/只1只22—钻杆58元/m0105m219—钻机维修——5—合计——475115—
314 减轻劳动强度,实现减人提效 采用锚杆支护只需往工作面运送锚杆、金属网、树脂药卷等轻材料,而架棚支护在掘进时要往工作面运送金属支架和大量的背板,回采时还要把33
第32卷第8期 煤炭科学技术 2004年8月金属支架运出装车上井,劳动强度非常大。采用锚杆支护的工作面每天可以节省10～16个运料工。表6 拱型支架支护巷道每米材料费名称单价每米用量费用/元・m-11015m2支架(1)1000元/架1167架586加工修理费30元/架1167架5011坑木(2)600元/m3012m3120卡缆(3)17元/副813副4712支拉杆(4)14元/个5个2313合计——82616注:(1)复用4次,复用率95%;(2)每架插背,背板30块;(3)每架5副,复用3次;(4)每架3个,复用3次。315 巷道断面利用率高,掘进量减少 采用架棚支护巷道断面利用率只有80%,而锚杆支护巷道断面利用率可达95%。通过表7可以看出,满足同样的回采方式,锚杆支护比架棚支护巷道断面小15%。表7 两种支护方式断面比较回采方式架棚支护巷道断面锚杆支护巷道断面炮采710m2610m2(310m×210m)综采1015m2818m2(410m×212m)316 提高煤质,少出矸石 荆各庄矿业分公司11煤层厚118～210m,12-1煤层厚210～212m,采用1015m2拱型支架支护时,要出矸石016～110m3,而用锚杆支护最多出矸石012m3,平均每米巷道少出矸石116～312m3,使掘进煤质大大提高。317 有利于综采设备快速安装 综采切眼采用锚杆支护后,省去了替换棚工序,提高了安装速度,减轻了工人的劳动强度,节约了劳动用工,工作空间宽敞,给安装工作创造了良好的安全作业条件,可提前10～15d完成一个工作面。318 提高综采工作面单产单进 综采工作面回风巷和运输巷采用锚杆支护后,上下出口变形很小,加固出口非常简单,可大大加快综采推进速度,保证了高产高效。4 煤巷锚杆支护应注意的问题411 必须认真搞好锚杆支护设计 锚杆支护设计应贯彻地质力学评估—初始设计—监测与信息反馈—修改设计四个步骤。在初始设计阶段,除考虑煤层顶底板及煤层强度、地质构造及水文情况等因素外,应充分考虑主应力方向、相邻工作面采动影响及上覆煤层采后余煤柱等因素。412 施工中应注意问题41211 杆体与孔径的匹配问题 钻孔直径与锚杆直径相差过大或过小,都会影响到锚杆的锚固力。钻孔直径过大将缩短锚固长度,使锚固力降低;钻孔直径过小将导致树脂锚固剂不能充分混合,同样会使锚固力降低。国内外研究表明,钻孔直径与锚杆直径差值应在6～10mm
之间,7～8mm时锚固效果最好。所以钻头规格一定要统一,钻头由施工单位材料员追踪管理。41212 巷道的成形问题 巷道成形的好与坏将直接影响到锚杆支护的质量。超过设计宽度时不安全,达不到设计宽度时无法使用,所以施工时切忌忽宽忽窄,宁窄勿宽的观点也是错误的。因片帮、超挖等原因造成的巷道超宽应及时补打锚杆。煤层松软时两帮应及时打好帮锚杆。炮掘施工对巷道围岩的破坏比较大,所以锚杆支护巷道应尽量采用机掘。巷道断面设计为矩形时使用双切割头掘进机巷道成形好。锚杆台棚巷道开口应放小炮,并及时包好台棚角,稍不注意就容易崩成喇叭口,增大台棚空顶面积,带来安全隐患。41213 锚杆巷道的维护问题 相对于架棚巷道,锚杆巷道的维护量很小,但切不可忽视。顶、帮锚杆螺母要经常紧固,特别是下一班要对上一班所打锚杆螺母要用长柄搬手重新紧固一遍,确保螺母扭矩符合设计要求。失效锚杆要及时补打。 变形量较大时要及时分析原因,并采取打锚索、棚托棚等有效措施及时处理。为保证锚杆支护的连贯性,必须配备打锚索设施,在过断层、顶板破碎时加打锚索,以确保安全,避免锚杆巷道的时断时续。另外在切眼亮面时,打一至两排锚索,效果很好。
作者简介:陈士军(1962-),男,河北唐山人,工程师,现为开滦(集团)荆各庄矿业分公司生产部技术室主管工程师。
收稿日期:2004-04-01;责任编辑:李军涛43