橫河煤礦3煤順槽巷道錨網(wǎng)索支護(hù)研究

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1、橫河煤礦3煤順槽巷道錨網(wǎng)索支護(hù)研究【摘　　要】橫河煤礦原設(shè)計(jì)支護(hù)形式采用工字鋼棚，這種支護(hù)形式勞動(dòng)強(qiáng)度大，支護(hù)速度慢，制約著勞動(dòng)生產(chǎn)力的提高和安全狀況的根本改善。為此，急需對(duì)3煤層順槽巷道的支護(hù)形式進(jìn)行改革。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，決定使用先進(jìn)的錨+X+索支護(hù)技術(shù)。通過分析可以看出，該支護(hù)系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，在煤礦巷道的支護(hù)中有一定的推廣價(jià)值?！　　娟P(guān)鍵詞】錨X支護(hù)；巷道順槽；支護(hù)效果　　1.概況　　3煤平均厚9.12米，傾角8°～15°，黑色，以鏡亮煤為主，局部夾暗煤，條帶內(nèi)生裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固性系數(shù)2～3；直接頂為泥巖，厚1.5米；老頂為粉砂巖，層厚7.0米，成分以石英為主

2、?！　?.根據(jù)3煤層的地質(zhì)條件及巷道形式及尺寸，選定3煤回采順槽巷道的支護(hù)形式為　“錨+X+索”支護(hù)　　2.1兩幫破壞圍范的確定　　順槽沿煤層頂板掘進(jìn)，巷道兩幫的破壞范圍C為：　?。?）　　式中：KC—采動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)，未受采動(dòng)時(shí)取KC=1，受采動(dòng)時(shí)取KC=2.0～2.5；γ—巖層平均容重，KN/m3；H—埋深；Bc—巷道擠壓系數(shù)，一般取2.0～3.0；σm—煤體單向抗壓強(qiáng)度，取10MPa；h—矩形巷道高度，2.6m；—煤體內(nèi)摩擦角，取=40°?！　。?、σ、γ等參數(shù)的選取參照兗礦集團(tuán)興隆莊煤礦煤系地層的物理力學(xué)性質(zhì)報(bào)告），將所有參數(shù)代入式（1）得：　　從上面的計(jì)算可以知道，當(dāng)3煤層抗壓強(qiáng)度不超

3、過10MPa時(shí)，兩幫基本不會(huì)有什么破壞，兩幫破壞范圍為1.1m。　　2.2頂板破壞高度的確定　　頂板的破壞高度b可由下式確定：　　　?。?）　　式中，—頂煤的普氏系數(shù)，=2，b—巷道的寬度，取3.5m?！　“延嘘P(guān)參數(shù)代入得：　　3.支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)　　3.1錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)　　3.1.1頂錨桿：按懸吊理論計(jì)算錨桿參數(shù)：　　1）錨桿長(zhǎng)度　　根據(jù)上述計(jì)算，選取錨桿長(zhǎng)度參數(shù)為：L=b+L1+L2　　式中：b—頂煤破壞高度，m；L1—錨桿錨入穩(wěn)定巖層的深度，一般按經(jīng)驗(yàn)取0.6m；L2—錨桿在巷道中的外露長(zhǎng)度，一般取0.05m；　　則L=1.425+0.6+0.05=2.075m　　取2.2m作為錨桿支護(hù)的最

4、終長(zhǎng)度?！　?）錨桿間距、排距計(jì)算　　按照頂板錨桿能夠承擔(dān)巷道斷面內(nèi)破壞區(qū)的全部作用力，考慮取破壞區(qū)內(nèi)最大破壞高度所圍成的矩形面積來計(jì)算，則沿走向每米所需的錨固力為：　　（3）　　式中：—頂煤的容重，取13.5KN/m3；K—安全系數(shù)；取K=3；α—巷道寬度?！　?shù)代入式（3）得：PT=3×3.5×13.5×1.425×1=205.5KN　　若按頂板錨桿平均錨固力RT=50KN，則沿巷道斷面方向錨桿數(shù)為：根　　這樣，通過上面的計(jì)算，當(dāng)巷道寬度為3.5米時(shí)，巷道每個(gè)斷面頂板布置5根錨桿?？扇№敯邋^桿間距0.75m，排距1.0m，如圖1所示?！　?.1.2幫錨桿：為了便于管理和施工，取幫錨桿的

5、間排距與頂板錨桿的間排距相同，即間距0.75m，排距1.0m。　　3.1.3錨固材料：（1）錨桿桿體為20mm單向左旋無縱筋螺紋鋼，鉆孔采用　27mm鉆頭進(jìn)行鉆孔；（2）樹脂藥卷直徑為23mm，其中頂板每根錨桿采用2個(gè)K2350的藥卷，錨固力達(dá)到70KN以上；兩幫每根錨桿采用2個(gè)K2350的藥卷，錨固力達(dá)到60KN以上?！　?.2錨索設(shè)計(jì)　　由于頂煤厚度大，超過錨桿的長(zhǎng)度。當(dāng)受到采動(dòng)影響或長(zhǎng)時(shí)流變變形后，破壞范圍將擴(kuò)大，一旦破壞范圍進(jìn)退過錨桿的長(zhǎng)度，巷道將坍塌。因此，有必要增加預(yù)應(yīng)力錨索?！　?.2.1錨固參數(shù)：考慮到巷道斷面尺寸、頂煤厚度及施工條件，選取錨固參數(shù)如下：　　（1）錨索長(zhǎng)度?？紤]

6、到錨索應(yīng)能夠深入到上部硬巖部分不小于1.0m，一般情況下，頂煤厚度為6.4m。考慮到外露部分100mm，則錨索長(zhǎng)度總長(zhǎng)度可取8m，并用長(zhǎng)度3.5m的12#工字鋼或槽鋼梁將其聯(lián)接在一起。對(duì)于煤層厚度加大的地段，應(yīng)根據(jù)實(shí)際頂煤厚度相應(yīng)增加錨索的長(zhǎng)度?！　。?）錨索間排距。取巷道頂煤厚度6.4m為錨索承擔(dān)的錨固范圍，K=1.5，a=3.5m代入式（3），有每米走向長(zhǎng)度需要錨索錨固力為：=1.5×3.5×13.5×6.4×1=453.6KN　　錨索選用破斷力為260.7KN、低松馳1860的15.24mm的鋼鉸線，則斷面布置的錨索根數(shù)n為：　　根≈2根　　可在巷道斷面上布置2根錨索，間距2m，排距1.

7、8m，如圖2所示。　　3.2.2錨固材料：每根錨索采用2個(gè)K2350、1個(gè)Z2350的樹脂藥【摘　　要】橫河煤礦原設(shè)計(jì)支護(hù)形式采用工字鋼棚，這種支護(hù)形式勞動(dòng)強(qiáng)度大，支護(hù)速度慢，制約著勞動(dòng)生產(chǎn)力的提高和安全狀況的根本改善。為此，急需對(duì)3煤層順槽巷道的支護(hù)形式進(jìn)行改革。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，決定使用先進(jìn)的錨+X+索支護(hù)技術(shù)。通過分析可以看出，該支護(hù)系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，在煤礦巷道的支護(hù)中有一