新三矿大跨距切眼桁架锚索支护试验研究

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1、新三矿大跨距切眼桁架锚索支护试验研究第24卷第2期2009年6月矿业工程研究MineralEngineeringResearchVol.24No.2Jun.2009李树荣1，王国栋2，朱现磊2，张耀辉2，温俊三2，赵鹏飞1,2河北邯郸056001；2.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京100083)(1.峰峰矿业集团新三矿，摘要：采煤工作面轻放支架的应用迫使切眼满足大跨距的条件.常规的锚杆(索)支护不能满足大跨距切眼的支护要求.针对新三矿162403工作面切眼的大跨距厚层炭质泥岩顶板的地质条件，分析了桁架锚索支护原理及其与普通锚杆(

2、索)支护原理的不同点；根据此原理，对切眼进行支护参数设计；通过对切眼巷道的表面位移、顶板离层的矿压观测进行支护效果检验，结果表明顶、底板移进两帮移进量小于100mm，顶板未发生下沉，支护安全有效并取得了较好的经济和社会效益.量小于120mm，关键词：桁架锚索；支护；大跨距；切眼TD353+.6中图分类号：文献标识码：A文章编号：1674-5876（2009）02-0017-04———————————————————————————————————————————————随着采煤机械化程度的提高，回采工作面全部采用轻放支架，这就要求工作面切眼为

3、大跨距切眼，在大跨距轻放切眼掘进中传统的掘进方法是先掘进断面，巷道贯通后，再进行二次扩刷，这样不但掘进速度费料.如果采用全断面一次成巷掘进，普慢而且费工、通的锚索支护将下部锚杆支护形成的锚固承载结构悬吊于深部岩层，只起支护强化作用[1].如再遇到破碎、不稳定顶板，锚固煤岩体会产生切向位移导致失稳[2]，不能保证支护的安全有效，必须采取新的支护理论和支护形式[2,3].新三矿162403工作面是大跨距轻放切眼，厚层炭质泥岩顶板.为了保证支护的安全而不得不采用大量的单体支柱进行辅助支护，劳动量加大且影响生产在该工作面切眼进行了效率.为了改变这种生

4、产状况，桁架锚索复合主动支护试验.面正在掘进，工作面煤层倾角4~10°，平均为6°，煤层2上煤层厚度3.0~3.99m，平均3.5m，煤层较稳定，0.45~0.8m，平均为0.6m，且由西向东逐渐变薄，发育极不稳定.162403工作面2号煤层顶板为黑色炭质泥2号煤层直接底为厚3.0m的灰黑色砂岩，厚度8m；质泥岩，老底为厚18.99m的浅灰色中砂岩，有薄层状砂页岩互层，层理明显.切眼净宽5.2m，净高2.4m(至底板)，矩形断面.2桁架锚索支护作用原理桁架锚索由高强度钢绞线、锁具、专用连接器和锚固剂组成[4]，如图1—————————————

5、——————————————————————————————————所示，其内锚固点为巷道两帮煤岩体的上方深部岩体.与传统的锚杆(索)支护相比，桁架锚索的支护机理发生了重大改变：(1)增加了支护结构的稳定性[5].普通的锚索随顶板变形载荷迅速增加，容易被破坏，而桁架锚索受力随顶板岩体弯曲，两帮锚固点内移，能形成闭锁结构，受力增加缓慢，支护结(2)保证锚固力[6].普通锚索的锚固点在巷构不易失效；道顶板正上方，顶板离层后，锚固区岩石被破坏使锚固力减弱，而桁架锚索的锚固区在巷道两帮上方深部(3)岩体，处于三向高压应力状态，锚固区不易被破坏；1工程

6、概况新三矿162403工作面位于-390北正巷东翼，东翼轨道巷南翼.东至DF20断层；北至本工作面运料道；西至主皮带机道保护煤线；南至本工作面溜子道.北部162211工作面已回采结束，南部相邻的162407工作收稿日期：2009-03-21基金项目：教育部创新团队发展计划资助项目(IRT0656)作者简介：李树荣(1971-)，男，河北邯郸人，工程师，研究方向：矿山开采技术、安全生产等.E-mail:wgd1984@sina.com17桁架锚索的支护机理和桁架间距密切相关[7].间距小采用与Ф15.24mm钢绞线相配套的锁具及其专用桁架锚索连

7、接器连接，锚索送入钻孔后，过1h用张拉千斤顶张拉至额定预紧力120kN.锚索滞后迎头距离不大于5m.3.2———————————————————————————————————————————————两帮支护切眼老空帮采用锚杆、钢筋梯子梁和矿用塑料网支护.杆体采用Ф16mm、2.0m长圆钢带麻花钻头的专用锚杆，采用两支Ф35×320mm的中速树脂药卷锚固，锚固长度为700mm.帮锚杆预紧力矩不小于80N·m.锚杆排距800mm，每排布置4根锚杆，锚杆间距为600mm，其中最上位的帮锚杆距顶板350mm，与水平面的夹角为＋10°，最下位帮锚杆距

8、底板350mm.轻放面煤帮采用Ф18mm，长度2.0m的塑料胀套式可回收锚杆支护.胀套式锚杆布置形式、钢筋梯子梁和塑料网同老空帮.3.3辅助支护切眼支护采用单体液压