大沟煤矿锚杆支护参数设计

《大沟煤矿锚杆支护参数设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、巷道锚杆支护参数设计一、锚杆支护的优点实践充分证明，在煤巷中应用锚杆支护，与传统的棚式支护相比，具有显著的优越性。主要表现在以下几个方面。（1）从根本上改善了支护状况，保证了安全生产。（2）减轻了工人的劳动强度，改善了作业环境。（3）减少了支护物料的运输，改善了生产矿井中辅助运输的紧张状况。（4）提高了掘进工效，有利于高速、高效掘进队的建设。（5）大幅度节约支护材料，降低支护成本。（6）提高巷道断面的利用率。（7）简化了综采工作面超前支护，加快了回采速度。（8）锚杆支护巷道维修量少，服务年限相对延长，为优化矿井开拓布置、合理集中生产创造了条件。（9）能可靠的支护综采大

2、断面的机、风巷和开切眼，为综采工作面设备快速安装创造了条件。（10）有利于节约资源，改善生态环境。煤巷锚杆支护技术的理论与实践都已比较成熟，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩的煤巷可大面积的推广。Ⅳ、Ⅴ类围岩巷道的锚杆支护在许多矿都取得了成功，这一切都说明煤巷锚杆支护的可行性和安全可靠性。从而提高煤矿生产效率、降低成本、保证生产安全、获得可观的社会经济效益。因此，在煤巷中推广锚杆支护是势在必行的。积极组织推广煤巷锚杆支护技术，是煤矿巷道支护技术发展的必然。二、锚杆的作用原理251、锚杆的作用1）锚杆构件的作用锚杆构件主要提供抗拉和抗剪作用，而抗弯和抗压作用能力非常小，可以忽略不计。2

3、）锚固剂的作用锚固剂的作用是将钻孔孔壁岩石与杆体粘接在一起。对于端部锚固锚杆，锚固剂的作用在于提供粘结力，使锚杆能承受一定的拉力。锚杆拉力除锚固端外，延长度方向是均匀分布的。由于锚杆与钻孔间有较大空隙，所以锚杆的抗剪能力只有在岩层发生较大错动后才能发挥出来。对于全长锚固锚杆，锚固剂的作用比较复杂，主要有两方面，一是将锚杆杆体与钻孔孔壁粘结在一起，使锚杆随着岩层移动承受拉力；二是当岩层发生错动时，与杆体共同起抗剪作用，阻止岩层发生错动。3）金属网的主要作用金属网可以用来维护锚杆间的围岩，防止松动岩块掉落。金属网所能承受松散岩石的载荷与锚杆间距密切相关。4）钢带的作用钢带

4、的作用除可以防止锚杆间的松动岩块掉落外，还可均衡锚杆受力，改善顶板岩层应力状态，与锚杆共同形成组合支护系统，增加围岩的稳定性。2、锚杆支护作用机理锚杆支护的作用机理有悬吊作用、组合梁作用、加固拱作用和楔固作用等。1）悬吊作用悬吊作用是指锚杆把将要冒落的松软弱岩层或危岩悬吊于上部坚固稳定的岩体上，由锚杆来承担危岩或松软弱岩层的重量，如图1所示。2）组合梁作用25在层状岩层的巷道顶板中，通过锚入一系列的锚杆，将锚杆锚固长度以内的薄层岩石组成岩石组合梁，从而提高其承载能力。可以把平顶巷道的层状岩石顶板看作是以巷道两帮为支点的叠合梁。在载荷作用下，各层岩石（板）都有各自的单独

5、弯距，每层岩石（板）的上下缘分别处在受压和受拉状态。但用锚杆将各层岩石锚固在一起后，在载荷作用下，各层岩石之间基本上不会发生离层、错动，就如同一块板的弯曲一样，大大提高了组合梁的抗弯强度和承载能力，如图2所示。图1锚杆支护的悬吊作用1——锚杆；2——松散破碎岩层；3——稳定岩层图2锚杆支护的组合梁作用图3锚杆支护的加固拱作用1——锚杆；2——加固拱3）加固拱作用25对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩，如果及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的

6、稳定，如图3所示。4）楔固作用图4锚杆的楔固作用锚杆的楔固作用是在围岩中存在一组或几组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过了这些不连续面，防止或减少了沿不连续面的移动，但是，锚杆架设的时机是非常重要的。如果在开挖引起的剪应力产生前就架设了全长粘结式锚杆，则在不连续面处锚杆较高的剪切刚度将迫使锚杆完全承受开挖二次应力的作用，而易于发挥不连续面自身抗剪能力，如图4所示。三、锚杆支护作用机理分析1）顶板锚杆的作用（1）锚杆的早期作用巷道开掘阶段顶板破坏范围较小，此时锚杆的作用主要是控制顶板下部岩层的滑动、离层、失稳。锚杆安装越及时，预紧力越大，效果越好。（2）锚杆的中期

7、作用掘进影响稳定后受到采动影响前，称之为中期阶段。此阶段主要是由于岩石的流变效应，致使随着时间推移，岩层强度不断降低，顶板下沉及锚杆受力逐渐加大，最后形成一定范围的破坏区，当巷道有煤柱时，残余支承压力也影响巷道围岩变形，巷道易破坏。25当锚杆能深入到上部稳定岩层时，锚杆的作用主要表现为：一是将破坏区内的岩层与稳定岩层相连，阻止破坏岩层垮落；二是锚杆提供径向和切向约束，阻止破坏区岩层扩容、离层及滑动，提高岩层的水平承载能力，使稳定岩层内的应力分布均匀。锚杆的工作阻力越大，效果越明显。当锚杆不能深入稳定岩层时，锚杆的作用主要表现为：一是阻止锚固区内的岩层