横河煤矿3煤顺槽巷道锚网索支护研究

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1、横河煤矿3煤顺槽巷道锚网索支护研究【摘　　要】横河煤矿原设计支护形式采用工字钢棚，这种支护形式劳动强度大，支护速度慢，制约着劳动生产力的提高和安全状况的根本改善。为此，急需对3煤层顺槽巷道的支护形式进行改革。在充分调研的基础上，决定使用先进的锚+X+索支护技术。通过分析可以看出，该支护系统具有良好的经济效益与社会效益，在煤矿巷道的支护中有一定的推广价值。　　【关键词】锚X支护；巷道顺槽；支护效果　　1.概况　　3煤平均厚9.12米，倾角8°～15°，黑色，以镜亮煤为主，局部夹暗煤，条带内生裂隙发育，结构简单，坚固性系数2～3；直接顶为泥岩，厚1.5米；老顶为粉砂岩，层厚7.0米，成分以石英为主

2、。　　2.根据3煤层的地质条件及巷道形式及尺寸，选定3煤回采顺槽巷道的支护形式为　“锚+X+索”支护　　2.1两帮破坏围范的确定　　顺槽沿煤层顶板掘进，巷道两帮的破坏范围C为：　　（1）　　式中：KC—采动应力集中系数，未受采动时取KC=1，受采动时取KC=2.0～2.5；γ—岩层平均容重，KN/m3；H—埋深；Bc—巷道挤压系数，一般取2.0～3.0；σm—煤体单向抗压强度，取10MPa；h—矩形巷道高度，2.6m；—煤体内摩擦角，取=40°。　　（、σ、γ等参数的选取参照兖矿集团兴隆庄煤矿煤系地层的物理力学性质报告），将所有参数代入式（1）得：　　从上面的计算可以知道，当3煤层抗压强度不超

3、过10MPa时，两帮基本不会有什么破坏，两帮破坏范围为1.1m。　　2.2顶板破坏高度的确定　　顶板的破坏高度b可由下式确定：　　　　（2）　　式中，—顶煤的普氏系数，=2，b—巷道的宽度，取3.5m。　　把有关参数代入得：　　3.支护参数的设计　　3.1锚杆支护设计　　3.1.1顶锚杆：按悬吊理论计算锚杆参数：　　1）锚杆长度　　根据上述计算，选取锚杆长度参数为：L=b+L1+L2　　式中：b—顶煤破坏高度，m；L1—锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.6m；L2—锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.05m；　　则L=1.425+0.6+0.05=2.075m　　取2.2m作为锚杆支护的最

4、终长度。　　2）锚杆间距、排距计算　　按照顶板锚杆能够承担巷道断面内破坏区的全部作用力，考虑取破坏区内最大破坏高度所围成的矩形面积来计算，则沿走向每米所需的锚固力为：　　（3）　　式中：—顶煤的容重，取13.5KN/m3；K—安全系数；取K=3；α—巷道宽度。　　将参数代入式（3）得：PT=3×3.5×13.5×1.425×1=205.5KN　　若按顶板锚杆平均锚固力RT=50KN，则沿巷道断面方向锚杆数为：根　　这样，通过上面的计算，当巷道宽度为3.5米时，巷道每个断面顶板布置5根锚杆。可取顶板锚杆间距0.75m，排距1.0m，如图1所示。　　3.1.2帮锚杆：为了便于管理和施工，取帮锚杆的

5、间排距与顶板锚杆的间排距相同，即间距0.75m，排距1.0m。　　3.1.3锚固材料：（1）锚杆杆体为20mm单向左旋无纵筋螺纹钢，钻孔采用　27mm钻头进行钻孔；（2）树脂药卷直径为23mm，其中顶板每根锚杆采用2个K2350的药卷，锚固力达到70KN以上；两帮每根锚杆采用2个K2350的药卷，锚固力达到60KN以上。　　3.2锚索设计　　由于顶煤厚度大，超过锚杆的长度。当受到采动影响或长时流变变形后，破坏范围将扩大，一旦破坏范围进退过锚杆的长度，巷道将坍塌。因此，有必要增加预应力锚索。　　3.2.1锚固参数：考虑到巷道断面尺寸、顶煤厚度及施工条件，选取锚固参数如下：　　（1）锚索长度。考虑

6、到锚索应能够深入到上部硬岩部分不小于1.0m，一般情况下，顶煤厚度为6.4m。考虑到外露部分100mm，则锚索长度总长度可取8m，并用长度3.5m的12#工字钢或槽钢梁将其联接在一起。对于煤层厚度加大的地段，应根据实际顶煤厚度相应增加锚索的长度。　　（2）锚索间排距。取巷道顶煤厚度6.4m为锚索承担的锚固范围，K=1.5，a=3.5m代入式（3），有每米走向长度需要锚索锚固力为：=1.5×3.5×13.5×6.4×1=453.6KN　　锚索选用破断力为260.7KN、低松驰1860的15.24mm的钢铰线，则断面布置的锚索根数n为：　　根≈2根　　可在巷道断面上布置2根锚索，间距2m，排距1.

7、8m，如图2所示。　　3.2.2锚固材料：每根锚索采用2个K2350、1个Z2350的树脂药【摘　　要】横河煤矿原设计支护形式采用工字钢棚，这种支护形式劳动强度大，支护速度慢，制约着劳动生产力的提高和安全状况的根本改善。为此，急需对3煤层顺槽巷道的支护形式进行改革。在充分调研的基础上，决定使用先进的锚+X+索支护技术。通过分析可以看出，该支护系统具有良好的经济效益与社会效益，在煤矿巷道的支护中有一