复合顶板下锚网索支护参数优化研究

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1、复合顶板下锚网索支护参数优化研究　　锚网索梯支护是锚杆、锚索、塑料网、金属梯形梁或钢带或梯形梁、工字钢组合梁、护板帮等耦合支护，提高现场施工管理，为了研究锚网索耦合支护技术在复合顶板下的适用性，对我矿己16-17煤层复合顶板原锚网索支护出现的问题及破碎原因进行分析，对我矿己16-17煤层复合顶板锚网索支护参数进行优化，确定具体的耦合支护参数。　　一、工程概况　　我单位现施工的己16-17-22051风机两巷采深较大(-518～-630m)，巷道设计断面为梯形断面，断面尺寸净宽4.6m、净高3.3m，顶板倾角16°～25°。巷道为全煤巷，沿煤层顶板掘进，其断面顶、底板及两帮围岩

2、主要为泥岩、砂质泥岩和煤，围岩较为松软，巷道顶板及两帮压力较大，受锅底山断层影响，工作面隐伏地质小构造多，局部巷道顶板不稳定。　　二、原巷道支护情况及支护效果分析　　原巷道采用Φ20/Φ222200mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆(强度335MPa)，Φ15.8/Φ17.87000mm钢绞线。原巷道部分巷道变形严重，巷道重复维修工程量大、维修成本高，严重制约我矿掘进单产单进水平，增大了维修人力成本投入及材料投入，一次支护变形严重后二次支护难度加大，后期维修成本高。　　锚杆(索)的初始预应力过小、长度有限，使得锚网索支护的主动支护效果得到很大降低，锚杆支护不能有效发挥作

3、用，围岩变形更加显著。一旦受到外部因素扰动，巷道内容易形成应力集中，表现为较大的水平应力。该构造应力使巷道围岩沿着各自区域内的弱面破坏，弹性区一部分进入塑性状态，扩大了塑性区的范围，使得锚杆在现有长度条件下，不能深入到关键承载圈，削弱了锚杆的锚固效果。如果一次锚固效果不佳，使得围岩稳定性遭到很大破坏，增大了后期巷道的支护难度。　　三、巷道支护优化效果　　经施工期间，锚杆(索)长度及强度的不断加强，锚杆从Φ202200mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆(强度335MPa)到现采用Φ222600mm高强让压锚杆(强度500MPa)，锚索从Φ15.86800mm钢绞线到现采用&Phi

4、;227000mm钢绞线，到梯形梁、Pa)。　　4.2锚固力N　　N=π/4・(d2δ屈)　　式中：　　δ屈――杆体材料屈服强度，500MPa　　d――杆体直径，22mm　　N=π/40.0222500106=190kN　　4.3锚杆间排距　　锚杆间距D≤1/2L=1/22600=1300mm，取800mm。　　锚杆排距L0=nN/(2kraL2)　　式中：　　n――每排锚杆数，7根　　N――设计锚固力，150kN　　k――安全系数，取3　　r――上覆岩层平均容重，24kN/m3　　a――巷道掘进宽度之半，2.3m　　根据参数计算，L=

5、7190103/(23241032.31.5)=2.677m，取800mm。巷道两帮锚杆间排距采用800800mm，符合支护要求。