综掘切眼大断面施工一次成巷的研究与应用

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1、综掘切眼大断面施工一次成巷的研究与应用摘要：锚杆支护大断面支护一次成巷的实践经验，不用二次开帮，避免对顶板的二次破坏。关键词：综掘大断面一次成巷快速掘进1概述综采液压支架安装需要大断面，传统的技术是采用两次掘进成巷，巷道的掘进速度慢，同时对顶板造成二次破坏，顶板管理困难，容易出现应力集中显现。结合现有的煤层赋存及顶底板特征，庚20-21070切眼掘进成功采用了综掘一次成巷、锚杆、锚索、网、锚梁、点柱联合支护技术，实现了巷道的快速掘进，并达到综采安装要求，实现了煤巷锚杆支护快速、经济、安全可靠的目标。

2、采区概况：庚20-21070切眼工作面位于二水平庚一采区东翼中下部，南临庚20-21050采煤工作面（已开采），北临庚20-21090采煤工作面（已开采），西临庚一皮带下山，东部临二矿回风井庚组保护煤柱，上部的己组煤未开采。地面标高+340〜+450m,井下标高-409〜-450。依据已揭露的地质情况资料分析，局部顶板有裂隙，裂隙可能涌水、涌瓦斯，对掘进影响大。该面受小断层影响，顶板局部滴淋水，底板局部涌水。该掘进工作面以斜交断层为主。局部顶板有裂隙，局部受构造影响顶板倾角有变化，巷道起伏不平，对该

3、工作面掘进有一定影响。（表1）2巷道支护设计2.1支护设计的依据根据庚20层煤顶底板岩性和组合岩梁理论，以及锚网索支护工艺，历年来，在本矿掘进巷道中做为主动支护的加固形式，经过使用效果较好，并且采用小孔径锚索和树脂药卷配合使用，具有加固深度大、承载能力高、钻孔效率高、安装工序简单等优点，在矿井生产中得到较普遍推广应用。为此在此切眼施工中，使用锚杆锚网支护的同时，配合使用锚梁和锚索。2.2支护形式2.2.1临时支护①工作面备3根DW25-30/100轻型单体柱进行临时支护，柱距1.5m,距两帮各lm。

4、②工作面机掘切割后进行打锚杆支护作业时将单体柱按柱距lm打在硬底上，使用水枪给单体柱加压，柱体升起支撑住锚梁（锚网），然后在可靠的临时支护下进行永久支护或其它作业。2.2.2永久支护①正常掘进时，采取随掘随锚的原则，每机掘一个循环后及时在可靠的临时支护下进行永久支护作业。②交岔点处或动压影响较大区域（或断层处）采用锚网（锚梁）、锚索联合支护。2.2.3特殊支护①当遇见断层时，如顶板岩层稳定性较好，岩石比较坚硬、层理比较完整时，顶板支护按正常支护进行施工。②当遇见顶板破碎、挑顶过断层或顶板容易冒落区时

5、，采取减小锚杆间排距、加网、补打锚索等加强支护的措施。该切眼设计断面为矩形，断面为14.16ni2,断面宽度5.9m,髙度2.4m,长度132.5mo该切眼采用炮掘联合机掘一次成巷。由锚杆、单体液压支柱及配合锚索托梁对顶板联合支护。3支护参数的设计3.1锚杆支护参数的确定按悬吊理论计算：3.1.1锚杆长度LL=L1+L2+L3式中：L1锚杆外露长度，mm；L2——软弱岩层厚度，可根据柱状图确定，mm；L3锚杆伸入稳定岩层深度，一般不小于300mm；锚杆长度L=Ll+L2+L3=50+1000+300

6、=1350mm,取L=2200mmo2.1.2杆体直径dd=L/110式中：L——锚杆长度，mm；杆体直径d二L/110=2000/110=18.18mm,取d=20mmo2.1.3锚固力N可按锚杆杆体的屈服载荷计算N=nd20屈/4式中：o屈杆体材料的屈服极限，MPa；d杆体直径，m；锚固力N二nd2o屈/4二0.25X3.14X（0.02）2X335X106=105kNo3.1.4锚杆间排距a=B式中：a锚杆间排距，m；Q锚杆设计锚固力，一般取8.0t；H软岩厚度取0.3m；V软弱岩层的容重，一

7、般取2.4t/m3oa二■二■二2.357m,取锚杆间距1.lm9排距1.lmo综合上述计算，根据历年来庚组顶板支护经验，以及庚组顶板L6强度较大且稳定性较好，锚杆间排距取1100mmX1100mm；排距在顶板正常情况下（顶板完整、无裂缝、节理不发育、无隆声、无离层时）取1100mm,顶板异常情况下（顶板有隆声、出现离层、节理发育、有裂缝时），取900mm,顶板破碎及过断层时锚杆间排距取1100mmX900mm并加挂网护顶。3.2锚索支护参数的确定3.2.1锚固长度LaLa2(fst/nfcs)dl

8、式中：dl锚索钢绞线之径，mm；fst一一钢绞线抗拉强度，MPa；fcs——锚索与锚固剂的设计粘接强度，按lOMPa计算La^Cfst/itfcs)dl=(1870/3.14X10)X17.8=1060mm,取锚固长度l・4m〉l・06m。3.2.2锚索间排距L/S22式中：L——锚索孔深度，4500-220二4280mm；S锚索间距，设计锚索间距2000mm。4280/2000二2.1422。3.2.3锚索锚固力PP12P2P1/K或P2/K式中：P设计锚索锚固力，