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《b复合顶板回采巷道锚、梁、网 锚索联合支护技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、复合顶板回采巷道锚、梁、网+锚索联合支护技术穆海洋毕业武蒲文龙【黑龙江科技学院安全工程学院,黑龙江哈尔滨150027】摘要结合东海煤矿锚杆支护发展现状,针对东海矿21综采面倾斜长壁工作面具体地质条件,介绍了复合顶板回采巷道锚、梁、网+锚索联合支护地试验情况.根据巷道支护难点,提出了支护技术方案,确定了锚、梁、网+锚索联合支护技术参数；根据现场工业实验证明该巷道采用锚、梁、网+锚索联合支护技术,既改善了巷道围岩地变形,又保证了工作面正常回采.关键词回采巷道复合顶板锚、梁、网+锚索联合支护--------------------------------------------------
2、---------------------1问题提出锚杆支护从1955年开始在煤矿巷道中使用,经过多年地研究、改进和工程实践,已成为我国煤矿巷道地主要支护形式之一,其主要特点是支护费用少,劳动强度小,实现巷道大断面较易等.随着锚、梁、网组合使用,进一步扩大了锚杆支护地应用范围.1979年锚杆支护巷道542km,占全部巷道地36.3%；1996年增加到897.18km,占全部巷道地57.34%.其中,岩巷、半煤岩巷、煤巷均得到应用,采用锚杆支护地范围正在扩大.锚杆支护在煤巷地扩大应用,必将促进煤炭工业地进一步发展.如今在地压小,断层破碎带少地煤矿,基本实现全锚化[1～2].东海煤矿21
3、综采面回采巷是复合顶板巷道,支护极其困难.该矿以往采用传统地工字钢架棚支护,当开采顶部煤层时,由于回采产生地巨大压力,往往会发生严重地支护变形、破坏,很容易造成冒顶,需经常进行维修；在工作面前需拆棚、回掘等,工序复杂而危险.组合锚杆支护作为一种主动支护形式,有利于工作面端头地支护和安全回采.2工程地质背景21综采面为倾斜长壁工作面,位于-592m水平东一采区,工作面回采巷长1685m,轨道巷长1600m,切眼长240m,倾角2～5°.巷道均沿8煤顶板掘进,煤厚在2.5～3.45m之间,平均厚度为3.0m.巷道顶板相变较大,多数区段顶板为灰黑色泥岩、砂质泥岩,伪顶为炭质泥岩,厚度为0.
4、1～0.3m,局部区段顶板为灰色或灰白色细、中粒砂岩基本顶,8煤顶板为典型地复合层状顶板,8煤顶、底板岩性如图l所示.图18煤岩性柱状图3复合顶板特点与破坏机理3.1复合顶板特点所谓复合顶板,其本质就是离层型顶板,即上覆于煤层由多层厚度较小,层理、节理和裂隙发育、强度低地软弱煤岩层相间构成,各岩层之间黏结力较弱甚至无黏结力,与上部岩层胶结性差地一层直接顶.一般经采动影响,复合顶板因岩石强度低分层薄,其挠度比上部岩层大而向下弯曲,且上、下岩层胶结性差,附着力低,因而容易离层,在巷道发生局部冒顶地事故中,复合型地破碎顶板占相当大地比例[3～4].3.2巷道顶板破坏机理3.2.1巷道顶板破
5、坏地一般过程顶板受压变形→岩石局部屈服变形→节理弱面发生破坏→顶板较低层位发生弯曲变形(伴有局部岩块脱落)→岩层发生拉伸或局部剪切破坏→巷道顶板变形破坏.3.2.2塑性破坏机理①巷道围岩在高地应力作用下,发生应力扩容变形而破坏.②巷道围岩中含有膨胀性软岩,吸水发生膨胀变形而使围岩发生破坏.③锚固平衡拱内岩石由弹性体转变为破坏松动体,使锚杆丧失加强锚固平衡拱地约束离层和抗剪切两个基本作用,导致围岩破坏.④巷道开挖后,巷道围岩是先由压应力引起地挤压破坏,随着挤压破坏向围岩深处发展,引起岩石裂隙扩张和体积膨胀,造成巷道周边岩层弯曲,而产生弯曲拉应力,导致顶板岩层破坏.3.2.3结构破坏机理
6、①巷道开挖后,岩层抗水平应力地截面减少,在水平应力作用下煤层沿水平层理面向巷道挤入,致使巷道帮顶受水平应力作用而破坏.②围岩中节理构造面地存在对围岩地承载能力及其稳定性影响很大,尤其是节理面与最大主应力方向斜交时,岩体最容易沿节理弱面破坏而失稳.③巷道开挖后,围岩受力状态由三轴应力变为单轴压应力状态,由于岩石单轴抗压强度低,致使围岩产生塑性破坏或沿节理弱面破坏、随着锚固岩体地变形、离层和弯曲,巷道中部地锚杆始终受力,若锚杆地长度、刚性越大,会使之受力越大,锚杆受力即可达到强度极限而破坏,则岩层发生破坏.4复合顶板锚杆支护设计4.1复合顶板锚杆支护机理复合层状顶板在层状岩层中开拓地巷道
7、与均质地岩层中明显不同,岩层地层面有三种主要性质对开采是很重要地.第一,垂直于岩层层面地抗拉强度低,个别出现明显裂隙地地方甚至为零.第二,是层面地抗剪强度比完整地岩层低.第三,是这类煤层中开掘巷道多不破顶,这三个特性决定了层状岩层对下煤层中开掘巷道产生地特殊力反应.对于层状煤层体中开掘巷道,其支护原则是：第一,充分发挥围岩地自承能力,即完整性,尤其是顶板；第二,是采取措施提高围岩地强度.而满足这两个要求地理想支护就是锚杆支护,这时通过锚杆提供地锚固力和预紧
