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1、第34卷第8期 煤矿安全2003年8月·安全技术·文章编号:1003-496X(2003)08-0022-03双沿空掘巷高性能锚杆支护技术的应用李必传(淮北矿业集团,安徽淮北235054)摘 要:结合工程实例介绍了双沿空掘巷高性能锚杆锚带网支护技术的应用。高性能锚杆锚带网支护可有效地维护巷道稳定,技术经济效益显著。关键词:“三软”煤层;双沿空;高性能锚杆+中图分类号:TD353.6文献标识码:B煤层沿空掘巷锚杆支护问题已迫在眉睫。因此,1 煤层概况与中国矿业大学合作,在双沿空的Ⅱ515综采工淮北矿业集团朔里煤矿主
2、采煤层5层煤平均作面机风巷采用高性能锚杆锚带网支护试验。厚3.44m,较松软,强度低,顶、底板均为泥岩,属2 工程概况三软煤层,该煤层沿空掘巷的矿压显现已被证明是十分剧烈的,采用矿用工字钢梯形支架维护时,Ⅱ515综采工作面走向长1100m,倾斜长梁腿变形急剧加大,弯曲、折断较多,巷道有效断140m,上为Ⅱ513工作面采空区,下为Ⅱ517工面快速减小,支护效果差,成本居高不下,掘进期作面采空区,工作面压力集中,机风巷均沿空掘间维修支架稳定性差,易垮棚失稳,工作面端头回进,机巷长1200m,风巷长1250m,煤层倾角3°撤困难,工人劳动强
3、度大,制约着工作面的推进,～10°,厚度3.0～3.4m,f=0.5,煤层直接顶为管理复杂。因此,5层煤沿空掘巷已成为严重制平均1.94m的泥岩,老顶为2.1～4.7m的泥质约朔里矿综采整体效益的瓶颈,研究5层煤松散沙岩,上10m为三层煤采空区,底板为泥岩,巷道·22·第34卷第8期 煤矿安全2003年8月平均埋深280m。巷道跟煤层顶板掘进,斜矩形4.2 支护参数确定断面,宽×中高=3.8m×2.4m。Ⅱ515机巷(1)窄煤柱合理宽度确定。窄煤柱的宽度主2001年5月开始施工,2001年11月结束。Ⅱ515要通
4、过数值计算进行分析,根据沿空巷道上覆围机巷为回采巷道,服务年限为1.5a。岩结构稳定性的特点,以及侧向煤体分区思想和分区方法,煤柱宽度在2.5～6.0m较适宜布置沿3 沿空掘巷锚杆支护的技术关键空巷道,通过进一步分析计算比较,锚杆支护时煤(1)合理确定巷道位置。Ⅱ515工作面机风柱的宽度取4.0～5.0m是比较合理的,因而确定巷均沿空掘进,巷道顶部10m左右即为3层煤采煤柱宽度为4.0m。空区,巷道围岩破坏及应力状况十分复杂,合理的(2)顶板支护。顶板锚杆为5根高性能等强巷道位置要处于应力低值区,围岩本身的破坏程无纵筋左旋螺纹钢锚杆,
5、其规格为Φ22×2000度又要较低,从而使巷道的整体稳定性比较好,便mm;锚杆钻孔的孔径为Φ28mm;锚杆锚固为树于维护。脂药卷全长锚固,每根锚杆使用树脂药卷规格为(2)强化顶板保证安全。为保持巷道顶板的超快型C2350一卷和中速Z2350两卷,有效锚固完整性,要求巷道沿顶掘进,并及时支护,防止临长度大于1500mm,超快型树脂药卷放在孔底,空面过大而发生冒顶,进一步通过高性能锚杆的同时铺设菱形金属网和“M”型钢带。锚杆间距为较高的初锚力及时强化顶板,限制初期的松动变850mm,排距为800mm,两顶角锚杆锚固角为形,促使顶板形成互相
6、约束的整体结构,为巷道的75°,如图1。稳定创造条件。(3)加固帮角实现围岩稳定。巷道两帮强度低,并垂直于采动附加主应力,因而其破裂范围大,在围岩承载结构中表现为最弱,而上覆岩层的载荷是通过两帮传递到底板的,两帮大范围的破坏必然导致底板压曲变形的显著增加和顶板的较大下沉。故应通过加固两帮煤体及四角来控制围岩过大的变形。(4)适当让压,允许底鼓,控制围岩总体变形。研究表明支护阻力与围岩变形呈负指数关系,在图1 锚杆布置示意图一定范围内提高支护阻力可以大大减缓围岩变形;另一方面在高地应力调整和采动压力影响过(3)两帮支护。巷道两帮全部采用
7、3根Φ程中支护承载结构若有一定程度的可缩性能,允20×2000mm的高性能等强无纵筋左旋螺纹钢许围岩适当变形,则可以大大缓解围岩压力,降低锚杆,间距为900mm,排距为800mm,巷帮上部成本。锚杆距顶板约为300mm,下部锚杆距巷道底板(5)配套必要的安全监测技术。锚杆支护在约为300mm。两帮锚杆的锚固方式采用树脂药实践上通常表现为隐蔽工程,因而必须配套必要卷加长锚固,锚固长度不低于1000mm,每根锚的安全监测技术。杆均用Z2350型药卷两支,并在巷道两帮铺设“π”型钢带钢和金属网。当煤层倾角变大导致两4 Ⅱ515双沿空掘巷锚带
8、网支护参数设计帮高度不均衡时采用354型的锚杆布置方式,即4.1 巷道断面的确定高帮布置4根锚杆。为保证巷道在最终变形后能满足运输、通风、(4)巷道的加强支护方式,如图2所示,它是行人等安全生产需要,预留巷道断面满足变形
