B060301 铁法矿区锚杆支护技术

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1、铁法矿区锚杆支护技术邵柏库【铁法煤业（集团）有限责任公司，辽宁调兵山112700】摘要随着锚杆支护理论研究的深入和支护实践经验的积累，锚杆支护技术在铁法矿区得到了广泛的应用和推广，锚杆支护技术应用范围也得以拓展。现已应用的相关技术有：复合层围岩变形控制技术、软岩巷道支护技术、断层破碎带支护技术、大断面硐室支护技术、掘进工作面空顶的时距关系和采煤工作面安装和拆除技术等。关键词锚杆支护应用拓展相关技术铁法煤业（集团）有限责任公司是全国520户重点企业和辽宁省58户重点企业之一，始建于1958年，全公司现有8对生产矿井。铁煤集团公司坚持以提高经济效益为中心，走“科技兴煤”

2、之路，1996年以来积极推广应用锚杆支护技术，取得较多技术成果，为矿区建设与发展提供了支撑，井巷支护成本大幅度下降，企业实现了高效、快速、全面发展。铁法煤田赋存的煤层属侏罗系，井巷围岩多为泥质胶结，具有不同程度的膨胀性，孔隙、节理较发育，为高应力矿井。推广锚杆支护技术遇到了很多难题。为此集团公司积极与科研院所合作，结合矿区井巷工程支护实际的需要，进行了有关锚杆支护的专题研究，取得了可喜的技术成果，解决了锚杆支护应用过程中的技术问题，同时也拓展了锚杆支护技术的应用范围。1复合层围岩变形控制技术煤层复合层顶板由软硬相间、分层厚度变化频繁的岩组构成，其岩性在泥页岩、粉砂岩

3、、细砂岩、煤线、粗砂岩间交替变化。当巷道开挖后，不仅围岩易被风化，而且应力显现突出，表现大地压、大变形，是支护的难点之一。推广锚杆支护技术以来，较多的工程支护实践已表明应用圆拱形巷道断面、采用锚杆锚索联合支护是最有效的技术措施。其技术要点如下：①巷道断面采用圆拱形。因岩石抗压强度是其抗拉强度的10～50倍，将复合层顶板巷道断面形状设计为直墙切圆拱形，可利用复合层顶板中分层抗压强度，提高承受工程力干扰能力。②采用全长锚固和提高锚杆安装预紧力。主要原因是层理、节理和滑面较发育的复合层顶板，其抗剪强度与凝聚力、剪切面上的法线应力呈正比。因此，实现全长锚固和提高锚杆安装预紧

4、力既可加大岩体凝聚力和岩体内磨擦角，也可加大剪切面上的法线应力值，从而提高软弱夹层的弱面抗剪强度值，达到控制围岩剪切破坏的目的。③采用直径18.7mm的钢绞线锚索加强支护。因为锚索设计长度较长，可穿过复合层实现端头锚固，使锚固点位于坚硬岩层中。同时在掘进施工中，当锚杆承载力达到设计工作强度的80～90%时，施工锚索，其预紧力可达到100kN以上。④加强围岩位移监测。围岩位移监测结果是现场工程属性的综合反映，分析监测结果，以便科学优化支护参数，保证安全，实现经济与安全的统一。实例如大隆矿S1—401综采工作面回风顺槽、运输顺槽及切眼均为复合层顶板，采用锚、网+锚索联合

5、支护。运输顺槽、回风顺槽和切眼的断面设计宽度分别为4.7m、4.5m和5.5m。巷道掘成拱形，墙高2m、拱高1.5m、中高3.5m。顶板采用等强螺纹钢锚杆，直径20mm、长2000mm，间排距800×900（mm），用3卷CK2335型树脂锚固剂卷全长锚固。菱形金属网网孔规格为120×80（mm）。钢带直径12mm。锚索长3.2m。两帮采用螺纹钢锚杆，直径18mm、长1800mm，间排距900×900（mm），用2卷CK2335型树脂锚固剂卷锚固。菱形金属网网孔规格不变。锚杆、锚索布置形式如图1所示。矿压观测顶板变形实测曲线如图2所示。实测曲线表明，顶板变形剧烈期约

6、为8～10天，之后进入稳定变形阶段，月内变形一般不超过50mm。从锚杆载荷测试结果看，顶板变形剧烈增加一般为8～10天，而后趋于稳定，说明岩层应力得到了新的平衡。锚杆、锚索联合支护的作用得到了很好发挥。图1支护断面示意图图2回风顺槽顶板变形实测曲线2软岩巷道锚杆支护技术小康矿和大平矿均属于深井高应力、强膨胀软岩矿井。围岩变形特点是来压迅速、压力大、变形速度快、变形量大、持续时间长，给巷道支护带来了极大困难，翻修次数多、支护成本高，直接影响着矿井的经济效益。投产以来，在巷道支护改革方面，特别是回采巷道支护改革方面做了大量的工作。回采巷道先后采用梯形工字钢金属支架、U型

7、钢拱形可缩支架、U型钢马蹄形可缩支架、U型钢圆形可缩支架等，但都收效甚微。尽管U型钢圆形可缩支架具有可缩封闭性及支撑能力大的优点，但是两巷在服务期间内平均需维修2次，个别最多达5次，巷道维护费用昂贵。自推广锚杆支护技术以来，小康矿以螺纹钢锚杆为根本支护手段，以U型圆形可缩支架为支护强度储备，以铺网刹拌、喷射混凝土为辅助支护，进行综放工作面巷道支护试验，取得了较好的支护效果，降低了巷道维护费用。巷道选择圆形断面，净宽4.0m、净高3.0m，净断面积为10.2m2。这种断面形状受力状态好，具有较好的抗压性能，适应于巷道四周来压。支护选择36U型钢4.0m六节等长圆形