锚杆锚索支护在大煤沟矿的应用

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1、锚杆锚索支护在大煤沟煤矿的应用摘要：在煤层及煤层顶底板泥岩、炭质泥岩中施工水仓，采用锚杆锚索挂金属网喷浆封闭的复合支护技术，改变了围岩的应力状态，提高了岩石的自身承载强度，解决了在松软岩层中施工水仓的工程质量及进度问题，取得了良好的使用效果。河南省义马煤业集团下属煤矿青海省义海能源公司大煤沟煤矿设计生产能力为60万吨/年，矿区煤田为中生代侏罗系不粘结煤。可采煤层为F1、F2煤层，F1煤层平均厚度为16米，F2煤层平均厚度为6.5米，煤层赋存稳定，结构简单。两层煤层间距2~3m，顶板为中~粗粒砂岩，不稳定。底板为深灰色泥岩、

2、炭质泥岩及细砂岩。该矿在施工井底水仓时，由于井底水仓内外仓均布置在F1、F2煤层中。在考虑支护形式时，通过现场调查和理论论证相结合的方法，确定了井底水仓采用锚杆锚索挂金属网喷浆联合支护的方法。一、支护原理1.锚杆锚索是通过围岩内部发挥其支护作用的，也就是变巷道被动支护为主动支护，提高巷道自身的承载力。锚杆锚索与围岩共同作用，成为一个整体。由于锚杆锚索的强度和刚度大于围岩的变形，从而在锚杆锚索对围岩施加作用力时，该力一方面改善围岩应力状态，另一方面通过对裂隙岩体施加挤压作用，从而大大提高了围岩的抗剪、抗压强度，以及围岩自身的

3、承载能力。2.由于锚杆锚索的抗拉作用，当锚杆锚索穿越破碎岩体深入到稳定岩层时，对不稳定岩层起到悬吊作用。3.开掘巷道以后，巷道围岩中应力状态由原来三向应力变为两向应力，顶板下位岩层受水平应力的作用，岩层容易失稳被破坏，而锚杆锚索的作用就是在失去一向应力的方向上，给岩层提供一个约束力，提高岩石的强度，使得岩层形成能承载的支护结构。4.由于掘进的断面小，顶板通过锚杆的悬吊、挤压作用可以形成有效的承载梁，同时在施工中安设的锚索，可以起到进一步加固的作用。5.为防止掘进巷道暴露岩面风化，采用挂金属网喷浆封闭的办法，有效阻止了岩面与

4、空气的接触，防止了风化现象的发生。一、支护选型1、顶板支护⑴锚杆支护。选用￠20×2000mm的左螺旋纹锚杆，CK2340型树脂锚固剂、Z2388型树脂锚固剂各一条，使用￠130×8mm的冲压碟形垫片，并配合金属网进行支护。间排距800×800mm，锚杆采用矩形布置。（2）锚索支护。选用￠15.24×5000mm的锚索，配套使用CK2340型锚固剂两条及槽钢拖梁，MX型索具。整个巷道顶部及两肩各打一排锚索，锚索成花形布置，排与排之间间距1.5m，排内锚索间距3m，锚索滞后工作面5m。（3）加强支护。刷扩后在巷道正中采用带帽

5、点柱加强支护，柱帽长1.0m，柱距2.0m，柱帽方向垂直于巷道掘进方向，并用木楔打紧打牢，点柱直径不小于0.18m，高度不小于3.0m。点柱必须挖柱窝，柱窝必须挖到实底上，深度不小于0.2m，点柱距迎头不大于5m。2、巷帮支护两壁采用锚杆加金属网喷浆支护，喷浆厚度100mm，锚杆型号同上，间排距800mm。3、水仓底板的处理由于水仓底板多为泥岩、炭质泥岩及细砂岩，遇水易膨胀，会对水仓造成很大破坏。为解决此类问题，矿方采用标号为200的混凝土现浇底板，并采用钢绞丝、钢筋作预应力钢筋。现浇混凝土的厚度为300mm。此办法彻底隔

6、绝了水与底板泥岩的接触，解决了水仓底板泥岩遇水膨胀对水仓的破环。井底水仓采用锚杆锚索支护后矿山压力无明显显现，围岩变形量最大不超过2mm。　顶板及两帮在支护后基本处于稳定状态，不存在巷道裂缝、片帮及冒顶现象。三，效果分析1.安全方面。井底水仓有效空间增大，增加了水仓容积。锚杆支护下整个空间比砌碹等被动支护下的空间安全，采用锚杆支护能及时控制围岩，并充分利用顶板的自承压力，抑制顶板离层，防止冒顶事故的发生。2.经济方面。按４００ｍ长度的水仓计算。材料投入方面，锚杆支护比砌碹支护少投入材料费４２０元/ｍ。用工投入方面，锚杆支护

7、比砌碹支护少用工１１个/ｍ。按每工１００元计算，合计节省费用１１００元/ｍ。掘进速度方面，井底水仓总工程量320米，锚杆支护比砌碹支护掘进速度快１.６～２.０月，平均１.８月。