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《姜家湾煤矿掘进支护优化_能源化工_工程科技_专业资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、大同煤矿集团大同地煤姜家湾煤矿支护设计优化方案二O—四年七月二十日汇总我矿各煤层顶、底板情况，巷道掘进选择科学合适的支护方式，既能节约支护材料，乂能维护顶板。做到安全、经济、高效。一、顶板情况分析：目前，我矿采7"层、炉层、8层、1F层，其顶板岩性分别如下：7%煤层,据开采证实无伪顶赋存，直接顶为灰色粉砂岩,厚1.70~3.8M,基本顶为浅灰色细砂岩，局部为粗砂岩，厚1.2〜18.3M,底板为浅灰色细砂岩，局部粉砂岩，不易鼓底。8躱层：井田内中西部赋存伪顶，岩性为深灰色砂泥岩，厚0.5M,随着煤层开采垮落，直接顶为灰色中砂岩，南东局
2、部为砂质泥岩，厚8〜10M,井田内无基本顶赋存，底板为灰色粉砂岩，南西局部为砂质泥岩，稳定性好，不易鼓底。8浑煤层：井田内南西局部赋存岩性为黑灰色炭质泥岩的伪顶，厚0.3M,随开采自然垮落，直接顶为浅灰色细砂岩，具稳定，厚为7.1〜11・5M,井田内无基本顶赋存，底板为灰色粉砂岩，北西局部为砂质泥岩、炭质泥岩，稳定性稍差，易鼓底。11如煤层：井田内据资料分析无伪顶赋存，直接顶北西部、中部为灰色细砂岩，南西部为炭质泥岩，其它为深灰色粉砂岩，厚为11〜13M,井田内无基本顶赋存，底板为深灰色粉砂岩、砂质泥岩、局部炭质泥岩，易鼓底。小结：
3、伪顶厚度最大为0.5米。直接顶多为砂岩。二、锚杆、锚索支护依据：1、锚杆支护计算（1）、按锚杆悬吊作用计算锚杆长度L：L=li+12+13式中：h—锚杆外露长度，考虑钢托板、垫片支护h取100mm,L—易碎直接顶厚度，12最大取1100mmo13—深入稳定岩层长度，按锚固粘结力（"djh）等于杆体屈服或拉断承载力（壬db）而得的公式估算：413=^£L=18x420=378mm4乙.4x5式中：d—锚杆直径，18mm；01—杆体材料的设计抗拉强度，eis螺纹钢锚杆设计抗拉强度为420Mpao锚杆与树脂的粘结强度，螺纹钢取5.0Mpa
4、o锚杆长度确定为L=h+12+h=100+l100+378=1578mm,所以采用1800mm的螺纹钢锚杆。（2）按锚杆杆体承载力与等抗拉拔力强度原则确定锚杆直径d锚杆锚固力Q等于锚杆杆体承载力P,由P=Q得:4d=」3叵式中：Q—锚杆锚固力即抗拉拔力，取最人值8.5t相当于83300N；。t—锚杆杆体材料的设计抗拉强度，按普通低碳钢抗拉强度取值420Mpaod=lA3—=1.13,183300=0.0159m=15.9mmV420xl06锚杆直径选择为18mm大于15.9mm,可满足支护需要。依据以上计算，选用4)18X1800
5、mm的螺纹钢锚杆。(3)按悬吊理论计算锚杆整体参数若用锚杆把不稳定的软弱岩层悬吊在坚固岩体上，锚杆参数可按悬吊理论计算，计算如图所示：锚杆长度：L二KH+Li+L?式中：L—锚杆长度，mK—安全系数，一般取2H—冒落拱高度，mLi一锚杆锚入稳定岩层深度，一般取0.6mL2一锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.10m其中：H=—=上丄二0.45m2/2x5式中：B—巷道开掘宽度，取4.5mf—岩石坚固性系数，取5IJIlJ：L=2X0.45+0.6+0.10=1.6m锚杆间距根据锚杆的抗拉拔力应等于或大于被悬吊软弱岩层重量的原则确定，即
6、Q^KHD2-¥则：DW——式中：D—锚杆间排距，单位mQ—锚固力，现场拉拔83.3KN相当于8.5吨，取8.5吨y—软弱岩层平均容重，吨/n?,查表取2.5K—安全系数，取K=2.5H一软弱岩层厚度，最人取H=l.Im则：D'W——D2^—D2^1.236m2o2.5•LI・2.5根据计算结果及邻近巷道施工经验，合理布置锚杆，保证锚杆锚固在稳定岩层中0.6m以上，达到有效控制顶板。2、锚索支护计算为提高顶板支护可靠性，采用锚索悬吊加固浅层岩层以进一步提高顶板支护的安全系数。⑴、锚索长度的确定为了加强锚固体的强度，减少煤岩顶板冒落，
7、采用预应力锚索作加强支护，采用低松弛、高强度钢绞线，直径为15.24mm该钢绞线的最低破断载荷为230KN,应用悬吊理论进行参数计算：锚索长度:L=l,+12+13L—锚索长度；h—锚索外露长度，取0.30m；I2—巷道顶板潜在破坏范围；h—锚索伸入基本顶长度，按1尸与计算式中d一锚索直径为15.24mm5—锚索钢绞线的抗拉强度，230KN的破断载荷作用在（1）15.24mm的钢绞线上相当于强度1264Mpa所以…取1264Mpatc—钢绞线与树脂粘结强度，取8Mpa代入数据得L3=0.602mo根据巷道顶板潜在破坏范围计算得锚索长
8、度。保证锚索锚在基本顶稳定岩层中，达到有效控制顶板。⑵、锚索排间距及抗拉拔力设计的确定根据矿支护经验确定。三、巷道掘进支护方式优化方案：根据上述计算结果，分别对3米、3.5米、4.0米、4.2米、4.5米巷道顶板支护进行优化。数据对照
