锚杆索支护技术在大断面综放开切眼的应用.pdf

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1、第22卷第4期中国矿业Vo1．22，NO．42013年4月CHINAMININGMAGAZINEApr．2013毒采)。一锚杆索支护技术在大断面综放开切一醣一枞～一．=一三_眼～一Ⅵ的一～一¨矧虫一洲应一～剐用一～_～萋Ⅲ一加一脚胡立年(山西晋城煤炭规划设计院，山西晋城048000)摘要：针对东方煤矿2l11轻放工作面开切眼的煤质松软和支护情况，提出了采用锚杆索支护控制大断面围岩的思路。采用理论分析、计算机数值模拟和工程类比的方法，分析了锚杆索支护的作用机理，并进一步指出采用该技术可以有效及时抑制巷道围岩塑性区的发展

2、，减小巷道表面位移量，实现巷道围岩．重～一在服务器内的稳定。现场应用实践表明，在开切眼采用锚杆索支护方式能够较好地控制巷道断面收敛，从而加快工作面安装速度，实现工作面的高产高效。关键词：松软煤层；锚杆索；数值模拟；开切眼中图分类号：TD353．6文献标识码：B文章编号：i004—4051(20～13)一04—0一065一—03一～一～一Applicationofcableanchoronthesupporttechnologyat一～一l一曼詈th～一m～一es～一～一tar一～一咖～m一tin一甜～gc一～一_蔓u

3、t一～胁l一童兰一一～一=～量一inafullymechanizedcavingfaceHULi—nian(JinchengCoalMinePlanningandDesignInstitute，Jincheng048000，China)随着我国高产高效的综合机械化采煤的发展，5．2m的2号煤层，煤萋质松散破碎，硬度系数为0．4。松软煤层煤矿开切眼的支护方式越来越被要求在效老顶为中砂岩，厚度6．0m，深灰色，以石英和长石为率、便捷和安全上与综采方式相配合口]。针对于东主，泥质矽质胶结，含水。直接顶为粉砂岩，厚度方煤矿开

4、切眼传统支护方式存在的问题以及锚索支5．5m，深灰色，含有植物化石，节理发育。直接底为护技术在我国煤矿中的发展，提出了在煤矿开切眼粉砂岩，厚度10．0m，深灰色，中部含有矽质结核，下进行锚杆索支护技术的研究和探索，并在2111工作部砂质明显，含植物化石。老底为细砂岩，厚4．4m，面进行了工业性试验，取得了良好的效果。灰色，以石英石为主，钙质胶结，上部为厚层状，含云1现有支护方式及锚杆索支护的优越性母，下部为薄层状。开切眼的支护方式为工字钢对东方煤矿2111轻放工作面开采平均厚度为接梁支护，开切眼支护示意图如图1所示。

5、这种传统的支护方式的不足之处有：①开切眼收稿日期：2012-10—16巷道断面较大并且此支护方式为被动支护，只有在基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(编号：矿压显现时才会起作用；②支护强度较低，巷道变形2OO9QZIO)；教育部博士点新教师项目资助(编号：2Ol10023120002)量非常大，矿山压力向煤帮深处转移，造成煤壁松散作者简介：胡立年(1978一)，男，湖南益阳人，研究生，现任设计院总破碎，导致工作面初采时推进困难，经常发生煤壁片工程师，主要从事煤矿规划与设计工作。E-mail：zslow@fo

6、xmaiI．com。帮及架前冒顶事故。③工字钢支护的工作面切眼空中国矿业第22卷索支护的间排距参数设计了11个不同的模拟支护方案，见表1。图3、图4给出了无支护状态下方案1和锚杆索支护下方案3的巷道围岩位移的数值模拟计算结果。q图1开切眼支护示意图问狭窄，给轻放支架的运送、安装带来很大困难。针对现场的情况和高产高效地机械化采煤的要求，提出将锚杆索支护应用于开切眼的支护的方法。相对于传统的工字钢对接梁开切眼支护方式，锚杆索支护的优点主要有：①锚杆支护为主动支护，能充分利用围岩的自承能力，将荷载体变为承载体，有利于保持巷

7、道围岩的长期稳定；②锚杆图2计算模拟模型索锚固技术支护能力大，材料消耗少，支护成本表1支护方案设计表低；③施工过程简单便捷，安全可靠，便于综放支架的安装。方案顶锚杆数锚索数帮锚杆数锚索排距锚杆排距无支护2开切眼锚杆索支护数值模拟分析1．4m0．7m2．1数值模拟计算1．4m0．7m东方矿2111工作面开切眼巷道，该面为轻放工1．4m0．7m作面，平均采深452m，煤层平均厚度5．2m。开切眼1．4m0．7m模型为水平模型，主要研究锚杆索对开切眼的控制1．4m0．7m效果。模拟软件采用UDEC，开切眼两侧为实体0．7m

8、0．7m煤，其计算模型选取铅垂向上为Y方向，沿煤层走向2．1m0．7rl1．4m0．6m为X方向。考虑到巷道变形的影响范围，根据弹塑1．4m0．8m性理论，选取5倍以外的区域作为计算模型的边界。1．4m0．9mY向顶板岩层取34．8m，上边界加载均部载荷，简化模型结构；底板岩层取12．6m。在X向上，左侧取23m，右侧取21．8m。开切眼宽为5