大断面半煤岩巷锚网索支护技术研究.pdf

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1、2011年第4期能源技术与管理43doi：10．3969／j．issn1672—9943．201104．017大断面举燥岩巷锚网索支护技术研究李冠良(郑州煤炭工业(集团)有限公司，河南新密450006)[摘要]某煤矿624工作面顺槽采用机轨合一巷后，断面增大，原有工：钢棚支护不能有效满足安全生产需要。锚网索支护技术由于其能主动、有效强化围岩强度和保持围岩稳定等优点在半煤岩煤层中得到广泛应用。该工作面顺槽采用锚网索支护技术后，取得良好效果。[关键词]工作面顺槽；大断面；半煤岩巷；锚网索支护[中图分类号]TD353+．6[文献标识码]B[文章编号]0引

2、言某煤矿属地质条件简单一中等矿井，因二水平624工作面为首采工作面，煤层较薄，煤层倾角2O。。由于煤层倾角较大，巷道两帮存在高低帮，4m跨度的巷道，同一岩层两帮的落差在1．45m左右。如果沿着煤层顶板某一岩层掘进，掘进过程中巷道顶板稳定性较高，但这样势必造成高帮的帮高太高，低帮的帮高太低，造成巷道围岩承载结构的不稳定。1某矿624工作面地质条件(a)风巷624工作面为某煤矿6煤局部可采煤层，采区内平均煤层厚度1．14m，煤层结构简单，局部可采煤层不连续地分布于各地段，以煤岛的形式保存下来，其厚度基本上代表了原生厚度。6煤层顶板以泥岩为主，煤层底板多

3、为粉砂岩。2原支护方式及支护状况该矿原有机巷和风巷支护断面如图1所示。很明显，原有回采巷道的设计断面比较小，这是因为以前侧压和底鼓不甚严重，巷道压力和围岩变形量亦不大，并且巷道断面积小于10mz。尤其当(bL巷该矿围岩中等稳定以上，不破顶，支架与围岩接触图1原有风巷与机巷支护断面图较好时，在某些条件下使用梯形支架更有其优越3某矿624工作面两顺槽锚网支护技术性。梯形刚性支架的主要力学特性是不可缩承载能力较小H]。适用条件是围岩较稳定、变形量小，由于煤层较薄，624工作面两顺槽为半煤岩巷，这样在巷道层面和巷道断面选择上，既要有利巷道净断面小于10m2

4、。由于6#煤层倾角较大，巷道成巷后不利于工作面开采，特别是后期采用机于锚网支护的实施，又要有利于工作面回采时回采工艺的组织。因此确定巷道断面形状和大小时，轨合一后，两巷的断面扩大，巷道支护的难度增大，需要采用锚网支护。需要考虑到以下因素：①由于下顺槽拟采用机轨44李冠良大断面半煤岩巷锚网索支护技术研究2011年第4期合一巷，因此巷道跨度确定为4m，同时巷道断面杆。巷道顶板每个锚杆孔使用2支Z2350树脂锚面积需大于10m；②为了便于锚网支护，巷道下圊剂，经计算锚固长度在1．4m左右。两巷上帮和帮高度不小于2．5rn，同时有利于上帮的稳定性，两巷下帮

5、均采用2支Z2850树脂锚固剂，锚固长巷道高度不大于3．5m，根据前述巷道断面要求和度在1．2m左右。已有研究结果表明，帮脚锚杆能支护要求，确定巷道上帮高度为31TI；③对于工作有效控制巷道底鼓，帮角锚杆向下扎角15。左右。面上顺槽，需要满足通风要求和运输要求，因此确②采用菱形网护表，网尽量拉紧拉直，提高锚网支定巷道宽度为3．5m；④为便于回采工艺组织和便护系统的护表能力，防止片顶、片帮形成网兜或锚于运料，下顺槽靠工作面一侧巷道底板与煤层间空。③锚杆须实现预应力锚固，锚杆预紧力矩达到有500mm落差，上顺槽靠工作面一侧巷道底角300N·m。④采用整

6、体性高的钢筋梯子梁，钢筋梯与煤层间没有落差。直接沿煤层布置。两顺槽的层子梁焊接要牢靠。⑤锚杆托盘采用厚度为10mm位、断面形状和大小确定的具体情况如图2所示。鼓形托盘，规格为200mm×200mm。⑥顶板锚索支护作为加强支护措施，提高锚网基本支护形成组合梁结构的抗弯能力，从而提高浅部围岩的稳定性。锚索型号为18．9X4000mm，下巷锚索布置按五花眼布设，锚索问排距1500mm×1500mm。上巷锚索布置采用点锚索，锚索排距为1500mm。⑦锚索托盘采用厚度为10mm，规格为400mm×400mm鼓形托盘。4结论工作面两顺槽在实施该技术方案后，为检

7、验施工效果，在上下顺槽各布置一组监测断面，对巷道表面位移进行监测。监测结果表明，在未受采动图2工作面两顺槽层位及断面示意图影响区域锚网索支护技术施工3个月内，巷道两624工作面两巷顶板通过锚网支护形成梁结帮移近量在130mm左右，顶底板移近量在220mm构，由于在顶板岩层中部的挠度较大，应采用锚索左右，巷道断面得到保障，保证了煤矿的安全高效进行补偿，同时考虑到巷道顶板两个顶角处由于生产。应力集中易导致顶板沿顶角处产生剪切破坏，为实践证明，锚网索支护在大断面半煤岩巷中增加顶板的抗剪能力，故在顶板两顶角处锚杆应应用效果良好，通过在高强锚网形成的浅部围岩

8、向煤体倾斜一定角度，以加强顶板锚网支护形成承载结构的薄弱部位施加结构补偿锚索可以有效的承载结构两端稳定性曙]。同时，对于两