高预应力支护在寺河矿西二盘区大断面顺槽巷道中的应用-论文.pdf

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1、目圈山西煤炭第34卷第7期2014年7NSHANXlCOAL文章编号：1672—5050(2014)07—0046—04DOI：10．3969／j．issn．1672—5050．2014．07．017高预应力支护在寺河矿西二盘区大断面顺槽巷道中的应用王——红‘兵／、(山西晋煤集团泽州天安靖丰煤业有限公司，山西晋城048000)摘要：针对寺河矿西二盘区巷道在掘进过程中围岩十分破碎、巷道变形严重、顶板和两帮位移较大、底鼓剧烈的问题，运用数值模拟软件，分析不同支护方案时预应力扩散情况和巷道掘进时期围岩变形破坏情况，并对支护效果进行观测研究分析。研究得出W23013顶板布置6根锚杆

2、最为合适，压应力叠加区域非常明显，巷道顶板下沉量为86mm，降低了69％，两帮煤体相对移近量为165mm，降低了57％；锚杆直径为22mm时，沿着锚杆长度方向围岩受力更为均匀。关键词：数值模拟；顸应力；围岩变形；锚杆支护中图分类号：TD353．6文献标识码：A近年来随着采煤技术以及机械设备的快速发道、切眼和回撤通道均沿煤层底板掘进。本文主要研展，在条件适宜的情况下，大采高工作面已越来越普究23013巷，巷道整体处在一个中间低两头高的宽遍。寺河矿作为一个高产高效矿井，瓦斯含量特别缓向斜区域，煤层整体较平，坡度变化范围为0。～8。，高，严重影响各项工程的进展，西二盘区巷道在掘进

3、平均为5。。直接顶为砂质泥岩和中粒砂岩，砂质泥岩支护过程中，围岩十分破碎，巷道变形严重，顶板和呈灰黑色，中厚层状，平均厚度为4．16m，中粒砂岩两帮位移较大，底鼓剧烈。锚杆、锚索、钢筋托梁、槽呈深灰色，厚层状，平均厚度为3．41TI；老顶为砂质泥钢托梁和金属网片等支护构件受力很大，变形明显，岩，呈灰黑色，中厚层状，平均厚度为11．8m；底板为甚至出现破断，网兜现象严重，巷道支护效果差，巷砂质泥岩，呈灰黑色，中厚层状。道安全达不到根本保证。为此急需针对寺河矿的特2支护原理殊地质条件，探寻适合该矿一次使用巷道的支护技术。近年来随着煤巷锚杆支护技术的快速发展，对锚杆支护理论的研究

4、也取得较大进展，经大量的研1工程概况究发现，锚杆支护的本质是改善锚固区围岩力学性寺河煤矿现开采3号煤层，该煤层位于二叠系能与应力状态，从而控制围岩变形和破坏。本文针对下统山西组下部，埋深为403m，煤层厚度平均为寺河矿W23013巷道围岩破碎、巷道变形严重等问6．24Ill，普遍含有夹矸2层，为稳定煤层，全区可采，题，运用康红普研究院提出的高预应力、强力支护理煤层倾角平均为4。，内生节理裂隙发育。单轴抗压强论，分析复杂条件下锚杆的支护作用。度平均为l7．72MPa。寺河煤矿W2301工作面为一巷道围岩变形主要包括结构面离层、滑动、裂隙次采全高工作面，工作面长度200m，工作

5、面由东向张开及新裂纹产生等扩容变形(不连续变形)，和围西依此布置有15巷、11巷、13巷、12巷和14巷，其岩的弹性变形、峰值强度之前的塑性变形、锚固区整中15巷与11巷间煤柱中一中为20m，13与12巷间体变形等(连续变形)，开巷后围岩先产生不连续变煤柱中一中为35m，12与l4巷间煤柱中一中为20m。形。预应力锚杆支护主要作用在于控制锚固区围岩工作面北侧布置切眼，南侧布置回撤通道。回采巷的扩容变形，使锚固区围岩成为刚度较大的承载的收稿日期：2014—04—03作者简介：王红兵(1974一)，男，山西阳城人，大学本科，工程师，从事煤矿管理和技术工作。46山西煤炭第34卷第

6、7期——‘菱形回．．--51400~1100强力锚杆西2．M24—240C广t]由LfJ一一锄茳一一SB一16．8O一4600．∈1500l2000l500一一一一^一／6m血：／L工JL250900900l00l90丰TI91l2502-a顶板支护图2-b巷帮支护图图2W23013巷锚杆支护布置图筋托梁联接；锚杆配件力学性能与锚杆杆体配套；采量占巷道顶底板总移近量的比例较大，对顶板支护用规格为5400minx]100mm菱形网护顶，网片之效果明显。巷道在掘进期间内变形量较小，围岩保持间相互搭接，长度为100mm。锚索采用2-0—2布置，了较好的完整性，说明高预紧力锚杆锚索

7、支护有效直径为西22mm，长7300mm，间排距为2000mm~地控制了巷道围岩的变形。2000mm，全都垂直巷道顶板打设；采用端部锚固，由监测曲线可知：巷道由掘进完成到巷道稳定，一支MSK2335和两支MSZ2360树脂锚固剂锚固，锚巷道两帮最大移近量为30mm，巷道顶板下沉量为固长度1970mm；锚索预紧力不小于250kN。10mm，底鼓量为13mm，底鼓量占巷道顶底总移近2)巷帮支护。巷帮锚杆规格、锚固方式以及锚杆量的56．5％；巷道底鼓量占巷道顶底板总移近量的比预紧力矩均与顶板相同，不同之处为：锚杆布置形式