机巷支护设计说明书.doc

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1、淮北矿业股份有限公司袁店一井煤矿1026机巷沿空掘进支护设计说明书接到通知时间提交时间审批记录设计名称：1026机巷沿空掘进支护设计主持人：编审单位签名日期编制单位编制审核审批单位技术科地质测量科通风区掘进副总通风副总批准矿总工程师1026机巷沿空掘进支护设计一、概况1、1026机巷预计于2016年2月20日沿空掘进施工，总长898米，跟煤层顶板施工。2、巷道沿1025风巷掘进，西至-305m防水煤柱线,南为1026风巷。施工工艺采取综掘机破煤掘进配合后运皮带运输方式。采用单班正规循环作业,中班、夜班各2个正规循环，早班1个正规循环。二、地质条件1、煤层情况：本工作面

2、10煤层赋存较稳定，煤层结构较简单，煤层厚度2.30～5.70m，平均3.90m。煤层倾角7～17°，平均倾角10°。2、顶底板岩性：顶板：10煤层直接顶板主要为泥岩，厚度0～2.30。老顶一般以砂岩为主，厚度3.44～16.65m。底板：10煤层直接底板为粉砂岩，厚0～1.30。老底为细砂岩，厚度11.01～14.02。3、围岩类别：10煤顶板属于Ⅲ类围岩，中等稳定，预计巷道顶板移近率为10％-20％，支护型式可选择刚性锚杆。4、构造情况：巷道施工过程中主要受1025F17218°∠35°H=1.8m、1025F15227°∠50°H=1.0m和EF722°∠65°

3、H=0-15m等3条断层影响，加强顶板管理及瓦斯监测监控。附：煤岩层综合柱状图三、窄煤柱宽度计算1026机巷属中等稳定围岩条件，合理窄煤柱宽度的确定可以从理论计算、工程实践两个方面综合考虑。（1）理论计算法如果煤柱过窄，则开巷后煤柱易于迅速变形破裂而使锚杆安设在破碎围岩中，使锚固力减弱、锚杆的支护作用降低。通过极限平衡理论研究认为，合理的最小煤柱宽度B为：（1）式中：x1—因上区段工作面开采而在下区段沿空掘巷窄煤柱中产生的破碎区，其宽度按式（2）计算[3]。（2）式中：x2—巷道窄煤柱一帮锚杆有效长度，再增加15%的富裕系数，m；x3—考虑煤层厚度较大而增加的煤柱稳定

4、性系数，按0.2(x1+x2)计算；m—上下区段平巷高度，m；A—侧压系数，A=μ/(1-μ)；μ—泊松比；φ0—煤体的内摩擦角，˚；C0—煤体的粘聚力，MPa；k—应力集中系数，3左右。γ—岩层平均容重，kN/m3；H—巷道埋藏深度，m；Px—对煤帮的支护阻力，如上区段采空区侧支护已拆除，可取Px＝0。对于中等稳定围岩的沿空掘巷，最小煤柱宽度B值一般为3.5～6.0m。（2）工程实践分析法沿空掘巷的窄煤柱设计具有很强的工程特征，故合理的窄煤柱宽度还应考虑工程中的一些要求：①锚杆的安设基础。窄煤柱采用锚杆支护时，煤柱的宽度至少应大于锚杆的长度。现有条件下，锚杆一般长度

5、多在2.4m左右，考虑到保留一定的宽度富裕系数，故要求窄煤柱的宽度应不小于3m。②锚杆安设的可操作性。在留设窄煤柱条件下，锚杆支护中常会出现这样的问题，当窄煤柱破坏较为严重时，锚杆钻孔在凿出后会出现塌孔现象，致使锚杆的安装无法正常进行，故在实践中应予以考虑。（4）窄煤柱的最终确定由以上研究可见，沿空掘巷采用锚杆支护时，窄煤柱的确定应充分考虑以下三个问题：其一，对沿空掘巷的窄煤柱来说，靠上区段工作面采空侧煤体中存在一定范围的破碎区，当在巷道侧窄煤柱中安设锚杆时，其宽度最好应能使锚杆位于采空侧所形成的破碎区之外，这样锚杆作用在较为稳定的煤体中，可以保证锚杆可靠的锚固能力。

6、其二，沿空掘巷的窄煤柱尺寸决定了巷道与上区段工作面回采空间的距离，从而决定了巷道受侧向支承压力的影响程度；同时，窄煤柱的尺寸也将直接关系到窄煤柱自身的承载能力。其三，窄煤柱的宽度应能保证锚杆支护在操作上可行性。综上研究后认为，在巷道围岩中等稳定条件下，窄煤柱较为合理的宽度在6.0m较为合适。四、锚杆支护设计原则和参数选择1、锚杆支护设计原则1026机巷矩形断面掘进，净宽（腰线）×净高=4800×3200mm。（1）高预应力原则预应力是锚杆支护的关键因素，是区别锚杆支护是主动支护还是被动支护的参数，只有高预应力的锚杆才是真正的主动支护，才能充分发挥锚杆支护作用。（2）“

7、三高一低”原则即高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度原则。保证支护系统可靠，降低支护密度，减少单位面积锚杆数量，提高掘进速度。（3）相互匹配原则锚杆各个构件，包括托盘、螺母、钢带等的参数与力学性能应互相匹配，最大限度地发挥锚杆支护的整体支护作用。（4）动态支护原则。合理选取支护参数并在支护的同时进行监测工作,及时对数据进行分析处理,及时观察分析地质条件的变化，以保证地质条件变化时能选择经济合理的支护参数来控制围岩变形,保证巷道的稳定。2、锚杆支护参数（1）锚杆长度锚杆长度应保证锚固区内形成一个稳定的承载结构，具有足够的承载能力，不至于出现明显的离层、