大断面切眼联合支护技术的应用

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1、大断面切眼联合支护技术的应用　　(神东煤炭分公司科技中心科技中心设计院，内蒙古鄂尔多斯017209) 　　摘要：文章以神东煤炭分公司石圪台煤矿大断面切眼为例，介绍了锚杆、网、锚索联合支护技术在大断面切眼支护中的应用。 关键词：大断面；切眼；联合支护 　　中图分类号：TD164＋.1文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)10—0050—02 　　神东煤炭分公司综采工作面设备及其配套设备都是进口设备，由于综采设备的日趋大功率化、重型化，综采切眼趋向大断面方向发展。在这种条件下，传统的支护方式已不能满足神东矿区的快速发展要求，而

2、锚网联合支护是主动支护，支护强度大、施工容易、支护成本低，能够有效地解决大断面切眼的支护问题。现以石圪台煤矿71201工作面切眼支护为例作以介绍。 1工程地质概况 　　石圪台煤矿71201工作面位于石圪台井田东北部的二盘区，所采煤层为1-2煤，煤层厚度为0～6.47m，容重为1.3t/m3，倾角为1～3°左右，单斜构造，覆存稳定。工作面大体沿煤层倾向布置，四周无采动影响。 　　71201工作面所在煤层为侏罗系中下统延安组第五段含煤岩系，埋藏深度40～110m，上覆基岩厚度为40～100m，松散层厚度为4～30m，主要是风积砂。顶板以泥岩

3、、砂岩为主，其中老顶为中、细砂岩,厚度为2.13～13.34m；直接顶为泥岩、粉砂岩,厚度为3.6～11.3米，波状层理。 　　直接底主要以泥岩、粉砂岩为主，厚度为1～3米，遇水易软化；老底为中、细砂岩，厚度为8～20米。 2切眼支护设计 2.1切眼断面设计 　　根据综采工作面设备配套尺寸及设备安装要求，71201工作面切眼设计断面尺寸为：切眼长300m，宽8.5m，高3.7m，掘进断面为31.45m2；净断面为29.75m2，即宽8.5m、高3.5m；切眼呈矩形全煤巷道。 2.2锚杆支护设计 　　首先根据原始数据，按照有关经验

4、和公式计算切眼顶板载荷，再根据围岩载荷确定锚杆支护形式和参数，然后计算巷道支护材料消耗和成本，得出支护设计结果：切眼初次支护采用高强度树脂全长锚固锚杆和金属网组合支护系统，二次支护采用锚索支护，并进行木点柱补强支护。 　　切眼顶板初次支护采用φ16×1800mmA3圆钢锚杆联合10＃铅丝金属网支护。锚杆锚固端长度为350mm，扭矩大于100N•M，锚固力＞49kN，间排距1000mm，矩形布置，托盘为120×120×10mmA3钢板，树脂药卷规格为K23×350mm；金属网为10＃铅丝网片，网格为45×45mm。二次支护采用1×7－φ15.2

5、4×6500mm高强度低松弛钢绞线锚索。锚索锚固端长度1500mm，预紧力＞100kN，极限拉断力＞270kN，延展率＞3％，间排距2000×3000mm，矩形布置，托盘为300×300×15mmA3钢板，树脂药卷规格为Z23×500mm。采用φ450mm松圆木点柱进行补强支护，木点柱间距2m。 　　为了加强木点柱的补强支护效果，同时考虑到综采设备的安装，切眼巷道底板铺200mm厚C20混凝土。 　　71201工作面切眼支护最终形成以锚杆、网、锚索联合支护为主，辅以木点柱补强的支护形式。切眼支护如图所示： 　　740)this.width=7

6、40"border=undefined> 3切眼矿压监测与支护结果分析 　　根据上述方法确定支护方案并实施后，对切眼进行了全面系统的矿压监测。在切眼内每隔50m设一个观察站，每个测站安设一套离层指示仪，深基点深6m，浅基点深2.5m，对切眼的顶板岩层位移量进行观测。从切眼支护完成后到设备安装的2个月时间内，通过每隔10天的定期观察，发现切眼中部顶板岩层位移量最大，向两端逐渐减缓。切眼中部监测站岩层位移量与时间关系曲线如图所示： 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　通过

7、切眼中部监测站的顶板岩层量与时间关系曲线图，可以得出以下结果： 　　3.1由于此工作面所在煤层埋深较浅，压力较小，顶板岩层比较稳定，深部离层量最大为16mm，浅部离层量最大为6.5mm。 　　3.2在巷道掘进后的30天内顶板岩层位移量变化较大，此后岩层位移量趋于平缓，顶板岩层位移量很小。 　　3.32.5m范围内岩层位移量很小，证明锚杆支护很好的控制了岩层位移，2.5～6m范围内岩层位移也比较小，证明锚索支护有效地控制了顶板深部岩层的位移与变形。 　　3.4通过表面观测，未发现锚杆、锚索损坏现象，切眼中部木点柱受压后出现细小裂纹，表明木点

8、柱起到了补强支护的效果。 4结论 　　4.1锚杆支护以其主动支护、及时支护、支护强度高的特点在煤巷掘进中得到了广泛应用，特别是在神东