锚棚联合支护

关键词: 锚棚 煤层 支护 倾角

锚棚联合支护(精选三篇)

锚棚联合支护 篇1

关键词:大倾角煤层,锚棚,支护,应用

四川华蓥山广能集团绿水洞煤业公司为国有控股企业, 现生产能力为1.2 Mt/a。该井田含煤底层为上二叠系龙潭组, 位于龙潭组第5段, K1煤层厚为0.87~7.76 m, 平均为3.53 m, 纯煤厚为0.38~6.84 m, 平均为2.33 m, 夹石1~12层, 岩性为泥岩、黏土岩、炭质泥岩、砂质泥岩及砂岩。煤层倾角0~90°, +528 m水平以上, 龙王洞背斜西翼倾角为60°~90°, 其余区域为0~55°;+528 m水平以下, 煤层倾角为38°~90°[1]。

绿水洞矿在20世纪90年代之前, 煤巷一直采用金属支架进行支护。到90年代初期, 采用管缝锚杆、水泥锚杆取代部分巷道的金属支架支护方式。1998年与重庆大学联合研究可回收涨壳式锚杆进行煤巷支护, 2006年又试行采用树脂锚杆进行煤层巷道支护。

随着采煤技术的不断提高, 大倾角综合机械化采煤试采成功, 综采工作面的风巷、机巷断面不断增宽, 煤层倾角不断增大, 当煤层倾角达45°以上时, 高帮支架腿的高度达5.2 m以上, 质量达138 kg以上, 不但增加了架棚工作的劳动强度, 而且造成高帮打眼和架棚工作十分困难, 从而严重影响掘进进度, 对正常采掘接替造成了明显影响。同时, 巷道高帮支架腿过长, 且受到大倾角煤层倾斜推力影响, 出现弯曲变形, 增加了巷道二次支护和维修工作量, 给安全生产带来极大的威胁。研究大倾角煤层巷道合理的支护方法, 对提高单进水平、保证安全生产具有重要的现实意义。

1 巷道地质条件及工程概况

5654综采工作面北机巷位于+528 m水平西翼565采区, 其标高平均为+545 m, 对应地面标高在+950~+1 020 m, 埋深平均为440 m, 该区域煤层倾角为38°~48°, 工作面机巷煤层倾角都在45°以上。煤的普氏系数f=2~3, 黏结力不大, 煤体受压后易成散体, 顶底板的普氏系数f=5左右。该区域的煤层厚度平均为2.46 m, 煤层局部有分岔矸现象, 其夹矸厚度约0.3 m。

5654北机巷巷道设计总长度为820 m, 巷道断面设计为异型断面, 设计宽度为3.6 m, 矮帮最低高度为1.4 m, 高帮高度为2.1 m。采用树脂锚杆和金属棚架联合支护 (简称“锚棚”支护) 。

2 支护设计及施工工艺

2.1 支护形式及参数确定

2.1.1 巷道顶板支护方式

该巷顶部为异型断面, 其中一半为直接顶, 一半为三角带煤矸。直接顶采用树脂锚杆直接支护;三角带煤矸采用树脂锚杆和11#矿用工字钢加工的金属支架进行支护, 树脂锚杆的杆体采用优质锰硅钢加工成左旋螺纹。“锚棚”断面支护形式如图1所示, 图1中编号①布置2根Φ 18 mm×2 100 mm的树脂锚杆;编号②③各布置1根Φ 18 mm×1 800 mm的树脂锚杆, 每根树脂锚杆内安设2条Z2350型树脂药卷。

2.1.2 巷道两帮支护方式

图1中编号④为锁脚锚杆, 每根棚腿需用2根锚杆进行锁脚, 其锚杆规格为Φ 16 mm×1 800 mm的涨壳式锚杆。高帮及三角煤地带采用11#矿用工字钢加工的金属支架支腿进行支护。巷道矮帮不予支护。

2.2 施工工艺

该巷道采用S100B型掘进机掘进, 其每掘进一循环后的支护工艺流程:一是在高帮立“锚棚”支腿并打好锁脚锚杆。二是将支护三角煤的金属支架一端架设在支腿上, 另一端采用MQT-120C型锚杆 (索) 钻机钻“锚棚”顶板的锚杆眼孔, 且将树脂锚固剂送入锚杆孔, 支架眼孔对好锚杆眼孔, 将2根锚杆分别放入眼孔并用锚杆机带动锚杆对树脂药卷进行搅拌, 最后固定好锚头。三是架设金属支架的部分采用砼背板花背, 笆片密铺, 煤矸充填实。

巷道顶板采用树脂锚杆进行支护, 当顶板较破碎时, 采用树脂锚杆配菱形金属网和钢筋梯进行联合支护。

3 支护效果

3.1 顶板离层监测

顶板离层监测采用ACLY-Ⅱ型离层指示仪, 监测点按间隔200 m布置, 地点为巷道中部靠近支架顶梁端板处, 布置点如图2所示。通过观测, 巷道开挖后15 d左右, 锚杆支护的顶板出现轻微离层, 离层量最大达到22 mm, 当巷道稳定后, 顶板离层量基本保持不变, 说明巷道支护可靠, 达到设计所需锚固力。

3.2 巷道围岩表面位移监测

根据对5654北机巷围岩表面位移的观测, 通过数据分析得出在2个测点的顶底板与两帮巷道围岩变形规律, 如图3—6所示。

将自行设计的“锚棚”支护应用于大倾角煤层巷道中, 对巷道顶底板移近量和两帮移近量进行了观测, 由图3—6可知:

1) 测点1与测点2顶底板移近量最大值分别为59 mm和62.5 mm, 两帮移近量分别为83 mm和78.5 mm。顶底板和两帮围岩移近量都小于90 mm, 围岩控制效果较好。

2) 巷道掘进初期, 顶底板与两帮移近量显著, 前20 d围岩移近速度变化较快, 此后移近速度逐渐减小, 30 d后围岩基本稳定;与顶底板相对移近量相比, 两帮移近量稍大。

3) 随着巷道围岩应力的重新分布, 围岩应力由巷道两帮向底板转移, 从而引起巷道底鼓。在施工过程中及时控制巷道顶板, 使巷道围岩应力向巷道两侧深部转移, 可减小底板鼓起量。在进行巷道断面设计时, 适当预留断面量, 可防止巷道围岩变形过大时而影响巷道使用。

4 综合效益分析

通过在5654机巷对“锚棚”支护形式和参数的优化设计, 对治理高帮片帮效果明显。同时, 实现了急倾斜回采巷道的快速掘进, 该矿取得了显著的经济效益与社会效益。

1) 在5654北机巷实施综掘施工采取“锚棚”技术, 掘进进度由167.3 m/月提高到了257.1 m/月, 增加54%, 较好地缓解了采掘接替紧张的现状。

2) 原掘进工效为0.12 m/工, 试验巷道的掘进工效达0.31 m/工, 工效提高158%。

3) 采用“锚棚”支护技术, 使巷道围岩得到及时支护, 有效地调动了围岩的自身承载能力, 抑制了高帮片塌现象, 降低了巷道维修率, 减少二次支护。

5 存在的问题

1) 在综采工作面回采过程中, 由于受采动压力影响, “锚棚”受力变形后, 利用人工回撤 “锚棚”速度较慢。

2) 当“锚棚”被回撤后, 高帮煤矸会全部垮落, 桥式转载机牵引速度不能满足将所有煤矸及时转出的需要, 容易造成下出口端头支架处堵塞。

参考文献

锚棚联合支护 篇2

1、编制目的

为保证本次基坑边坡支护工程的质量能满足国家有关技术规范和设计部门所提出的技术要求,同时满足院质量体系文件的要求,使施工过程的每一工序均能在受控状态下按进度和质量目标完成,特编制本工程施工组织设计。

2、适用范围

本施工组织设计适用于本次基坑边坡支护工程施工的全过程。包括前期准备、施工过程的各个工序、资料整理、成果报告、产品验证等各个环节。

3、编制依据

⑴《广场联合大厦边坡支护设计方案

⑵《建筑地基基础设计规范》(GB50007-)

⑶《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)

4、工程概况

该工程为基坑边坡临时性支护。支护基坑边坡上部为杂填土、角砾,下部为基岩,坡体高度m。

5、技术要求及施工工艺

5.1技术要求

保证本次基坑边坡支护工程支护范围内大楼基础施工时的稳定性及和平路、中山路道路的安全性、稳定性。

5.2施工设计方案

根据边坡形态、地层构成、工程特征和上述技术要求,对边坡上部角砾层按连续土钉墙支护,下部基岩部分设计以岩锚支护。详细施工方案及施工程序见设计方案

5.3施工工艺

5.3.1施工工艺流程

土钉施工工序:人工修理边坡→搭设脚手架→定点放线→打土钉→挂钢筋网→喷射水泥砂浆→土钉压力注浆→拆除脚手架。

锚杆施工工序:人工修理边坡→搭设脚手架→锚杆成孔→钢筋放置→重力注浆→挂钢筋网→喷射水泥砂浆→拆除脚手架。

5.3.2施工现场部署

根据支护施工特点,施工现场部署分两部分,一部分为固定场地,用以堆放材料,做到分类分规格堆放。另一部分为作业场地,该场地随作业面的移动而移动,该场地用以堆放急需用材料、拌料用地、设备停放

5.3.3人工修理边坡

对明显凹凸不平的坡面进行人工修坡,人工修理有困难的(基岩开挖困难),采用风镐凿平。

为保证支护范围内边坡的稳定性,设计方案要求边坡坡度不应小于1:0.3。

5.3.4土钉施工

⑴打土钉

边坡按设计要求人工修理后,由技术人员测放土钉钉位。施工中采用土钉机打入3.5×Φ48钢管,孔位中心间距、孔深严格按照设计方案(施工中可根据实际地质情况调整锚杆排数和长度)。打入土钉端部焊接预制锥头,土钉打入部分范围内布设注浆孔,间距0.5m,交错布设。

⑵面层钢筋

面层钢筋分为钢筋网片和主筋,前者在里,后者在外。

钢筋网片:网片之间为搭接(搭接宽度不小于20cm),网片与主筋之间为焊接。

主筋:采用2φ12钢筋,主筋与土钉焊接。

⑶喷射水泥砂浆

水泥砂浆的配合比设计为M10,可在工作中适当调整,砂子同水泥干拌,在喷射口与水拌合喷于坡面,喷射砂浆厚度应控制在8-12cm厚。

⑷土钉压力注浆

浆液采用纯水泥浆,水灰比应控制在1:1~1:2,注浆压力不大于1.0MPa。分数次注入直到注浆管内浆液满溢为止。

5.3.5锚杆施工

⑴锚杆成孔

采用机械成孔,孔径φ100。

⑵钢筋放置

孔中心放置φ18钢筋,钢筋周边焊接对中支架,使钢筋处于孔的中心位置。

⑶重力注浆

浆液采用纯水泥浆,水灰比控制在1:1左右,分多次采用重力式注入,下次注入为上次注入浆体收缩固结完成后进行,直到孔内被浆液固结体全部充填为止。

⑷面层钢筋

面层钢筋分为钢筋网片和主筋,前者在里,后者在外。

钢筋网片:网片之间为搭接,网片与主筋之间为焊接。

主筋:钢筋为2φ12,主筋与φ18钢筋焊接。

⑸喷射水泥砂浆

水泥砂浆的配合比设计灰砂比1:4,可在工作中适当调整,最高不超过1:2,砂子同水泥干拌,在喷射口与水拌合喷于坡面,喷射砂浆厚度应在8-12cm厚。

5.3.5挡土桩工程

⑴施工人员配备

施工管理人员2人,具体跟班负责测量定位,施工过程中的质量检查,完成工序的报验、参验以及质量记录整理。

施工操作人员60人,主要以人工成孔挖土人员、清运土方人员为主,其他工种穿插。

⑵施工准备工作

①主要施工机具

挖土:空压机、镐、小铲锹、钎、气泵、凿岩机、潜水泵、吊桶、麻绳、防水照明灯具、活动爬梯、安全帽、安全带、安全活动盖板等。

电焊机、切割机等。

钢筋笼制作:电焊机、切割机、成型机等。

混凝土浇筑:桩基采用C20商品砼。

②所需的各类材料准备。

③作业条件准备

a、进一步掌握地下土质、地下水情况以及挖掘的难易程度。

b、人工挖孔操作的安全至关重要,开挖前应对施工人员进行全面的安全技术交底;操作前对吊具进行安全可靠的检查和试验,确保施工安全。

c、施工管理人员应熟悉施工图纸及地下土质与水文地质资料,做到心中有数,办理好定位放线工序的检验手续。

⑶施工进度计划安排

①基坑东、西两侧共计59个挡土桩孔,均为1200*1000mm。基岩的掘进应投入空压机2台,凿岩机12台。

②人员投入:在上部可以用镐、锹,施工段每孔为两人一组,即井下一人,井上一人提升、弃土。

③单桩的总施工工期安排:第四系地层,每天掘进5米,木模护壁,继续掘进,基岩每天1m,计划成孔天。见下单桩网络计划。

挖土(每天1-3m)

定位5下钢筋浇砼

①②③④⑤

0木模护壁、桩身钢筋制作01

5.3.6桩基各工序施工方法与工艺措施要求

5.3.6.1成孔桩土、石方开挖

1、开挖与运输方法

⑴成孔桩的土石方开挖全部采用人工,用十字镐、钎凿、松积成堆,再用小煤铲装到桶内,用人工提升到井外;基岩层中采用凿岩机钻凿。

⑵从井内提升出的土石方,集中倒在基坑中指定的位置。

2、工艺措施要求

(1)为保证井口原土的坚实(不塌方),桩位正确、井口固定,并报验合格后开挖。

(2)开挖第一节桩孔土方应从上到下逐层进行,先挖中间部分,然后扩及周边,以便有效控制开挖桩孔的截面尺寸。

(3)开挖下一节……桩孔内土石方,从下一节开始主要利用提升设备运土。

(4)当出现地下渗水量较大时(吊桶满足不了排水),挖土采取半井交替进行,即把先向下的一半作为集水坑,选用端头吸水型水泵抽水,边降水边挖土。

(5)每成孔完成以后,必须对桩身尺寸、孔底标高、桩位中位、井壁垂直、孔底虚土厚度进行全面测定,做好施工记录,办理隐检手续。

3、成孔桩基钢筋笼施工

(1)竖向主筋的连接采用对焊形式,对焊接头按照一个截面不超过50%,所有接头应按照规范规定的抽检数量,送试验室做接头的试拉和弯曲力学试验。

(2)钢筋的绑扎、吊运与安装,保护层措施

(3)钢筋绑扎按规范要求实施。

(4)钢筋笼的就位安装吊运由塔吊或吊车进行,吊放时要对准孔位,直吊扶稳,缓慢下沉,避免碰撞孔壁。

5.3.6.2桩基砼施工

1、配合比确定应按设计等级选用商品砼。项目部应提前做好砼配合比的试配工作。

2、混凝土浇筑

(1)砼运输方式采用砼泵车进行。

(2)为保证砼浇筑落差不大于2m,宜先用φ150帆布软管或砼泵管作导管向桩孔内灌注砼。

(3)浇筋砼时应连续进行,分层振捣密实,分层高度不宜大于1.50m。

(4)混凝土浇筑到桩顶时,应适当超过桩顶设计标高,以保证在剔除浮浆后,桩顶标高符合设计要求。桩顶上伸出的钢筋一定要满足设计要求。

(5)所有挡土桩施工完毕后,进行上部梁钢筋绑扎、支模、砼浇筑、养护。

3、混凝土养护

当砼浇筑至顶部浮浆剔除完成,4小时后正常浇水养护七天。

5.3.6.3桩基施工质量要求及其控制措施

1、保证项目

(1)砼的原材料和砼强度必须符合设计要求。

(2)桩顶标高及浮浆处理,必须符合设计要求和施工规范的规定。

2、基本项目

(1)桩身尺寸应严格控制,一般不应超过桩长的3‰,且最大不超过50mm。

(2)尺寸符合设计要求,桩底应落在持力层上,持力层体不应被破坏。

5.6.3.4成品保护

1、已挖好的桩孔应及时组织验收,及时安放钢筋笼,及时浇筑砼,以防坍方和地下水浸泡;不能及时施工下道工作时,应用木板或竹夹板盖好,防止石块、杂物等掉入井内。

2、保护好已成型的钢筋笼,不得扭曲、松动和变形,集中堆放时应上盖下垫。

3、桩身砼浇筑完毕,应复核桩位和桩顶标高,伸出主筋应扶正,伸出主筋上的砼浆应清刷干净;桩顶砼及时用草垫覆盖,并加湿养护,防止砼发生收缩、干裂。

4、施工过程中应妥善保护好建筑物的轴线桩、水准点,不得对已完桩头碾压,钢筋弯折。

5.6.3.5桩基检测及技术要求

桩身材料强度试验在桩基浇筑过程中每100m3取一组试样,进行标准养护,而后进行抗压强度试验。

6、施工进度计划

本工程工期从合同签订日起计算,总工期为天。

7、人员及设备生产组织

7.1项目人员组成

姓名

职务或职称

任务

公司经理

工程协调、乙方代表

总工、高工

技术总负责

项目经理

工程负责人

工程师

技术负责人、安全员

工程师

技术员、施工员

助工

技术员、资料员、质检员

材料员、设备维护

7.2设备安排

混凝土喷射机1-2台

土钉机2-4台

空压机2台

锚杆机2台

注浆机1台

经纬仪1台

电焊机2台

切割机1台

水准仪1套

风动凿岩机12台

氧气瓶1个

乙炔瓶1个

深井泵1台

污水泵3台

泵管100米

手推车10辆

铁锨、十字镐等若干套

水管若干米

配电配套设备若干。

8、生产组织管理

8.1生产组织管理体系

为满足工程施工和质量及安全控制的要求,保证项目的顺利进行,本项目的.生产组织管理体系如下:

甲方

施工决策指挥机构

成员:院长、总工

施工方案、组织协调执行机构

成员:公司经理

工程总负责人、技术总负责人、工程(技术)负责人

技术员

安全员

质检员

材料员

桩基负责人

工人

支护负责人

工人

监测负责人

监测人员

生产组织管理体系

8.2主要人员的职责和权限

⑴公司经理:对项目的组织、实施及其质量控制等进行全面的宏观管理,指导工程负责人进行项目全过程运作。

⑵总工程师:对项目的施工组织设计进行审批,对项目各关键工序及质量控制点的实施进行指导;审核和审定项目成果报告,对项目施工方案的实施进行检查、监督。

⑶工程(技术)总负责人、工程(技术)负责人。

①负责本工程的生产管理、现场施工人员管理、按施工组织设计要求进行本工程的实施。

②编制本工程的施工组织设计,对项目生产人员进行培训,使其明确本项目工程概况及施工组织设计。

③负责本工程各专业之间的组织协调。

④督促各工序负责人按国家有关技术规范、标准和施工组织设计要求进行操作,并进行符合性检查,对不合格项作出处理。

⑤采取各试验样,及时送交试验进行试验。

⑥负责协调和本工程相关的内部、外部关系

⑦负责本工程的成果资料的分析整理,成果报告编写与提交。

⑷各专业负责人

①应保证本人所负责实施的工序按国家有关技术规范、标准及施工组织设计的要求进行。

②积极配合和协助工程负责人进行项目管理。

③负责整理本专业中间成果资料。

④对所负责专业的参与人员进行管理。

⑸技术员

①负责各工序按技术方案实施。

②协助技术负责人进行现场技术管理。

③协助各专业负责人整理中间成果资料。

⑹安全员

①负责项目安全措施的制定和监督实施。

②做好施工现场的安全生产记录。

质检员

①负责项目各工序的质量监督和检验

②负责进场材料及加工产品的检查检验

⑻材料员

①负责进场材料堆放,保管及出入库记录。

②负责进场材料的检验

9、检验和试验

9.1材料检验

9.1.1水泥

必须有出厂合格证,方可进场。并对其进行抽检。

9.1.2钢筋

必须有出厂合格证,方可进场。并对主筋进行钢筋力学性能及弯曲性能试验。

9.1.3钢管

必须有出厂合格证,方可进场。

9.2砂浆检验

面层砂浆取砂浆制作试块作抗压试验。

10、施工监测

在施工过程中应对基坑进行监测。监测内容主要为:基坑位移量测,地表开裂状态的观察,临近建筑物和重要管线等设施的变形观测和裂隙观察。监测点布置在坑口地表、基坑面层和建筑物等重要设施表面。监测点数根据基坑边长及现场情况布置2-3点。支护施工过程至建筑物回填土前保证持续监测。当基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之比超过3‰时,或坑顶部的侧向位移超过5cm时,应密切加强观测,分析其原因并及时对支护采取加固措施。

11、质量保证措施

11.1严格控制材料质量,进场材料必须有合格证。

11.2技术要求、参数严格按设计要求进行,不得自行变更,如现场情况与设计不符,应及时通知设计人员。

11.3技术人员必须做好施工记录。

11.4现场技术人员要坚守岗位,随时进行质量检查。

11.5施工结束后,甲乙双方技术部门进行现场验收。

12、安全施工措施

12.1施工操作人员进入施工现场应进行安全教育,在安排施工任务时做必要的安全交底。

12.2进场人员须佩戴安全帽,着装适宜,不拖踏。

12.3机械设备在使用时必须由专业人员进行接线、调试,其他人员不得私自操作,机械出现故障必须由专业人员进行检修,且不得带病作业。

12.4使用带电机械时,电线须摆放合理,必要时进行架设,防止电缆、电线等遇水漏电及碾压破损。

锚杆联合支护技术研究探讨 篇3

【关键词】锚杆支护;支护系统;应用

0.引言

随着浅部资源的日益减少,我国有越来越多的煤矿进入深部开采。井下开采深度的增加,使得高应力巷道不断涌现,在浅部应力状态下表现为硬岩特征的岩石,在深部高应力状态下往往表现为大变形、难支护的软岩特征[1]。矿井深部开采存在“三高与时间效应”,即深部岩体处于地应力高、温度高、渗透压高以及较强的时间效应。深部开采造成巷道变形明显、支护困难,冲击地压、煤与瓦斯突出,以及围岩透水等灾害较严重,这些问题给煤矿生产中的巷道围岩控制增加了难度。

锚杆支护的适用条件普通单体锚杆只适用于加固稳定的岩石巷道或围岩岩体较完整的巷道,但在围岩较软或破碎带规模较大的岩巷、煤巷及动压巷道中往往取不到应有的效果,导致质量事故。随着煤炭开采深度的不断增加,巷道断面不断扩大,巷道压力的不断加大,冒顶事故时有发生,凸现了锚杆支护中存在的一些问题。笔者针对锚杆支护中的一些问题提出锚杆与锚索联合支护在煤矿巷道中的应用提出一点看法,以供同行探讨。

1.锚杆支护系统的缺点分析

(1)锚杆支护设计方法不科学虽然已制定煤巷锚杆支护规范,但设计时绝大多数采用工程类比法,支护形式和参数确定不尽合理,有可能支护强度太高,支护成本大,浪费了材料;在松软、软弱等特殊地质条件下支护强度也可能不足,出现片帮、冒顶等安全事故。

(2)锚杆的支护材料质量不能完全达到要求如钢材质量、加工的螺纹质量、树脂药卷质量等均直接影响支护质量。

(3)锚杆支护监测仪器与技术不能满足现场施工需要常用仪器的精确度、实用性不尽完善,不能完全反应锚杆支护效果。

(4)现有技术条件下,施工因素是直接影响锚杆支护可靠性的关键环节施工人员对锚杆支护理论的系统认识不够,对锚杆的安装操作质量管理不到位,施工达不到设计要求。如有时只重视对顶板的支护而忽视了对巷帮和底板的控制,或有些工人技术不过关、责任心不够,造成锚杆和锚索支护强度降低。施工中常见的巷道凹凸不平,锚杆、锚索托板不紧贴岩面,造成锚杆、锚索没有预应力而失效。

2.锚杆与锚索联合支护的研究

(1)锚杆与锚索联合支护的概念锚杆与锚索联合支护是煤巷巷道掘进过程中的一种主要支护形式,可以与钢带、金属网、工字钢梁联合使用。合理选择锚杆参数及支护形式,是安全、科学、经济的,能起到提高支护质量和矿山效益、降低成本的作用。锚杆与锚索联合支护是通过围岩内部发挥其支护作用的,其实就是变巷道被动支护为主动支护,提高巷道围岩的自身承载力。随着巷道围岩状况的不同,锚杆与锚索支护也具有不同的作用机理。

(2)分析锚杆与锚索联合支护。单根锚杆锚索加固岩体形成锚杆锚索周围应力包,只要锚杆锚索间距、排距适当时,同时在群锚的作用下.应力泡相互叠加,形成岩体内承载圈加固带。对于开掘巷道锚杆锚索支护,视岩石硬度、完整性、岩体节理情况、地应力、服务年限及是否受动压影响等因素,而确定锚杆锚索支护形式,由于伪顶性脆、易碎。直接顶坚实,最常用的是锚杆与锚索、网的联合支护形式。锚杆与锚索、钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小,顶板平整时常用锚杆加固伪顶,锚杆与锚索加固直接顶;锚杆与钢梁则能承受较大载荷。锚杆桁架是利用拉杆所产生挤压力减少或消除下位岩层的拉应力。形成一种以顶板岩层受压,拉杆受拉,类似桁架的承载结构,但两帮围岩体强度要高,若顶板完整性好,分层厚度又大,应该使用锚杆与锚索联合支护,利用锚索钢绞线较长的特点,在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而保持巷道支护的稳定性。

3.联合支护应用案例

某矿综采工作面位于本公司井下位于26125采区巷左翼的中南部,南部为已采的26123工作面,东部、北部为实煤,为矿界煤柱,西部为本采区三条大巷。工作面倾斜长150m,煤层倾角为3.50~70, 煤层厚度3.3~3.66m,平均为3.53m。煤层直接顶为泥质粉砂岩及灰白色细砂岩,底板为泥岩、砂质泥岩。

3.1支架控顶区到煤壁间的支护设计结合该矿实际最终确定选择锚杆与锚索联合支护

(1)顶锚杆锚杆长度可由下式计算进行确定,即L=K(1.1+B/10),式中K为围岩稳定影响因素,因顶板已受采动超前压力影响,取1.4m;B为支架出架通道宽度,取1.8m。由式知锚杆长度不小于1.79m,故选用公司常用Φ22mm×2200mm螺纹钢锚杆,根据煤矿顶板支护经验,锚杆间排距为800mm×800mm,每根锚杆用三节树脂药卷。

(2)锚索。

根据悬吊理论来设计锚索支护参数,结合煤矿巷道支护的经验,锚索采用Φ17.8mm×6300mm钢绞线,锚索间排距为1600mm×1600mm。

(3)帮锚杆。

采用砼托板配合Φ18mm×1700mm的端头锚杆为帮锚杆支护煤壁,帮锚杆间排距为750mm×1100mm。

3.2锚杆与锚索的联合支护实践

运输巷和回风巷均为锚杆配钢带支护巷道,在工作面距上半段停采线6m到停采线时,不采用铺金属顶网和拉设钢丝绳来控制支架顶板,而直接采用锚杆和锚索配钢带支护来控制支架控顶距离和出架通道。即采煤机割第一刀煤时先在煤壁用单体支柱每隔1m打上贴帮柱作为临时支护,用两台锚杆钻机(为加快时间)按锚索支护的间排距进行打眼, 采用方钢板(长250mm,宽250mm,厚8mm)沿工作面倾斜布置配合锚索进行支护顶板。割第二刀煤后,按锚杆支护间距采用锚杆配钢带(长3m,宽0.3m,眼间距0.8m沿工作面倾斜布置)进行支护顶板,锚杆(索)配钢带支护是为防止上一台支架撤除后矸石垮落影响下一台支架回撤。采用锚索和锚杆交替支护距停采线1.8m时停止拉架,用单体推移输送机割煤到停采线并支护到停采线。出架通道顶板最后2排支护每排均采用锚杆和锚索交替按间排距800mm×800mm进行支护,即打一棵锚杆距离800mm打一棵锚索。锚索和锚杆支护示意图,如图1所示。

4.结论

实践表明锚杆、锚索、金属网等构件组合形成悬吊作用、组合梁作用和加固作用,使被锚固岩层形成一个整体承载结构,改变了下部岩层受力状态,提高了岩层自身承载能力,有效地控制巷道围岩的早期离层,减少巷道围岩变形,提高了巷道支护的可靠性,是一种积极主动的支护方式,应该大力推广和广泛应用。 [科]

【参考文献】

[1]周金城.锚网壳支护技术在高应力巷道修复中的应用[J].煤礦支护,2008,(1).

[2]杜剑锋.锚、网、带、喷+锚索+锚注联合支护在高应力软岩巷道中的应用[J].煤矿支护,2010,(1).

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