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1、大跨度掘進巷道頂板支護技術 【摘要】在大斷面回采巷道方面，采用錨網索聯(lián)合支護方式，成功取代了以往的架棚支護工藝，變被動支護為主動支護，充分發(fā)揮了錨桿，錨索的主動支護作用，并取得了很好的經濟效果。結合礦壓監(jiān)測分析，顯著提高了支護的可靠性。【關鍵詞】錨網索；被動支護；主動支護巷道支護是煤炭開采中的一項關鍵技術。錨桿支護以其及時、主動的特點，在目前國內的巷道支護中占越來越大的比重。七星煤礦是有30年歷史的老礦，從整個礦井巷道支護情況來看，仍沿襲著傳統(tǒng)的被動支護方式。在礦井開采初期，由于巷道不受回采動壓影響，砌碹、木棚、和型鋼等被動支護，還未顯示出其
2、支護強度弱的缺點。但隨著礦井的開采，回采動壓的影響表現(xiàn)的越來越明顯，一些距回采工作面較近的大巷出現(xiàn)明顯的變形，頂板開裂破碎，兩幫擠壓嚴重，斷面縮小。特別是在所掘大斷面回采巷道的一側為采空區(qū)時，工字鋼支護巷道變形非常嚴重，非常不利于回采。在這種情況下，七星煤礦選用錨網索聯(lián)合支護取代工字鋼支護，不僅解決了巷道變形的嚴重問題，而且還取得了很好的經濟效益。0.工程概述5東四區(qū)十二層左一片綜采工作面，標高在-375m～-115m之間，北部未開采，南部已開采完畢，西部為十二層回風、軌道及運輸上山，東部為未動區(qū)；對應頂板上部為東二區(qū)八層零片工作面，層間距68
3、m，已開采完畢；對應底板為十三層煤，未開采，層間距為21m.煤層偽頂為粗砂巖、炭頁巖，頂板較破碎，直接底為2.6m厚的淺灰色粉砂巖，工作面內有兩條斷層，含破碎帶，該面回采時間2010年3月至2011年7月。1.支護設計1.1巷道支護斷面設計從采掘設備尺寸、通風要求和巷道圍巖變形預留量幾方面考慮，設計運輸平巷尺寸為寬4.6m，中高為2.6m的梯形斷面，此斷面為雙鴨山礦業(yè)集團首例大斷面回采巷道。1.2支護材料（1）錨桿：采用Φ20mm、45號左旋無縱筋螺紋錨桿，錨桿長度2.0m，錨桿托盤厚度不小于6mm，直徑不小于120mm，打錨桿孔用鉆頭Φ28m
4、m。（2）樹脂錨固劑藥卷：錨桿藥卷規(guī)格：Φ25mm×450mm。藥卷攪拌時間8～15s，固化時間大于7min，錨固力不低于60KN。錨索藥卷規(guī)格：Φ23mm×600mm，每根錨索使用2卷藥卷錨固。5（3）錨索鋼絞線使用1860級（Φ15.24mm）左捻低松弛鋼絞線，長度6m；廢舊18kg/米的輕軌加工的掉梁2.6m，眼距1.8m；鋼筋梯采用Φ20mm和Φ12mm的圓鋼，雙鋼筋焊接，尺寸：寬180mm、長4400mm；鋼筋網采用Φ6mm的圓鋼，網格50mm×50mm，每片1200mm×2800mm。1.3支護參數(shù)的選?。?）錨桿長度L的確定。根據(jù)
5、擠壓加固拱原理，錨桿長度和間距必須滿足以下關系：松動破碎帶高度h=B/（2f）=1.26mL=L1+L2+L3式中B——巷寬，取4.6mF——巖石普氏系數(shù)，取3L1——錨桿外露長度0.2mL2——不穩(wěn)定巖層厚度，取0.78mL3——錨桿伸入穩(wěn)定巖層的長度0.6m則錨桿長度L=1.58m，錨桿長度取2.0m。（2）錨桿排間距的確定。根據(jù)經驗公式：a=[Q/（kRL4）]1/2式中a——錨桿間排距；Q——單根錨桿承受的巖重，70KN；k——安全系數(shù)，通常1.5～2，取1.8R——巖石容重，25KN/m3；5L4——錨桿有效長度，為桿體長度減去錨固長
6、度和桿體外露長度，取13000mm。將數(shù)值代入公式得：a=1.1m。根據(jù)以上計算結果，選用長2.0m、直徑20mm端頭錨固式錨桿。錨桿間、排距為1.1m×1.1m。（3）錨索間、排距的確定。根據(jù)經驗公式：KG≤NA式中G——錨桿承受的離層巖層或危巖重量；K——安全系數(shù)，取2；N——每平方米錨索根數(shù)；A——錨索設計承載力，一般為230KN。按3m厚危巖計算重量，N≥0.54根/m2，巷道跨度4.66m，錨索間、排距1.5m×1.5m，每排2根，符合要求。2.礦壓監(jiān)測及結果通過對錨桿施加高預緊力后，錨桿在掘進期間受力變化不大；從錨桿測力計的監(jiān)測結果
7、可以看出，通過對錨桿施加300N·m的高預緊扭矩后，錨桿初始預緊力可到40KN以上，并且隨掘進影響受力變化不大；說明錨桿很好的控制了圍巖的早期變形。3.結語5七星煤礦采用錨網索聯(lián)合支護成功地解決了大斷面回采巷道受臨近采空區(qū)及復雜地質構造影響所造成的巷道圍巖變形的難題，充分體現(xiàn)了錨桿主動支護的優(yōu)越性，有效地控制了巷道圍巖的早期變形，并成功的應用了廢舊的礦業(yè)輕軌替代了成品U型鋼和利用強度更高的由鋼筋加工的梯形鋼帶替代了W鋼帶，不僅在技術上先進，而且有很好的經濟效果。5
