大断面煤锚支护技术:煤巷锚网支护帮部工具
时间：2019-04-18 03:17:12 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文依据淮北矿业集团朔里矿业621上切眼施工为例，介绍了煤锚支护的方案，并从安全性、经济效益等方面论证了可行性。 关键词：煤锚；安全；经济；可靠 Abstract: based on the new mining in huaibei mining group in 621 cut the construction as an example, this paper introduces the scheme of coal anchor bracing, and from the safety and economic benefit demonstrates the feasibility.
Keywords: coal anchor; Security; Economy; reliable
中图分类号： U455.7+1文献标识码：A文章编号：
朔里矿业是年产120万吨的大型煤矿，矿井西部采区主采煤层为6煤，621上工作面位于六二采区中上部，该面上接617里工作面（已回采完毕），下连621工作面（已回采完毕），左邻617外工作面（已回采完毕），右靠六二采区轨道下山。据621风巷及617里机巷、外切眼揭露的地质资料综合分析：该面煤层原始沉积稳定，结构复杂，普遍含一层泥岩夹矸，厚0.1～2.2m，平均厚度0.54m，其上煤层厚0.3～0.8m，平均厚度0.56m，夹矸下煤层厚1.8～2.9m，平均厚度2.33m，煤层总厚2.5～4.7m，平均厚度3.43m。煤层直接底为深灰～黑色条带状砂质泥岩，厚度3.4～4.84m，平均厚度4.28m，老底为灰～灰黑色条带状砂岩，厚度7.5～8.6m，平均厚度7.9m，直接顶为浅灰～深灰色块状泥岩，局部含粉砂岩条带，厚度2.69～4.57m，平均厚度3.36m，老顶未浅灰～灰白色细粒砂岩，夹黑色条带，厚度2.1～5.36m，平均厚度4.2m。
我公司自推行煤锚支护以来，在不断的施工、探索、总结、优化，已形成了一整套适用我公司地质条件的的施工方法。由于621上工作面煤层较厚，且含有厚0.1～2.2m不等的夹矸，特采用较大的煤机和综采支架，要求切眼净宽不低于6.6m、净高不低于2.6m，为保证巷道支护安全、经济、可靠，特采用锚、带、网、索联合支护，且取得了较好的支护效果。
一、断面及支护方式的选择
根据工作面安装和生产要求，切眼整体跟顶施工，断面为正矩形，净宽6.6m，净高2.6m。顶部支护方式采用锚、带、网、索联合支护，两帮采用锚、梁、竹笆片联合支护。
支护参数的确定
1、顶锚杆长度的确定
621上切眼顶板属于中等稳定的Ⅲ类围岩，锚杆支护参数按单体锚杆悬吊理论进行计算：
L=KH+L1+L2（1）
L——锚杆长度，m；
H——自然平衡拱高度，m；
K——安全系数，一般取K=2；
L1——锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m；
L2——锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m；
H=B/2f（f小于3时，不可用此公式）
B——巷道开掘宽度，取最大6.8m；
f——岩石坚固性系数，岩层取4。
L=BK/2f+ L1+ L2=（6.8×2）÷（2×4）+0.5+0.1=2.3m
计算的L等于2.3m，取锚杆长度为2.4m。
2、锚杆间排距的确定
根据单体锚杆悬吊作用确定，通常锚杆按等距离排列，即锚杆间距a等于排b距离，则有：
a= （2）
Q——按现场锚固力拉拔试验数据的平均值或按经验数据，Q取80KN；
K——安全系数，一般取1.5-1.8；
γ——岩体容重，此处取25KN/m3；
计算得a等于1.09m，根据6煤及顶板岩性情况，取锚杆间排距0.9×0.9m。
3、锚杆直径的确定
按杆体承载力与锚固力强度原则确定，杆体直径d为：
d=1.13（3）
σt---杆体抗拉强度，高强锚杆取335MPa;
计算得d等于17.4mm，取锚杆直径为20mm。
为确保支护可靠，特采用高强锚杆配合树脂锚固剂进行支护，每孔采用两卷Z2550型树脂锚固剂，初锚力不小于300N.m，锚固力不小于80KN。
4、加强支护
由于621上切眼直接顶为平均厚度3.36米的泥岩，造成锚杆不能生根在稳定的老顶砂岩上，很容易造成顶板离层，而发生顶板大面积冒顶事故。因此需加强支护，目前常用方法是，采用小孔径预应力锚索加强支护，锚索与锚杆相比具有深度大、强度高、可施加较大预紧力等特点，可有效的将下部锚杆支护形成的锚固承载机构生根在老顶上。621上切眼采用规格为YMS17.8/6.3的锚索，锚索每孔3卷树脂药卷，一卷K2550型，两卷Z2550型树脂锚固剂，锚索采用2-0-1-0-2方式布置，详在下图1。
5、帮锚杆的选择
帮锚杆锚固力60KN基本满足支护要求，固帮锚杆株﹑排距为900×900mm，采用3根GM20/2000高强锚杆配合2.4 m的“π”型钢带和大竹笆（2.4×1.2m）支护，每孔采用两卷Z2550型树脂锚固剂，初锚力不小于200N.m，锚固力不小于60KN。
三、施工方法及技术保障
由于621上切眼断面达到6.6 m宽，特采用先导硐，再刷煤壁帮的方法进行施工，施工工序如下：
锚杆支护施工工序：交接班准备→敲帮问顶、打眼→装药→放炮→验炮→敲帮问顶临时支护→运料出货→定顶锚杆眼位→打顶锚杆→刷帮→打帮锚杆→清理→插班钉道。
保障措施如下：
爆破后，要保证煤层直接顶围岩稳定，不能产生炮震裂缝，爆破后,锚杆支护要求两帮留有距巷道轮廓线不少于300mm的煤垛。锚杆眼位、深度达到设计要求，纵横成线。锚杆托盘、钢带、锚网及大竹笆必须紧贴煤、岩面，锚杆安装要正规有劲，严禁穿皮，其初锚力、锚固力必须符合设计要求。煤锚支护巷道每施工30～50m必须安设一个顶板离层指示仪，顶、帮各安设一个液压枕，软岩巷道、顶板破碎地带、高地应力等地段必须加密测点，掘进初期和回采影响期间应加强监测，每班安排专人观测并记录。顶板离层指示仪显示分绿（安全）、黄（警告）、红（危险）三种颜色。出现黄色要立即采取补强支护措施。出现红色要立即撤出所有受威胁地点的人员，并汇报调度所，采取针对性的补强支护措施，确保安全生产。
四、结论
621上切眼大断面煤锚支护取得较好的支护效果，具有巷道支护投入低、无返修率、职工劳动强度低、支护可靠等优点，为我公司以后大断面煤锚支护设计积累了宝贵的实践经验及数据。
参考文献：
[1]田建平.高强高性能机制砂混凝土的配制及性能研究[J].武汉理工大学硕士论文，2000(4)：1-2．
[2]姚明芳.新编混凝土强度设计与配合比速查手册[M].湖南科学技术出版社，2001.
作者简介：于振（1984-）男，助理工程师，安徽界首人。2011年毕业于安徽理工大学采矿工程专业，现在朔里矿业公司技术科从事掘进技术管理工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
