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《b050401深部锚杆支护煤巷断面形状的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、深部锚杆支护煤巷断面形状的试验研究王怀新徐成亮【新汶矿业(集团)公司生产技术处】摘要针对深部人倾角锚杆支护煤层巷道采用梯形断而难以控制围岩变形的问题,通过对巷道断面形状进行探索研究，逐步将巷道断面形状改变为斜切圆弧形断面，并采用锚、网、带支护形式，有效地控制了巷道变形，提高了掘进速度，取得了较好的支护效果。关键词煤巷巷道断而试验研究随着开采深度的不断增加，矿山压力不断增大，传统的支护方式已不适应冃前开采的需要。主要表现为：①梯形断面巷道的顶板下沉暈人，特别是在软岩巷道屮，顶板屮部容易断裂下沉；②深部巷道两帮移近量大；③上下两帮受力不均，个别锚杆易被拉断。特别是在软岩巷道屮，巷道断面形状和支
2、护方式的选择氏接影响工程质最、掘进速度、支护成木、巷道维修及回采产量等，影响到矿井的生产和效益。新汶矿业(集团)公司在潘西矿4196运输巷中探索改变巷道断面形状，提高了巷道承压能力，减小了巷道变形屋，取得了较好的效果。1试验巷道概况4196运输巷沿十九层煤掘进，长850m,埋深达974叽巷道所在的煤层发育较稳定，属稳定的中厚煤层，走向105〜115°,倾向15〜25。。煤层厚度1.0〜3.35m,平均2.55m。煤层倾也19〜32。，平均28。。煤呈条痕黑褐色，暗煤为主，镜煤和亮煤次之，树脂和汕脂光泽，层理发育，坚固性系数f值为1.5,较松散，断口参差状或贝壳状，为半亮型煤。煤层慕本顶为浅
3、-灰白色中砂岩，坚便稳固不易冒落，厚19m,f值为6；直接顶为灰色粉砂岩,钙泥质胶结,层理节理发冇，性脆易碎易冒落，厚6.5m,f值为3〜4；宜接底为砂质粘土岩，灰色到祸色，具有可塑性，遇水膨胀，厚3.6m,f值为3〜4；基本底为细砂岩，灰色,坚硬致密，不含水，厚1.4m,f值为6~8。2巷道断面优化设计2.1初步设计及实施根据原有的支护经验，4196运输巷初步设计为斜顶梯形断面，巷道净宽3200mm、上帮净高38()()mm、下帮净高2()()()mm°巷道掘进断面积9.9m2,净断面积8.9m2o巷道采用锚、网、带支护。锚杆为全螺纹钢等强锚杆，直径2()mni、长2500mm,间排距为
4、800X800(mm),采用2卷MSK2850型树脂锚固剂卷加长锚固。顶板锚杆配直径125mm铁托盘，两帮锚杆配直径300mm铁托盘。网为菱形金属网，长X宽为&0X0.9(m)o顶板铺设BHW-183X3型W钢带。图1初步设计的巷道断面与支护采取这种断而形状掘进两个月，单进为150叽由于煤层倾角大，巷道上帮髙度达到3800mm,给施工造成不安全因素。两个月麻，巷道净宽由3200mm缩小为2800mm＞下帮净高[tl2000mm缩小为1500mm,巷道宽度平均刀收敛量为200mm、高度平均刀收敛量为250mm（顶板下沉量为180mm,底臓量为70mm）0而且有多处巷道顶板断裂，存在冒顶危险。
5、巷道变形剧烈使掘进施工进展困难，需停止掘进，对后部巷道进行开扩整修。2.2巷道断面设计的初步优化巷道采取上述断面形状不能满足安全生产的要求，主要是由于梯形断面巷道的顶板受力结构易造成剪切破坏，因此将断而改为切圆拱形，以增强顶板受力能力，减小巷道变形量,减少巷道失修。巷道净宽仍为3200mm,切圆弧拱高为巷道宽度的2/5〜1/4。根据巷道宽度及顶板岩性，切圆弧拱高定为900mm,而切圆拱形巷道上肩窝部高度达到煤层顶板，根据煤层厚度、倾角及巷道布置设备的高度确定墙高为2300mmo巷道掘进断面积为10.7m2,净断面积为9.6m2o锚杆、金属网、钢带和铁托盘等支护材料及参数不变，只是根据顶板形
6、状将W钢带做成圆弧形。图2初步优化设计的巷道断面与支护采取这种断面形状掘进两个月，单进lOOmo两个月示，巷道净宽由3200mm缩小为2880mm、下帮净高ill2000mm缩小为1800mm,巷道宽度平均月收敛量为160mm、高度平均月收敛量为100mm（顶板卜沉量为30mm,底臓量为70mm）。在巷道埋深达到900m以上的情况下，该断血形状基本能满足安全生产要求。4196运输巷所在煤层平均倾角28°,用该种断面形状与支护方式的岩石掘进最为总掘进量的2/3,掘进煤质差，掘进煤进入系统后，影响矿井煤质。掘进单进低，造成了矿井采掘接续紧张的被动局面。2.3巷道断面设计的进一步优化根据以上情况
7、，乂将巷道断面改为斜切圆拱形，这样既能增强顶板受力能力、减少巷道变形，又能减小岩石掘进量。巷道净宽仍为3200mm，斜切闘弧拱高为巷道宽度的2/5〜1/4。根据巷道宽度及顶板岩性，斜切闘弧拱高定为900mm,而斜切闘拱形巷道上肩窝部高度达到煤层顶板，巷道下帮墙高定为1800mm,同时控制中部见煤高度为2300mm0巷道掘进断面积为10.3m2,净断面积为9.2m2o锚杆、金属网、钢带和铁托盘等支护材料及参数仍不变，仍根据
