孔庄矿“三软”煤层巷道锚杆支护技术研究与应用.pdf

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1、2011年第6期能源技术与管理43doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2011．06．018孔庄“三软”燥层巷道锚杆支护技木研究与应用张永进(上海大屯能源股份有限公司孔庄煤矿，江苏徐州221600)[摘要]揭示了“三软”煤层巷道支护的发展方向，详细叙述了上海大屯能源股份有限公司孔庄煤矿“三软”煤层巷道锚杆支护设计参数、巷道施工工艺与方法、矿压观测结果与分析。实际应用结果证明，锚杆支护改善了巷道受力状况，减少了巷道围岩的变形量；能够简化回采工作面两个出口的维护工序，加快工作面的推进速度；锚杆支护大

2、大降低了支护成本，经济效益显著。[关键词]锚杆支护；设计参数；施工方法；效果分析[中图分类号]TD353+．6[文献标识码]B[文章编号]1672943(2011)06．()043320MPa左右。属于典型的“三软”煤层，其围岩力1煤层地质状况及生产技术条件学性质如表1所示。大屯能源股份有限公司孔庄煤矿I、I及开采方法为综采放顶煤，工作面溜子道布置I采区的7煤层直接顶为泥岩或砂质泥岩，性在留设5m小煤柱的采空区侧，材料道布置在实脆，裂隙发育，单轴抗压强度在30MPa左右，煤层体煤侧。溜子道、材料道、切眼均沿顶板推进，

3、工作松软易碎，坚固性系数f=o．5—1．2，煤层底板大多面倾斜长度150m左右，走向长度1000m左右，为灰色泥岩，松软易碎，易膨胀，单轴抗压强度在开采深度一850m。表1围岩力学性能度、宽度均预留1200mm变形量。2巷道断面与支护设计2．2锚杆支护结构“三软”煤层巷道支护原多采用棚式支护，从锚杆支护结构为锚梁网索结构，锚杆为左旋11矿用工字钢梯形支架过渡到U29型钢拱形可无纵筋螺纹钢等强锚杆，梁为钢筋梯子梁，网为金缩性支架。工作面回采期间巷道变形剧烈，约占总属方格网和钢塑网，索为端部锚固的钢绞线锚索。变形量的73

4、％82％；矿压显现强烈，巷道变形和2．3锚杆支护设计参数金属支架折损严重。巷道变形特点：以底鼓和两帮位于采空区侧巷道，顶板锚杆直径22mm，长位移为主，顶板下沉相对小些。实践证明，单纯用度2200mm，两帮锚杆直径18mm，长度2000mm，金属棚式支护已不能适应巷道支护和安全生产要锚杆间排距均为800mm。求，不仅投入大量的人力、物力、财力，而且生产效位于煤体侧巷道，顶板锚杆直径20mm，长度率低、成本高、安全生产环境差。因此，在巷道支护2000mm，两帮锚杆直径18mm，长度l800mm，设计时考虑了锚杆支护。锚

5、杆间排距均为800mm。2．1巷道断面锚杆材质为20MnSi，屈服极限为340MPa，设计工作面两侧巷道宽度均为4200mm，高强度极限为510MPa。度3000mm(煤层倾角20。时，上帮高3800mm，钢筋梯子梁为直径12mm钢筋焊接而成。下帮高2200mm)，断面12．6m。溜子道设计巷道顶板方格网，两帮钢塑网。高度、宽度均预留600mm变形量，材料道设计高顶板为加长锚固方式；两帮为端锚。44张永进孑L庄矿“三软”煤层巷道锚杆支护技术研究与应用2011年第6期锚杆托板规格为200mm×100mm×8mm，在该矿

6、7107、7201工作面两道进行，这两个工作材质为A钢。面巷道布置均为一道位于采空区侧、一道位于煤锚索选用直径15．24mm钢绞线，破断载荷体侧，位于采空区侧巷道煤柱留设均为5m。240260kN，锚索长度为61TI。4．1围岩变形锚索托板规格为200mm×200mm×10mm，孔庄煤矿7107工作面材料道、7201工作面材质为A钢。材料道围岩变形观测结果分别如表2、3所示。锚索沿巷道掘进方向每1．4m布置一组，一表271O7工作面材料道(锚杆支护)围岩变形观测结果组2根，分别布置在距巷道两帮各1m处。3巷道施工工艺

7、和方法3．1工艺流程接班检查一看线画线点眼一钻眼一爆破一通风排尘一临时支护一出煤(岩)一钻顶板锚杆孔一铺网安装顶板锚杆(同时进行刷帮)一验收重复下表37201工作面材料道(锚杆支护)围岩变形观测结果一循环。锚索施工固定班次和人员，始终滞后掘进工作面1030m与上述工序平行作业。3_2施工方法巷道施工采用炮掘，锚杆支护要求在破岩的同时还得尽最大程度的保护围岩，爆破成形是锚由表2、3可知：①巷道变形以顶、底板变形为主，杆支护的基础和能否成功的关键，如果爆破成形两巷顶、底板移近量分别为1161mm和1380mm，不好，会直

8、接破坏围岩强度，不利于锚杆托板与顶两帮移近量分别为580mm和928mm，两帮移近板密贴，使锚杆受力条件变差，围岩加固强度减量分别为顶、底板移近量的50％和67．24％。②巷少，减弱它的抗外载能力，直接影响巷道的维护效道顶、底板移近量以底鼓为主，顶板下沉较小，两果。因此，“三软”煤层锚杆支护的爆破必须遵循巷顶、底板移近量分别为1161mm和13