变断面巷道支护设计与应用.pdf

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1、煤矿现代化2015年第6期总第129期变断面巷道支护设计与应用蔡亭江(晋城煤业集团寺河煤矿二号井山西晋城048019)摘要在工作面开采过程中，变断面巷道工作面靠近的时候易发生应力集中现象，造成巷道破坏。因此在巷道掘进过程中，应对巷道变断面巷道进行强化支护，保证巷道在其使用寿命期间正常使用，本文以寺河二号井94306工作面轨道道岔处及抽放钻场为例，介绍了该区域详细的支护设计参数，为类似巷道的支护设计提供参考。关键词回采巷道；变断面；支护设计中图分类号：TD353文献标志码：B文章编号：1009—0797(2

2、015)06—0065—02寺河煤矿二号井巷道掘进为全煤巷掘进，随着设计，示意图如图2所示。工作面的高效开采，回采巷道中需要布置轨道、机电硐室及钻场[1-2]，同时为了保障瓦斯的抽采，需要在回采巷道布置瓦斯抽放钻场，因此需要巷道掘进过程中，对变断面巷道进行强化支护设计，以保证该区域作业人员的生命安全及巷道的使用寿命。1工作面概况94306综采工作面采用一面两巷“U”型布置，94211巷为进风巷兼运煤系统，94212巷为回风巷兼辅助运输系统；工作面风量配备：1200m3／min，工作面抽放系统采用本煤层、上

3、隅角、采空区瓦斯抽放；工作面进风顺槽长：772．4m，回风顺槽长：789．4m；前半段倾向长：136m，后半段倾斜长150m；面积114438m；工作面煤层倾角为：2。～10。，平均3。，煤层平均厚度1．52m，全煤巷掘进，局部卧底掘进，可采储量为2l万t，工作面布置简图见图1。图2正常段巷道支护设计示意图(1)锚杆：顶部和帮部均采用20mm长度为2m的左旋无纵筋螺纹钢筋，杆尾螺纹为M22；顶板锚杆都垂直顶板安设，顶板角锚杆与垂线夹角不得超过100安设；间排距1200mm×1200mm，每排4根，平行布置

4、；帮部间排距1400mm×1200mm每排2根锚杆，其中，上部帮锚杆距顶板900mm，下部帮锚图1工作面布置示意图杆距底板400mm，预应力均不得小于80kN。(2)钢筋托梁：顶部采用12mm的钢筋焊接而2正常段支护设计成，规格为SB一12—100—3700—4，长×宽=3700mm×考虑到设备运输和通风要求，94306工作面lOOmm；长度3700mm；帮部采用12mm的钢筋焊94212巷设计断面为矩形(见图1中1—1断面)，掘进接而成，规格为SB一12—100—1000—2，长×宽宽度为4．4m，高2

5、．2m，掘进断面积为9．68m。=1700mm×lOOmm。为保障回采巷道的正常使用，依据晋煤集团寺(3)锚索：采用15．24mm，长度为5．3m的高强河二号井和天地科技公司《寺河二号井西区9号煤度低松弛钢绞线锚索，每排1根，排距3．6m，三花眼锚杆设计研究》的相关研究成果，巷道采用树脂加长布置，预紧力不得小于150kN。锚固锚杆组合支护系统，并进行锚索补强，巷道支护(4)金属(塑料)网：顶板遇破碎地点挂4600×·65·煤矿现代化2015-r第6期总第129期1200mm金属网。帮部采用3800×110

6、0mm塑料网。600mm，下部帮锚杆距底板400ram。3巷道变宽段支护设计{i巷道断面越宽，净跨度越大，两帮作为支撑点受i'由———的作用力越大，故对巷道变宽断面的支护优化体现i{ni在对顶板和两帮的加强支护l3l。如图1中2—2断面，～其中布置有轨道道岔，掘进宽度为4．8m，高2．4m，掘LT⋯T，1T⋯进断面积为l1．52m。。巷道变宽段支护设计见图3。●-rIIl甲一‘_一i{^I一LJ目一目9．1i图4抽放钻场支护设计示意图5施工工艺过程施工工序一般包括掘进和支护两大部分。巷道顶板支护的施工工艺

7、流程为：掘进一摘除危岩出煤一穿前探梁一托上网、钢筋托梁一上板梁并背实一钻顶板中部锚杆孔、清孔、安装树脂药卷和锚杆一用图3变宽段巷道支护设计示意图锚杆机搅拌树脂药卷至规定时间停止搅拌，并等待巷道变宽段的支护设计主要表现为：1rain左右，上紧螺母安装其它顶板锚杆。(1)锚杆加密：顶板锚杆采用20mm长度2m锚索施工工艺。定锚索孔位一用锚索钻机钻进的左旋无纵筋螺纹钢筋，问排距1000mm×1200mm，锚索钻孔一清孔、往钻孔内放入树脂药卷一用锚索每排5根，平行布置；帮部问排距900mm×1200mm，头部顶住

8、树脂药卷并送入孑L底一升起锚索钻机并用每排3根，平行布置；预应力不得小于80kN。搅拌器联接锚索钻机和锚索尾部一转动锚索钻机搅(2)锚索加密：采用中15．24mm，长度为5．3m的拌树脂药卷至规定时间(根据树脂药卷使用说明书，高强度低松弛钢绞线锚索，间排距2000X3600ram，一般为1530s)停止搅拌等待规定时间(根据树脂每排2跟，平行布置，预紧力不得小于150kN。药卷使用说明书，一般为lmin)后收缩锚杆机，卸下搅拌