程家溝礦5#煤支護錨桿索支護設(shè)計_第1頁
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文檔簡介

1、陽方口礦業(yè)公司程家溝礦5#煤錨桿、索、網(wǎng)初始支護設(shè)計編 制: 趙清富審 核:郭獻勇技術(shù)礦長:張守華2015年7月18日目錄一、5#煤概況-51、煤巖層情況-5(1)、煤層頂?shù)装?5(2)、煤層-62、巷道布置-7二、支護變更原因-7三、支護設(shè)計-8A、巷道初次耦合支護參數(shù) -81、靜壓巷道-81)、錨桿長度確定-82)、錨桿直徑的確定-93)、樹脂藥卷選取-94)、錨固長度-95)、巷道錨桿間排距確定-96)、三徑匹配-117)、預(yù)緊力矩的確定-118)、頂錨桿錨固力-119)、托板、螺母、墊圈的選擇-112、動壓巷道-111)、錨桿長度確定-112)、錨桿直徑的確定-123)、樹脂

2、藥卷的選擇-124)、錨固長度-125)、巷道錨桿間排距確定-136)、三徑匹配-147)、預(yù)緊力矩的確定-148)、頂錨桿錨固力-149)、托板、螺母、墊圈的選擇-14B、巷道二次耦合支護-15(1)、巷道二次耦合支護參數(shù)-151)、錨索支護耦合支護設(shè)計原則-152)、錨索支護參數(shù)的確定-16錨索長度確定-16錨索排距確定-17耦合參數(shù)的確定-18C、金屬網(wǎng)的選擇-18D、鋼筋梯-18四、錨桿、網(wǎng)、索支護特點-18五、特殊地點支護設(shè)計-191、切眼支護設(shè)計-192、巷道開口交叉點支護設(shè)計-19六、錨桿(索)支護施工-201、錨桿支護施工的一般要求-20(1)、巷道寬度的控制-20(2)、臨時

3、支護-20(3)、錨桿孔施工應(yīng)遵守的規(guī)定-20(4)、錨桿支護施工的安全規(guī)定-212、樹脂錨桿支護施工-22(1)、樹脂錨桿施工的一般規(guī)定-22樹脂錨固劑儲存和使用應(yīng)遵守的規(guī)定-22、安裝樹脂錨桿應(yīng)遵守的規(guī)定-23、鋪網(wǎng)應(yīng)遵守的規(guī)定-23(2)、樹脂錨桿的安裝-233、錨索安裝工藝-244、技術(shù)要求-25五、頂板離層的監(jiān)測-25六、特殊措施-26七、安全技術(shù)措施-26一、5#煤概況1、煤巖層情況(1)、煤層頂?shù)装逯苯禹敯寤蚶享敒橹屑毩!⒅写至I皫r,厚度0-7.50m,巖性為灰白色,質(zhì)硬,裂隙發(fā)育,成分主要以石英為主,屬半堅硬-堅硬巖石。直接頂或偽頂為泥巖、砂質(zhì)泥巖,厚度1.22-10.38m,

4、巖性為灰色、灰黑色,質(zhì)軟,屬軟弱半堅硬巖石。根據(jù)鉆孔采樣試驗,老頂或直接頂板為中粗砂巖、中細砂巖時,抗壓強度42.50-126.80MPa,平均78.60MPa;抗拉強度2.10-3.30MPa,平均2.60MPa;抗剪內(nèi)摩擦角36°24-41°12,凝聚力系數(shù)4.80-12.40 MPa,平均8.30 MPa。頂板為泥巖時,抗壓強度21.30-53.30MPa,平均37.46MPa;抗拉強度0.60-1.50MPa,平均1.02MPa;抗剪內(nèi)摩擦角33°20-36°42,凝聚力系3.50-6.20 MPa,平均4.54MPa。頂板為砂質(zhì)泥巖時,抗壓強度

5、1.88MPa;抗拉強度0.50 MPa;抗剪內(nèi)摩擦角32°27,凝聚力系3.5MPa。5號煤層底板 直接底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖,厚度0.958.65m,巖性為灰色、灰黑色,質(zhì)軟,屬軟弱-半堅硬巖石。根據(jù)鉆孔采樣試驗,直接底板為泥巖時,抗壓強度19.90-42.00MPa,平均29.67MPa;抗拉強度0.20-1.60MPa,平均0.93 MPa;抗剪內(nèi)摩擦角33°17-34°42,凝聚力系3.40-5.20 MPa,平均4.15MPa。底板為砂質(zhì)泥巖時,抗壓強度36.40-37.90MPa,平均37.15MPa;抗拉強度1.30-2.00MPa,平均1.65 M

6、Pa;抗剪內(nèi)摩擦角38°12-33°24,凝聚力系4.10-5.30 MPa,平均3.60MPa。偽底為炭質(zhì)泥巖時,抗壓強度69.70MPa;抗拉強度2.70 MPa;抗剪內(nèi)摩擦角34°20,凝聚力系3.60MPa。見表7-3、7-4。表7-3 5號煤頂板巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗匯總表巖性膨脹性%軟化系數(shù)飽和抗拉(MPa)普氏硬度系數(shù)抗壓(MPa)抗拉(MPa)抗剪內(nèi)摩擦角凝聚力系數(shù)粉砂巖中砂巖粗砂巖0.05-0.300.150.54-0.920.738.09-96.145.065.142.5-126.878.62.1-3.32.6536°24-41

7、6;124.8-12.48.30泥巖0.050.31-0.710.536.50-31.2020.3621.30-55.3037.460.60-1.501.0233°20-36°423.50-6.204.54砂質(zhì)泥巖0.10.397.318.80.532°273.5表7-4 5號煤層底板巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗匯總表巖性膨脹性%軟化系數(shù)飽和抗拉(MPa)普氏硬度系數(shù)抗壓(MPa)抗拉(MPa)抗剪內(nèi)摩擦角凝聚力系數(shù)泥巖0.20-0.550.360.40-0.710.548.80-23.1016.0419.90-42.0029.670.20-1.600.9333°

8、;17-34°423.40-5.204.15砂質(zhì)泥巖0.05-0.500.280.55-0.700.6320.80-25.6023.203.6036.40-37.9037.151.30-2.001.6538°12-33°244.10-5.304.70炭質(zhì)泥巖0.7351.069.72.734°203.6(2)、煤層位于太原組下部,上距2號煤層一般60余米,下距6號煤層頂平均2.00m,俗稱三丈六,煤層厚度6.5527.47m,平均16.34m,為特厚煤層。該煤層含夾石07層,普遍為2-4層,屬結(jié)構(gòu)簡單復(fù)雜煤層。中南部YK303、YK304兩孔煤層分叉。直

9、接頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖,局部為砂巖。底板為泥巖,本煤層全區(qū)賦存,屬穩(wěn)定可采煤層。柱狀圖見附圖2、巷道布置及斷面程家溝礦5#煤大巷基本沿煤層傾向布置,工作面沿煤層偽走向布置。三條大巷斷面都為矩形,斷面參數(shù)為4米*2.8米。工作面巷道斷面也為矩形斷面;運輸順槽斷面參數(shù)為4.5米*2.8米,回風(fēng)順槽斷面參數(shù)為4米*2.8米,切眼斷面參數(shù)為7米*6.8米。3、地質(zhì)與水文地質(zhì)情況工作面煤厚約12米,賦存穩(wěn)定,老頂為灰白色粗砂巖,厚度約為12.89米,直接頂為灰褐色炭質(zhì)泥巖,厚度約為1.85米,在煤層中局部地段分布有一層厚0.3米灰白色砂質(zhì)泥巖偽頂。直接底為黑色砂質(zhì)泥巖,厚度約為1.5米,性脆?;镜诪榛?/p>

10、色或灰褐色的泥巖和砂質(zhì)泥巖。水文地質(zhì)情況為中等,工作面涌水主要為頂板砂巖裂隙水,但由于頂板砂巖含水性較弱,故工作面一般情況涌水量較小,但在地質(zhì)構(gòu)造帶附近,涌水量相對增大一些。二、支護變更原因以往5#煤巷道支護為11#工字鋼棚,棚距為1米。由于一方面在回采過程中,支架變形嚴(yán)重,嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。另一方面巷道支護成本較大。為此,特編制錨桿、索、網(wǎng)聯(lián)合支護初步設(shè)計,將巷道被動支護方式改為主動支護方式。三、支護設(shè)計A、巷道初次耦合支護參數(shù)  在計算巷道支護參數(shù)時,應(yīng)首先考慮巷道圍巖與支護材料的耦合。在支護體與圍巖耦合的情況下,再進行巷道支護參數(shù)的確定。 1、靜壓巷道: 1)、錨桿長

11、度確定。  錨桿長度可按公式確定Lb=lb1+lb2+lb3 式中:Lb錨桿長度,m;  lb1錨桿外露長度,m(一般取0.1m0.15m);lb2錨桿有效長度,m;  lb3錨桿錨固長度,m(一般取0.3m0.4m);其中,錨桿有效長度(lb2)的確定方法如下: a、頂lb2=Lp-b/2=3-2.8/2=1.6mb、幫lb2=Lp-a/2 =3-2=1m 則靜壓巷道錨桿長度為:頂部Lb=0.15+0.3+1.6=2.05m,取2.1米。幫部Lb=0.15+0.3+1=1.45m,取1.6米。式中:a巷道寬度,按回采工作面最寬巷道設(shè)

12、計,取4.5m;  b矩形巷道高度,取2.8m; Lp塑性軟化區(qū)范圍,m。 Lp的經(jīng)驗值:當(dāng)采深200m時,Lp=02m;當(dāng)采深在200400m之間時,Lp=25m;當(dāng)采深400m時,Lp=58m。本設(shè)計中按采深200-400m取3m為便于施工,頂幫錨桿均取2.1米的普通螺紋鋼錨桿。2)、錨桿直徑的確定:錨桿直徑d可按下式計算:=2.05/110=0.0186m,取頂幫錨桿直徑均取20mm。3)、樹脂藥卷選?。喉攷湾^桿都按加長錨固設(shè)計,選用藥卷都為一卷k2335,一卷z2360。4)、錨固長度:L0=LR12/(R2-R22)=(600+350)*11.52/(1

13、42-102)=1308mmL-樹脂藥卷長度,mm L0-錨固長度,mmR-鉆孔半徑,14mm R1-樹脂藥卷半徑,11.5mmR2-錨桿半徑,10mm5)、巷道錨桿間排距確定。( 錨桿按等距排列)根據(jù)每根錨桿所承擔(dān)的荷載,由下式確定錨桿的間排距。  Sb= b / p 1/2  式中:  Sb等距排列時的錨桿間排距,m; b單根錨桿的極限破斷力;靜壓巷道按普通螺紋鋼錨桿設(shè)置,錨桿的極限破斷力170 KN與錨桿抗拔力設(shè)計值70 KN比較,結(jié)果取小值:取70KN p巷道各部位支護荷載,KN/m2;其中  p

14、sr=kW / Lr =2*36.6/4=18.3KN/m2a、S頂= b / psr1/2=(70/18.3)1/2=1.9mpsw=kW  /LW  =2*49/2.8=35KN/m2b、S幫= b / psw1/2=(70/35)1/2=1.4m式中:  k支護安全系數(shù)(k取值范圍為1.052.0) Psr巷道頂板支護荷載,KN/m2; Psw巷道幫部支護荷載,KN/m2;  Lr巷道頂板承載長度(巷道形狀不同,其取值不同),m其中:矩形巷道:Lr=

15、a   a巷道寬度,m;  W1頂板荷載計算范圍內(nèi)巖體質(zhì)量(根據(jù)巷道形狀、類型不同的差異,取值不一樣),KN,其中  靜壓矩形巷道: W=Lp- b/22*r*10=1.6*1.6*1.43*10=36.6KN Lp塑性區(qū)范圍,m;  計算范圍內(nèi)上覆巖層平均體積質(zhì)量,KN/m3;  Lw巷道幫部承載長度(巷道形狀不同,其取值不同),m,其中:矩形巷道Lw=b;W 幫部荷載計算范圍內(nèi)巖體質(zhì)量(巷道形狀不同,其取值不同) , KN,其中靜壓矩形巷道:W=0.25(Lp+b/2)2 sin2 

16、; =0.25*1.43*(3+1.4)2*10*sin45= 49KN錨桿間排距雖計算得出1.9m與1.4m,但采區(qū)內(nèi)斷層較多,煤巖層裂隙比較發(fā)育,錨桿支護形不成加固拱,預(yù)計支護效果不太好。故頂幫錨桿間排距均變更為 0.9米。6)、三徑匹配三徑合理匹配值:鉆孔直徑與錨桿桿體直徑之差應(yīng)為410mm,鉆孔直徑與樹脂藥卷直徑之差應(yīng)為35。錨桿桿體直徑取20mm,故鉆孔直徑應(yīng)為28mm,樹脂藥卷直徑為23mm。(7)、預(yù)緊力矩的確定:錨桿預(yù)緊力矩不小于120N·M.(8)、頂錨桿錨固力不小于70KN。(9)、托板、螺母、墊圈的選擇:托板選用鋼托板,螺母選用壓片式螺母。2、動壓巷道

17、:1)、錨桿長度確定。  錨桿長度可按公式確定Lb=lb1+lb2+lb3 =0.1+2.06+0.3=2.46米,取2.5米。式中:Lb錨桿長度,m;  lb1錨桿外露長度,m(一般取0.1m0.15m);lb2錨桿有效長度,m;  lb3錨桿錨固長度,m(一般取0.3m0.4m);其中,錨桿有效長度(lb2)的確定方法如下: 動壓巷道:lb2= 0.5a k1Psr /1   =0.5*4.5*4*343/=3.09/1.5=2.06米式中:a巷道寬度,按回采工作面最寬巷道設(shè)計,取4.5m;  b矩形

18、巷道高度,取2.8m; k1 抗拉安全系數(shù)(一般取35); 1各巖層平均抗拉強度,按煤的抗拉強度選取,煤一般為2-5MPa,考慮到煤層內(nèi)斷層裂隙比較發(fā)育,取1.5 Psr動壓軟巖巷道頂板支護荷載,KN/m Lp塑性軟化區(qū)范圍,m。 Lp的經(jīng)驗值:當(dāng)采深200m時,Lp=02m;當(dāng)采深在200400m之間時,Lp=25m;當(dāng)采深400m時,Lp=58m。本設(shè)計中按采深200-400m取3m2)、錨桿直徑的確定:錨桿直徑d可按下式計算:=2.46/110=0.022m,取22mm。3)、樹脂藥卷的選擇:頂幫錨桿都按加長錨固設(shè)計,選用藥卷都為一卷k2

19、335,一卷z23604)、錨固長度:L0=LR12/(R2-R22)=(1200+350)*11.52/(142-112)=1675mmL-樹脂藥卷長度,mm L0-錨固長度,mmR-鉆孔半徑,14mm R1-樹脂藥卷半徑,11.5mmR2-錨桿半徑,11mm5)、巷道錨桿間排距確定。( 錨桿按等距排列)根據(jù)每根錨桿所承擔(dān)的荷載,由下式確定錨桿的間排距。  Sb= b / p 1/2  Sb頂= b / psr1/2 =(250/361)1/2=0.83米Sb幫= b / psw 1/2

20、60;=(250/504)1/2=0.7米式中:  Sb等距排列時的錨桿間排距,m; b單根錨桿的極限破斷力,按高強度錨桿計算,取250KN;按錨固能力計算:Fmax=0.4*3.14*dL0(t)=0.4*3.14*1675*22*10=463KN;兩者比較取小值,取250KN. p巷道各部位支護荷載,KN/m2;其中  psr=kW / Lr =2*812/4.5=361kNpsw=kW  /LW  =2*705/2.8=504kN式中:  k支護安全系數(shù)(k取值范圍為1.052.

21、0) Psr巷道頂板支護荷載,KN/m2; Psw巷道幫部支護荷載,KN/m2;  Lr巷道頂板承載長度(巷道形狀不同,其取值不同),m其中:矩形巷道:Lr=a =4.5m  a巷道寬度,m;  W1頂板荷載計算范圍內(nèi)巖體質(zhì)量(根據(jù)巷道形狀、類型不同的差異,取值不一樣),KN,其中  動壓巷道:  矩形巷道: W=amz =4.5 *12*1.43*10=812KN Lp塑性區(qū)范圍,m;  計算范圍內(nèi)上覆巖層平均體積質(zhì)量,按煤選取,1.43KN/m3; m

22、z動壓巷道上區(qū)段采場直接厚度(頂煤與直接頂厚度和),取12m;  Lw巷道幫部承載長度(巷道形狀不同,其取值不同),m,其中:矩形巷道Lw=b;W 幫部荷載計算范圍內(nèi)巖體質(zhì)量(巷道形狀不同,其取值不同) , KN,=(45º-/2)=22.5º-煤的內(nèi)摩擦角(度);=arctan(f)=45º;f-煤的堅固性系數(shù),取1(t)-金屬桿體與錨固劑的粘結(jié)強度,取10N/mm2動壓巷道: 矩形巷道:W=0.5(b+mz) 2tan =0.5*(2.8+12.63)2*1.43*tan22.5*10=705KN為便于施工,動壓巷道頂幫

23、錨桿間排距都按0.7米布置。6)、三徑匹配三徑合理匹配值:鉆孔直徑與錨桿桿體直徑之差應(yīng)為410mm,鉆孔直徑與樹脂藥卷直徑之差應(yīng)為35。錨桿桿體直徑取22mm,故鉆孔直徑應(yīng)為28mm,樹脂藥卷直徑為23mm。(7)、預(yù)緊力矩的確定:錨桿預(yù)緊力矩不小于120N·M。(8)、頂錨桿錨固力不小于250KN。(9)、托板、螺母、墊圈的選擇:托板選用10mm厚的預(yù)應(yīng)力托盤,螺母選用壓片式螺母。b、巷道二次耦合支護(1)、巷道二次耦合支護參數(shù)  二次耦合支護是在關(guān)鍵部位出現(xiàn)時的最佳支護時間對關(guān)鍵部位進行錨索加強支護。錨索支護的主要作用:一是在關(guān)鍵部位實施加強支護,實現(xiàn)支護體結(jié)構(gòu)上的耦合

24、;二是通過施加預(yù)應(yīng)力,增加錨固巖層的整體性;三是在錨桿支護失穩(wěn)狀態(tài)下,錨索能夠懸吊冒落拱中巖石的質(zhì)量,增加支護的安全性。  1)、錨索支護耦合支護設(shè)計原則。 錨索長度原則。  錨索長度取決于巷道頂板巖性、巖體結(jié)構(gòu)和巷道工程尺寸。堅硬頂板巖層高度小于3倍巷道寬度時,錨索長度取決于堅硬巖層位臵,錨索錨固段要設(shè)計在堅硬巖層內(nèi)11.5m;當(dāng)堅硬巖層高度大于3倍巷道寬度時,其長度按3倍寬度設(shè)計。同時,要充分注意錨固段的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工質(zhì)量,重點考慮深部圍巖強度和巷道淺部支護體間的相互耦合作用。  錨索強度原則。  錨索承載強度取決于錨索根數(shù)和錨索間排距,其

25、設(shè)計總荷載按巷道頂板塑性軟化區(qū)范圍的巖石質(zhì)量乘以安全系數(shù)來計算。  耦合作用設(shè)計原則。  錨索和錨桿支護達不到耦合作用狀態(tài),將會出現(xiàn)惡性事故。在迎頭工作面施作錨索支護,預(yù)應(yīng)力值應(yīng)適當(dāng)小一些,為錨桿設(shè)計值的0.81.0倍;在掘進機后實施錨索支護時,預(yù)應(yīng)力水平應(yīng)為錨桿設(shè)計荷載值的1.01.3倍比較適宜。  關(guān)鍵部位原則。  錨索設(shè)計在頂板的力學(xué)關(guān)鍵部位效果最好,錨索要盡量設(shè)計在頂板的關(guān)鍵部位。 反饋設(shè)計原則。  現(xiàn)場地質(zhì)條件復(fù)雜多變,要加強錨索支護的檢測,及時反饋分析、修正和完善設(shè)計,這樣就及時彌補了理論和實踐存在的缺憾。2)、錨索支護參

26、數(shù)的確定。根據(jù)錨索支護設(shè)計原則,錨索支護應(yīng)在關(guān)鍵部位出現(xiàn)的最佳支護時間對關(guān)鍵部位進行加強支護。  錨索長度確定。  La=La1+La2+La3 =0.3+1+式中:  La1錨索外露長度(一般取0.3m); La2錨索有效長度,m;  La3錨索錨固長度(一般取1.02.0m)  對于靜壓軟巖巷道,錨索有效長度的確定方法為:在錨桿失效的情況下,其潛在的冒落高度為1.5倍巷道寬度;同時為保證巷道的穩(wěn)定性,錨索應(yīng)保證錨固到穩(wěn)定巖層內(nèi),則有效長度為:  La2=Max 1.5a,hi  =Max 1.5*4.

27、5,3.63+7.2  =10.83米a巷道寬度,m;  hi穩(wěn)定巖層下各層厚度,m; i穩(wěn)定巖層下巖層層數(shù)。  對于動壓巷道,錨索有效長度確定方法為:La2=Max 3a,hi  =Max 3*4.5,3.63+7.2=13.5米當(dāng)La2 中,a3時錨索有效長度確定方法為:La2=3a =13.5米 此時不需要加長錨索尋找堅硬頂板巖層,只要充分注意錨固段的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工質(zhì)量,重點考慮深部圍巖強度和巷道淺部支護體之間的相互耦合作用即可。故靜壓巷道La=0.3+10.83+1=12.13米動壓巷道La=0.3+13.5+1=1

28、4.8米考慮到巖層較軟,長度12.13米與14.8米在施工過程中,錨索孔易塌孔,無法施工,考慮到5#煤層中含有多層夾石。因此將錨索長度降為9米,但為保證錨固的可靠性,可采取如下措施:(1)、增加兩卷m2360樹脂藥卷(原藥卷數(shù)量為一卷k2335,兩卷z2360)。(2)、改變錨索布置角度錨索由原來的垂直頂板布置改為采用錨索衍架式,將錨索錨固段布置在巷幫內(nèi),水平投影長度0.8米,錨索與豎直線夾角70-80度。托板采用長2.4米的11#工字鋼,每根設(shè)置兩根錨索,呈八字形布置。(3)、增加錨索直徑,增大錨固表面積。將原來15.24mm的直徑變?yōu)?8.4mm。錨固長度:L0=LR12/(R2-R22)

29、=(2400+350)*11.52/(142-9.22)=3265mmL-樹脂藥卷長度,mm L0-錨固長度,mmR-鉆孔半徑,14mm R1-樹脂藥卷半徑,11.5mmR2-錨索半徑,9.2mm(4)、改變錨索頭結(jié)構(gòu),錨索頭部通過電焊增加凸起物,增加摩擦系數(shù)。錨索排距確定錨索間排距根據(jù)錨桿失效時,錨索所承擔(dān)的巖層質(zhì)量確定。每排布置一根錨索,則其排距為:  Sa=   3a  / 4a2k  =3*260/4*4.5*4.5*1.43*10*3=2.24米式中:  a巷道寬度,m;  0上覆巖層平均體積質(zhì)

30、量,KN/m3;  a 單根錨索的極限破斷力(通常所使用的15.24mm錨索2=260KN); k安全系數(shù),取3因此,動壓巷道選取直徑18.4mm、長度9米的錨索,動壓巷道藥卷為5卷,一卷k2335,兩卷z2360,兩卷m2360;靜壓巷道錨索選取直徑15.24mm,長度9米的錨索,藥卷為一卷k2335,兩卷z2360。采用衍架式布置,靜壓巷道與動壓回順巷道每排兩根,動壓運順巷道每排3根。動壓巷道排距2.1米,靜壓巷道排距2.69米。靜壓巷道與回順錨索托板采用長3.2米的11#工字鋼,運順錨索托盤采用長3.9米的工字鋼。耦合參數(shù)的確定。  為使錨索支護和

31、錨桿支護達到相互耦合的效果,注意各時空條件下預(yù)應(yīng)力參數(shù)的變化至關(guān)重要。在迎頭工作面作錨索支護,預(yù)應(yīng)力值應(yīng)適當(dāng)小一些,是錨桿設(shè)計值的0.81.0;掘進機后實施錨索支護時,預(yù)應(yīng)力水平應(yīng)是錨桿設(shè)計荷載的1.01.3倍合適。C、金屬網(wǎng)的選擇選擇絲徑4mm,網(wǎng)孔50*50mm的菱形金屬網(wǎng)。網(wǎng)片規(guī)格為5m*1.2m。D、架設(shè)鋼筋梯。鋼筋梯采用16mm的螺紋鋼制作。四、錨桿、網(wǎng)、索支護特點在錨桿支護提高圍巖強度的基礎(chǔ)上,通過錨網(wǎng)圍巖耦合效應(yīng),可以最大限度地發(fā)揮剛性錨桿的支護能力;   采用剛度較高的金屬網(wǎng)及復(fù)合托盤,實現(xiàn)錨桿網(wǎng)托盤效應(yīng),能夠充分轉(zhuǎn)化圍巖中膨脹性塑性能并能最大限度地利用圍巖

32、的自承能力,從而使支護體與圍巖變形相互協(xié)調(diào);   在最佳支護時間施加關(guān)鍵部位錨索支護,實現(xiàn)錨索預(yù)應(yīng)力耦合效應(yīng),能夠最大限度的調(diào)動巷道深部圍巖的強度,從而達到了對巷道淺部圍巖的支護效果。   錨、網(wǎng)、索支護巷道圍巖實現(xiàn)耦合力學(xué)效應(yīng)的標(biāo)志是高應(yīng)力轉(zhuǎn)化效應(yīng),即巷道圍巖高應(yīng)力區(qū)向低應(yīng)力區(qū)轉(zhuǎn)移,達到支護體受力與圍巖變形的均勻化。在軟巖巷道施行錨、網(wǎng)、索耦合支護有如下的優(yōu)點:  (1) 使巷道變形量明顯減少 。(2)能有效控制軟巖巷道圍巖變形。 (3)提高了生產(chǎn)效率,降低了工人勞動強度。  (4)同過現(xiàn)場工程的實踐表

33、明,耦合支護技術(shù)控制了極軟巖巷道的強烈變形、保持了巷道穩(wěn)定,五、特殊地點支護設(shè)計1、巷道開口交叉點支護設(shè)計在巷道開口前,對交叉點支護進行補強,原靜壓巷道錨桿間排距為0.9*0.9,錨桿直徑為20mm,長2.1米。在交叉點再補設(shè)兩根長9米的錨索。2、切眼支護設(shè)計切眼斷面為矩形,寬*高為7米*2.8米。錨桿選用直徑22mm,長度2.5m的高強度螺紋鋼錨桿,間排距為0.6*0.6m。藥卷采用兩卷藥卷,一卷k2335,一卷z2360,加長錨固。錨索采用直徑18.4mm、長度9m的鋼絞線,藥卷選用一卷k2335,兩卷z2360,兩卷m2360。采用組合衍架式布置,每排三根,排距2米,兩幫錨索以70-80

34、度(與豎直線夾角)斜布置在煤幫壁內(nèi),在煤幫內(nèi)的水平投影長度不小于0.8米,中間的錨索垂直頂板布置,托板采用整體的11#工字鋼,長5米,每根打三個孔。金屬網(wǎng)采用絲徑4mm,網(wǎng)孔直徑50*50mm的菱形網(wǎng),規(guī)格為5米*1.2米。另在距一幫3米處布置一排木點柱(或單體液壓柱),柱距5米。木柱直徑不小于20mm。六、錨桿(索)支護施工1、錨桿支護施工的一般要求(1)、巷道寬度的控制巷道寬度是影響巷道穩(wěn)定性與確定支護參數(shù)的主要因素。施工時要嚴(yán)格按設(shè)計要求控制巷道寬度。巷道寬度不得超寬200mm。如因某種原因造成施工斷面超寬、超高大于500mm時,必須變更支護設(shè)計,采用補打錨桿(錨索)可支撐式支護進行加固

35、。當(dāng)巷道超寬大于200mm時,應(yīng)采取加強措施,如增打錨桿等。一般情況下,超寬在200400mm時,增加1根錨桿,超寬大于400mm時,增2根錨桿。(2)、臨時支護施工中嚴(yán)禁空頂作業(yè)。臨時支護必須符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定,緊跟工作面,在堅硬完整頂板巷道中,無需進行臨時支護時,必須制定相應(yīng)的安全措施,并在作業(yè)規(guī)程中規(guī)定出最大空頂距離。(3)、錨桿孔施工應(yīng)遵守的規(guī)定a、鉆孔前,應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求確定孔位,并做出標(biāo)記。b、錨桿孔間距誤差不應(yīng)超過100mm。c、錨桿孔軸向偏差應(yīng)控制在5°之內(nèi)。d、錨桿孔深不應(yīng)小于桿體有效長度,且不宜大于桿體有效長度30mm。e、錨桿端部必須推至孔底,尾端外露長度不應(yīng)大于5

36、0mm。f、錨桿孔位、孔深與角度應(yīng)符合設(shè)計要求。g、錨桿孔內(nèi)煤巖粉應(yīng)吹洗干凈。(4)、錨桿支護施工的安全規(guī)定a、煤巷錨桿支護作業(yè)必須嚴(yán)格按掘進工作面規(guī)程的有關(guān)規(guī)定進行施工。b、特殊地點采用特殊支護及加強支護措施時,其支護范圍應(yīng)延伸至巷道正常段起點以外510m。c、對于斷層破碎帶,煤層松軟區(qū)、地質(zhì)構(gòu)造變化帶,地應(yīng)力異常區(qū),動壓影響區(qū)等圍巖支護條件復(fù)雜區(qū)域,必須采取加密錨桿,全長錨固、錨索錨固,點控及架棚等強化支護措施。d、在錨桿支護作業(yè)時,如遇放煤炮,頂?shù)装寮皟蓭鸵平匡@著增加,底板出現(xiàn)較大底鼓,頂板出現(xiàn)淋水或淋水加大,圍巖層(節(jié))理發(fā)育,突發(fā)性片幫掉渣,巷道不易成型,鉆眼速度異常等情況,應(yīng)立即

37、停止作業(yè),采取加強支護措施后方可繼續(xù)作業(yè)。e、任何煤巷作業(yè)地點,不得使用作為永久支護的錨桿、錨索等起吊設(shè)備或重物。f、錨桿支護作業(yè)場所距工作面200m以內(nèi),必須備有510架備用棚及相應(yīng)的復(fù)合支護材料,以備改變支護方式和搶險之需。g、對錨桿巷道應(yīng)進行定期檢查。對頂板、煤幫失效后錨桿應(yīng)及時補打,對板動后螺母應(yīng)及時緊固。2、樹脂錨桿支護施工(1)、樹脂錨桿施工的一般規(guī)定樹脂錨固劑儲存和使用應(yīng)遵守的規(guī)定a、樹脂錨固劑應(yīng)在425°的避光防火倉庫中儲存。b、錨桿安裝前,應(yīng)檢查樹脂性狀。嚴(yán)禁使用過期、硬結(jié)、破裂變質(zhì)失效的錨固劑。c、井下存放、運輸樹脂錨固劑應(yīng)避免受壓、受折、受熱,已破碎或廢棄的樹脂

38、錨固劑要挖坑掩埋或采用妥善處理,嚴(yán)禁混入出煤系統(tǒng)。d、樹脂錨固劑中的固化劑有腐蝕性,施工人員的皮膚應(yīng)避免直接接觸速凝劑與樹脂膠泥。在操作中如不慎接觸,要立即用清水沖洗。e、嚴(yán)禁樹脂卷接觸明火。f、攪拌樹脂錨固劑時,必須嚴(yán)格按以下標(biāo)準(zhǔn)掌握攪拌時間和等待時間。、超快速(CK-A),攪拌時間1520s,等待時間1015s。、超快速(CK-B),攪拌時間2025s,等待時間1015s。、樹脂錨桿必須至少使用一卷大于等于350mm長CK型錨固劑。g、安裝樹脂錨桿時,必須嚴(yán)格按設(shè)計要求的順序和數(shù)量在錨孔中放置錨固劑。、安裝樹脂錨桿應(yīng)遵守的規(guī)定a、宜采用快速安裝工藝,即攪拌樹脂藥卷、上托擰螺母一次完成。b、

39、宜用錨桿鉆機作為安裝機具。c、螺母的擰緊力矩,M16、M18螺紋不應(yīng)小于100N·M,M20及以上規(guī)格螺紋,不應(yīng)小于140N·M。d、錨桿尾端的托板應(yīng)貼緊或巖石,未接觸部位必須楔緊墊實。、鋪網(wǎng)應(yīng)遵守的規(guī)定a、兩網(wǎng)搭接長度不應(yīng)小于設(shè)計要求,并按規(guī)定連接。b、鋪網(wǎng)時必須拉緊,緊貼巖石,使網(wǎng)具有一定的預(yù)拉力。(2)、樹脂錨桿的安裝a、裝藥卷:裝藥卷之前應(yīng)先檢查錨桿孔的質(zhì)量(深度與角度),錨桿構(gòu)件是否齊全,桿尾是否已涂防銹絲扣脂以及待裝藥卷是否轉(zhuǎn)化,過期或損壞等。按設(shè)計要求的樹脂藥卷,型號及數(shù)量,依次裝入孔內(nèi)。b、插入錨桿桿體:錨桿桿體套上托板及帶上螺母,桿尾通過連接套與錨桿機頭連

40、接,桿體端頭插入已裝好的樹脂藥卷的巖孔內(nèi),升起錨桿機并利用錨桿桿體將孔口處的藥卷推送至孔內(nèi),使藥卷接觸到巖孔孔底為止,然后開始轉(zhuǎn)動錨桿機攪拌藥卷。c、攪拌藥卷:嚴(yán)格控制攪拌藥卷的時間為(20±5)s,同時要求藥卷的攪拌過程連續(xù)進行,中途不得間斷。d、安裝托板及螺母:藥卷的攪拌作業(yè)完成的同時,托板應(yīng)壓緊托住頂板,螺母也被擰緊。e、對錨桿施加預(yù)緊力:利用板手,對頂錨及幫錨施加預(yù)緊力,錨桿預(yù)緊力扭矩為150N·M。3、錨索安裝工藝a、采用普通單體錨桿機配中空六面接長式鉆桿和27mm雙翼鉆頭濕式打眼。為保證孔深準(zhǔn)確,可在起始鉆桿上用白色或黃色油漆標(biāo)出終孔位置。b、插入樹脂藥卷前應(yīng)檢

41、查其質(zhì)量,并注意快凝藥卷在上,緩凝藥卷在下。c、用棉絲將錨索錨固段的水,煤屑等擦干凈,用塑料封箱膠帶將樹脂藥卷與錨索粘結(jié)定位。d、錨索下端裝上專用攪拌驅(qū)動器,工人配合用錨索頂住錨固劑量緩緩送入鉆孔(注意不能反復(fù)抽拉錨索),確保錨固劑全部送到孔底。e、將專用攪拌驅(qū)動器尾部六面頭插入錨桿機上。f、一人挾住機頭,一人操作錨桿機,邊推進邊攪拌,前半程用慢速轉(zhuǎn),后半程用快速旋轉(zhuǎn),攪拌時間控制在2030s。g、停止攪拌,但繼續(xù)保持錨桿機的推力約3min,然后縮下錨桿機,并移開打下一個錨索孔。h、10min后,先卸下專用攪拌驅(qū)動器,裝上托梁、托盤、錨梁,并將其托至緊貼頂板的位置。i、工人一起將張拉千斤頂套在

42、錨索上并用手托住。j、開泵進行張拉,并注意觀察壓力表讀數(shù),達到設(shè)計預(yù)緊力千斤頂行程結(jié)束時,迅速換向回程。k、卸下張拉千斤頂(注意用手接住避免墜落)。l、用液壓切割器載下錨索外露部分。4、技術(shù)要求a、錨索孔深誤差控制在±30mm。b、錨索外露長度控制在(200±20)mm。c、錨索攪拌樹脂藥卷過程中不能停頓,要一氣呵成,絕對不能反復(fù)攪拌。d、攪拌樹脂藥卷后1015min張拉錨索,張拉預(yù)緊力控制在50100KN。e、錨索安裝48h后,如發(fā)現(xiàn)預(yù)緊力下降,必須及時補打。f、錨索錨固力應(yīng)不低于200KN。g、張拉時發(fā)現(xiàn)不合格的錨索,必須立即在其附近補打合格的錨索,或者用張拉器將不合格

43、的錨索拔出,然后用鉆面將原來的鉆孔清一遍,重新安裝。五、頂板離層的監(jiān)測1、頂板離層儀一般安設(shè)在巷寬中部,深基點固定在錨桿上方穩(wěn)定巖層內(nèi)300mm,無穩(wěn)定巖層時,一般固定在頂板以上8m處,淺基點固定在錨桿端部位置。2、頂板離層監(jiān)測頻度可根據(jù)是否在掘進或回采期加以確定,在掘進或回采期間,一般1次/天,其他期間,一般每月1次。3、頂板離層儀安設(shè)數(shù)量根據(jù)巷寬及圍巖類別確定。一般為100米安設(shè)一個,由于本設(shè)計為初始設(shè)計,為加強頂板離層觀測,可50m安設(shè)一個。在地質(zhì)構(gòu)造帶或巷道交叉點應(yīng)適當(dāng)增加安設(shè)數(shù)量。4、當(dāng)頂板離層達到離層界限值,應(yīng)采取相應(yīng)措施,當(dāng)錨桿錨固范圍內(nèi)離層時,可采取加大支護密度或提高錨桿的抗拔力的措施;當(dāng)錨固范圍之外離層時,可增加錨桿長度或安設(shè)錨索,或采用金屬支架以加強支護。六、特殊措施為確保巷道支護的安全,在錨桿、索、網(wǎng)支護的基礎(chǔ)上,臨時架設(shè)11#工字鋼棚,棚距5米,在頂板離層觀測連續(xù)3個月內(nèi),離層數(shù)值在允許范圍內(nèi),可拆除工字鋼棚,如離層數(shù)值超過允許值,須改變支護設(shè)計。七、安全技術(shù)措施1、嚴(yán)禁空頂作業(yè),頂、幫錨桿和頂板錨索必須緊跟迎頭安裝,不允許有任何滯后。特別是頂板錨索

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