復(fù)合頂板下巷道的錨桿支護技術(shù)的實踐

1、復(fù)合頂板下巷道的錨桿支護技術(shù)的實踐論文導(dǎo)讀：煤巷沿頂板掘進時常遇到復(fù)合頂板，所謂復(fù)合頂板是指在煤層頂板由多層巖層和煤線間隔復(fù)合而成，層間粘結(jié)力弱，暴露易發(fā)生離層，支護不良時還可能發(fā)生大面積垮落事故。但大量的實踐又證明，選用單一的、一成不變的支護設(shè)計方案，是不符合復(fù)合頂?shù)膹?fù)雜性和多變性支護要求的，只有因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場的復(fù)合頂板的狀況，采用不同參數(shù)的錨桿支護設(shè)計方案，石橋煤礦在10402綜采工作面回風(fēng)巷、運輸巷采用錨桿支護參數(shù)動態(tài)變化試驗研究，并取得了成功。關(guān)鍵詞：復(fù)合頂板，錨桿錨索，支護設(shè)計 0. 概述煤巷沿頂板掘進時常遇到復(fù)合頂板，所謂復(fù)合頂板是指在煤層頂板由多層巖層和煤線間隔復(fù)合

2、而成，層間粘結(jié)力弱，暴露易發(fā)生離層，支護不良時還可能發(fā)生大面積垮落事故。過去石橋煤礦在復(fù)合頂板下掘巷時，支護方式常采用的是工字鋼架棚支護，由于架棚支護是一種被動支護，易造成巷道兩幫及頂?shù)装逡平看?，支架損壞嚴重，造成前掘后修的現(xiàn)象，嚴重影響安全生產(chǎn)。為解決這一施工難題，在現(xiàn)階段的技術(shù)條件下，復(fù)合頂板支護方式很多，錨桿支護以其良好的優(yōu)越性排在所有支護方案的前列。但大量的實踐又證明，選用單一的、一成不變的支護設(shè)計方案，是不符合復(fù)合頂?shù)膹?fù)雜性和多變性支護要求的，只有因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場的復(fù)合頂板的狀況，采用不同參數(shù)的錨桿支護設(shè)計方案，石橋煤礦在10402綜采工作面回風(fēng)巷、運輸巷采用錨桿支護參數(shù)動態(tài)變化

3、試驗研究，并取得了成功。1.支護原理錨桿設(shè)計采用組合拱理論，錨索設(shè)計采用懸吊補強理論。錨桿形成承載基礎(chǔ)，既然錨桿支護無法阻止深層巖體的松動，那么也無需特別提高頂板支護體強度，只需把錨桿的延展性、高抗拉強度、抗剪強度的優(yōu)越性發(fā)揮出來。錨桿錨固厚度小，錨固體擴容變形量相對較小，擴容應(yīng)力也較小，利用全長錨固等強螺紋鋼錨桿支護，可滿足復(fù)合頂板底層錨固體的擴容變形和擴容應(yīng)力，形成初期支護階段的頂板擠壓加固拱平衡狀態(tài)。錨索形成穩(wěn)定承載體，利用鋼絞線錨索預(yù)應(yīng)力對巖體擠壓加固作用，使錨索與錨桿支護相互促進、相互補強。錨索有很好的延展性和抗拉強度，使錨索形成的錨固巖體在巷道頂板中部形成一條強度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的承載

4、體。錨索錨固點處在松動圈之外，增加了頂板承載體的穩(wěn)定性。錨索布置在兩排錨桿之間，增加了支護的密度，錨索的高延展性、高強度，進一步提高了承載體的強度、塑性和抗彎曲破壞能力，提高了承載體的自穩(wěn)能力。2.支護設(shè)計巷道初始設(shè)計采用工程類比法與理論計算相結(jié)合的方法，在組織施工過程中，靈活運用支護參數(shù)動態(tài)設(shè)計法，對初始設(shè)計予以修正。根據(jù)要設(shè)計巷道的地質(zhì)條件，通過類比相似地質(zhì)條件的巷道支護設(shè)計，得出支護方案。根據(jù)頂板復(fù)合層的厚度來確定頂板冒落拱的高度，采用理論公式進行驗算。頂板巖層結(jié)構(gòu)探測與支護后頂板變形監(jiān)測和穩(wěn)定性預(yù)測技術(shù)，采用打錨索孔或地質(zhì)探測孔的方法探測頂板的巖層結(jié)構(gòu)，根據(jù)探測結(jié)果，優(yōu)化、調(diào)整支護參數(shù)

5、。隨著掘進面的推進，動態(tài)監(jiān)測頂板的巖層變化趨勢，根據(jù)探測的結(jié)果及時發(fā)現(xiàn)隱患并修改和調(diào)整待掘進區(qū)域設(shè)計。消除對圍巖條件變化反應(yīng)滯后的現(xiàn)象，對每個區(qū)域都能根據(jù)最新的實時反饋信息，得到符合實際的錨桿支護參數(shù)。21 設(shè)計內(nèi)容錨桿、錨索間排距及長度支護材料選擇。22 設(shè)計錨桿支護參數(shù)初始設(shè)計；現(xiàn)場施工組織；頂板巖層結(jié)構(gòu)的動態(tài)探測； 支護效果監(jiān)測；參數(shù)修改，完善錨桿支護設(shè)計。23 觀測內(nèi)容頂板離層儀內(nèi)外離層、巷道表面位移、頂板鉆孔窺探儀觀測24 支護參數(shù)優(yōu)化根據(jù)礦壓信息，不斷修正設(shè)計，循環(huán)往復(fù)最后達到參數(shù)的最優(yōu)化。同時對支護后的巷道頂板進行變形監(jiān)測，預(yù)測頂板危險區(qū)域，采取控制措施，消除安全隱患。25 煤壁

6、管理在巷道施工過程中，上幫高達4.0m，容易片幫，導(dǎo)致幫部在沒有來得及支護之前，煤就已經(jīng)塌幫。針對巷道施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)掉渣空肩現(xiàn)象，采用全封閉支護；由原來常規(guī)間排距800mm×800mm改為600mm×600mm。由于煤比較松軟，普通的鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格較大，煤容易外漏，在鋼筋網(wǎng)內(nèi)充填背板笆片，能更好地防止煤壁片幫。在錨桿托盤下加一層木墊板，能起到讓壓作用，增加彈性，不以致于幫部一來壓，減少托盤螺冒崩掉現(xiàn)象。3. 應(yīng)用舉例31 試驗巷道地質(zhì)情況石橋煤礦10402機巷，以M4煤層集中運輸巷Jk點向前為中，方位N360°跟M4煤層上分層頂板施工平距157m后，跟下分層頂板施

7、工。巷道全長380m，其中跟上分層頂板施工157m，跟下分層頂板施工223m。巷道圍巖特征：M4煤層上分層厚平均0.7m，煤層上部有12可見煤線，頂板為細砂巖，灰白色，中厚層狀，致密堅硬，F(xiàn)=68，厚715m，局部有一層灰質(zhì)泥巖或泥巖偽頂，厚0.10.2m，不穩(wěn)定易冒落。夾矸為深灰色泥巖，厚0.51.2m。 M4煤層煤厚平均3.26m。32 初始設(shè)計頂部采用18mmM201800mm型高強左旋無縱筋螺紋錨桿，錨桿間排距：800mm×900mm，每排5根呈矩形布置，配加3.6m長M型鋼帶、鋼笆網(wǎng)聯(lián)合支護，每根錨桿使用兩卷Z2350型樹脂錨固劑進行加長錨固。幫部采用WGSC20/20J

8、18mmL2000mm型玻璃鋼錨桿，配加型、鋼笆網(wǎng)聯(lián)合支護，800mm×900mm，幫部每排使用四根錨桿，每根錨桿使用兩卷Z2350型樹脂錨固劑。論文格式。網(wǎng)：6鋼筋焊接的方格網(wǎng)，規(guī)格為1000m×1000mm，網(wǎng)格：100mm×100mm，網(wǎng)間要壓茬連接。錨索選用15.24mm的高強度低松弛鋼絞線，錨索長度根據(jù)M4煤層夾矸厚度及上分層煤的厚度來確定，每根錨索使用3支Z2350型樹脂錨固劑，錨索托盤采用12號槽鋼加工成，長600mm，中間加焊100×100×10mm的鋼板，使用配套鎖具。論文格式。錨索間排距為1600mm×1600mm。33 理論驗算懸吊理論計算錨桿參數(shù)：a、錨桿長度計算：L=KH+L1+L2式中：L-錨桿長度，m；H-冒落拱高度，m；K-安全系數(shù)，取2；L1-錨桿錨入