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1、关于嘉乐泉煤矿1808工作面煤巷锚杆支护技术方案的探讨贾利观2012年3月关于嘉乐泉煤矿1808工作面煤巷锚杆支护技术方案的探讨一、地质及生产技术条件（下组煤1808工作面）1、地质条件1808工作面8#煤层赋存稳定，属石炭系太原组，煤层结构简单，含夹石23层，煤层结构0.38(0.06)3.72,煤层总厚4.10m，煤层倾角025平均9。顶板情况：老顶：细砂岩，厚1.8m，深灰色，含方解石脉云母片，钙质胶结；直接顶：L1灰岩，厚2.5m，深灰色，质纯，含黄铁矿方解石脉。直接底：砂质泥岩，厚3.5m，黑灰色，质均，含植物碎片；老底：细砂岩，厚3.2m，深灰色，无层理，含植物根化石。附煤层柱状图
2、。2、生产技术条件根据煤层赋存情况和生产安全所需确定巷道断面为矩形，运输顺槽与回风顺槽采用同一断面，掘进断面为6.72，净断面为6.72，掘进断面规格为宽高=2.82.4m。巷道施工采用钻眼光面爆破法掘进，耙斗机装煤，V型矿车与调度绞车运输。顶锚杆孔采用风动锚杆钻机（MQT120型）或凿岩机（7665MZ型）打眼钻孔，帮锚杆孔采用煤电钻（MSZ12型）钻眼，顶帮锚杆全部为树脂锚杆，工作面顶锚杆紧跟工作面，帮锚杆滞后一排。巷道掘进时严禁破坏直接顶。二、锚杆支护形式选择根据8煤层1807工作面的巷道进行观测，受采动影响时，工作面超前支撑压力影响范围为40米，压力值10.33MPa支撑压力峰值在工作
3、面前方15米左右，压力值14.99MPa，侧向支撑压力值距煤帮35米，两帮煤体挤压破坏值0.60.9米.锚固方式的选择（1）顶板完整,压力不大时,采用端锚支护,设计锚固力60KN,杆体选用圆钢或螺纹钢。（2）顶板较完整，压力较大时，采用全长锚杆支护。锚杆支护形式的选择：（1）顶锚杆支护形式的选择：当顶板完整，稳定性好，巷道压力不大时，采用单体锚杆支护，当顶板较完整，巷道压力不大时，采用衔架钢带锚杆联合支护。（2）巷道帮锚杆采用树脂锚杆支护。三、锚杆支护参数的选择本工作面8煤层无伪顶，直接顶为石灰岩，故锚杆主要起悬吊作用，采用自然平衡拱法作为锚杆支护参数设计的理论模型，如下图所示： 2a12a
4、b1 H 45+1、按普氏计算法计算侧压8煤顶板普氏系数f=8，8煤容重d=14.2kN/m，单向抗压强度0=80MPa(1)压力破坏角度Bc=arctg(d/100) =arctg(80/100)=38.7(2)自然平衡拱高 b1=a1/f=aHctg（45Bc/2）/f=2.8/2+2.4ctg(4538.7/2)/8=0.32m（3）侧压上部侧压：Pa =db1tg2（45Bc/2）=14.20.32tg2（4538.7/2）=1.05kN/下部侧压：Pa= d（b1H）tg2（45Bc/2）=14.2(0.322.4)tg2（4538.7/2）=8.91 kN/总侧压：Pa=0.5d
5、H (2 b1H) tg2（45Bc/2）=0.514.22.4(20.322.4)tg2（4538.7/2）=11.94 kN/Pa的作用点相对于巷道底板的标高：X =(3b1H)/（2 b1H）=（30.322.4）/(20.322.4)=0.88m2、顶锚杆参数的计算(1)顶锚杆长度的确定按悬吊作用计算锚杆长度为锚杆总长度.L=L1Kb1L3式中：L1锚杆在巷道中的外露长度取0.1mK安全系数取2b1自然平衡拱高L3锚杆锚入稳定岩层的深度，取0.3m得L=0.120.32+0.3=1.04m。取L=1.8 m。(2)顶锚杆直径的确定按杆体的抗拉强度等于锚杆设计锚固力的原则确定P拉=Q固=
6、d2拉 得d=式中： Q固锚杆设计锚固力 Q固=60KN拉 锚杆设计抗拉强度 螺纹2400Mpad=0.0178m取d=20mm。（3）顶锚杆间排距的确定锚杆间距要保证其约束强度尽可能均匀分布，考虑围岩的完整性与作用角，锚杆间距应不大于锚杆长度一半。锚杆间距aL/2=1.8/2=0.9m,取0.8m每排锚杆（间距）根数2.80.8=3.5 取4根锚杆排距LO=nQ/(2Ka1L)式中： n 每排锚杆根数n=4Q 锚杆设计锚固力K 安全系数 取2a1 巷道掘进宽度之半 1.4ML 加固岩石长度 1.80.1=1.7m顶板岩石容重 26.5KN/M3LO=(460)/(221.41.726.5)=
7、0.95取排距LO=1.0M。最后确定顶锚杆排间距为1.00.8m。3、帮锚杆参数的选择(1)帮锚杆长度的确定L帮= CZLO式中：C两帮煤体非有效承载区宽度取0.8M；Z帮锚杆伸入非有效承载区之外的额外锚固深度取0.5M；LO帮锚杆外露长度取0.15M；L帮=0.80.50.15=1.45M 取1.5M。 (2)帮锚杆间距的确定锚杆间距D=NH/(LKPa)=302.4/(1.45211.94)=2.08M 取1.20M式中 N 设计锚杆锚固力30KN K 安全系数 取1.2 L 帮锚杆伸入煤壁的长度1.60.15=1.45MPa总侧压 Pa=11.94KN/m2(3)帮锚杆布置方式的确定
8、根据以上计算得知总侧压作用点X=0.92m,在X=0.9m处布置一排帮锚杆。施工中片帮煤一般发生在中上部,因此在中上部多布置一排,其位置总在黄金分割点处(2.40.9)0.618=0.9m，距顶板0.6 m，间距按0.9m。最后确定帮锚杆排间距为1.00.9m。四、防范措施1、本设计仅适用于本工作面，顶板、煤帮在均质状态下的情况，若出现裂隙，岩性突变等薄弱面时，必须加强支护，重新制定支护措施。2、掘进巷道时,锚杆支护要紧跟掘进头及时安设，以防围岩松动破坏，在未安设锚杆前必须搞好工作面临时支护。3、巷道超挖宽度应200，当超过该范围时补打点锚杆。4、锚杆支护巷道从掘进到回采期间，对顶帮失效锚杆要及时维护，不得使用支护锚杆起吊重物，且要加强对巷道顶底、两帮相对移近量进行观测，相对移近量过大时，必须及时加强支护。5、当顶板岩性、分层厚度发生变化，锚杆支护不足以发挥作用，需改变支护形式时，要制定有针对性措施。6、锚杆支护巷道每300根进行一组不小于3根锚杆拉力试验，特殊地带要加密拉力试验。同时要有顶板离层监测，有牌板显示。4
