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1、30202切眼扩帮安全技术措施一、工程概况30202切眼扩帮设计长度为170m，巷道断面形式为矩形断面，沿煤层底板掘进。30202切眼设计断面毛宽7.7m、毛高3.1m，分两次掘进成巷，采用EBZ160型掘进机破 煤掘进。首次成巷掘进断面毛宽4.7m、毛高3.1m，已形成工作面，随后将准备进行第 二次掘进成巷。第二次掘进成巷是对巷道右帮（靠工作面侧）进行扩帮作业，为确保扩 帮施工期间安全作业，特编制本安全技术措施审批后贯彻执行。二、巷道断面尺寸计算、第二次成巷规格及工程量30202切眼两端头15m断面设计毛宽7.7m，毛高3.1m，毛断面23.87m2 ；净宽7.5m，净高3.0m，净断面22
2、.5m?。S 毛=7.7 X 3.1=23.87m2； S 净=7.5 X 3.0=22.5m230202切眼中间段断面设计净宽7.2m，净高3.1m；毛断面22.32 净宽7.0m，净高3.0m，净断面21 m?。S 毛=7.2X3.1=22.32m2； S 净=7.0 X 3.0=21m230202切眼第二次成巷两端头扩帮宽度均为3米，扩帮完成后两端头毛宽为7.7m， 扩帮长度均为30米；中间段扩帮宽度2.5米，扩帮完成后中间段毛宽为7.2m，扩帮长 度为140米。第二次成巷扩帮段巷道毛高均为3.1m。S二宽 X 高=3mX3.1m=9.3 m2两端头S 中间段=宽乂 高=2.5mX3.1
3、m=7.75 m（附图一：30202切眼工作面巷道布置示意图）三、支护设计30202切眼工作面布置在3#煤层中，煤层的裂隙不发育。参照掘进巷道的围岩性质、 矿压观测资料、邻近30201工作面切眼掘进期间的支护方式。确定本巷道顶板采用锚网 （索）+钢筋梯子梁联合支护；老塘侧巷帮采用锚网梯联合支护；工作面煤壁侧巷帮采 用树脂锚杆、高强度阻燃纤维网、帮托梁联合支护。（一）巷道支护确定采用工程类比法和经验公式进行巷道支护设计。根据襄垣矿区的多数煤矿支护情 况，并结合相邻30201综采工作面切眼掘进期间巷道围岩的变化情况进行类比设计，决 定采用锚网（索）+钢筋梯子梁联合支护。（二）锚杆支护参数计算1、锚
4、杆长度计算锚杆长度计算公式为：(31)1 = l +1 +1123式中：11外露长度，取值0.10m；2 锚杆有效长度，m；一锚杆深入老顶长度，m。锚杆有效长度计算12长度计算，根据采矿工程设计手册，可以取工作面伪顶厚度、易碎直接顶厚 度、普氏免压拱高度和顶板岩体破碎带高度中的最大值。根据我矿地测防治水科提供的 30202切眼工作面地质说明书，3#煤层上覆两层顶板，直接顶为2.83m砂质泥岩， 基本顶为12.53m中细粒砂岩。故有效长度取普氏免压拱高度和顶板岩体破碎带高度中 的较大值。锚杆有效长度计算公式为t式中：K-安全系数,一般取K=35,本次设计取4；q-组合梁受均布载荷，取10MPa；
5、 O t-为锚杆抗拉强度。材质HRB335钢筋的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，根据检测报告标准 值为455 MPa； B-取设计巷道最大宽度7.7m将以上数据代入公式计算可得：4 x1012 0.5 x 7.7 x 45 = 1.07m故30202切眼12的取值为1.07m。(2)深入老顶长度计算13的长度计算，有两种方法：根据经验取值0.3m。按照锚固粘结力与拉断承载力关系计算(3-3)do/34Tc式中:d为锚杆直径，取值0.02m；J 为锚杆抗拉强度，材质为HRB335钢筋的左旋无纵筋螺纹钢锚杆,其值为455MPa；T C锚杆与树脂的粘结强度，查阅采矿工程设计手册取为5MPa。 将数据代入公式计
6、算得：l =0.02X455/ (4X5) =0.455m3故l3的取值为0.455m。根据以上计算，锚杆长度为：/ = / + / + / =0.10+1.07+0.455=1.62m123通过计算30202切眼锚杆长度不能小于1.62m。因此，本次设计顶锚杆长度取2.4m, 帮锚杆长度取2m,能满足施工要求。2、锚杆直径计算根据采矿工程设计手册和煤巷锚杆支护理论与成套技术锚杆直径计算公式 为d 二：竺(3-4)t式中：d锚杆直径，m；Q锚杆锚固力，取现场拉拔力试验数据的平均值或经验数据，根据作业规程 资料，锚杆设计锚固力取0.080MN；& t 锚杆抗拉强度，取值为455MPa。将以上数据
7、代入公式得：4 x 0.080d 二=0.0150m3.14 x 455通过计算，锚杆直径取值应不小于15mm，因此本次设计顶锚杆直径取20mm,帮锚杆 直径取20mm，能满足施工要求。3、锚杆间排距的计算按单体锚杆悬吊作用计算，每根锚杆的锚固力等于锚杆所控制的上覆岩层的重量， 并令锚杆间距等于排距，可得锚杆间排距计算公式：a =(3-5)kk l2式中：Q锚杆的锚固力，取值为0.080MN；k安全系数，取值为1.8；丫 一上覆煤层的容重，取值为0.014MN/m3；12上覆不稳定岩层的厚度，取值为1.44m。 将以上数据代入公式得：=1.75md：.801.8 x 0.014 xl.07通过
8、计算，锚杆间排距取值应不大于1.75；本次设计锚杆间距取0.8m,排距取1m。4、锚杆锚固长度的计算对于高强树脂金属锚杆，通过锚固体粘结力提供锚固力。根据锚杆喷射混凝土支 护技术规范GB50086-2001规定，锚固长度计算公式如下：(36)KNt-兀Dqr式中:l锚一锚固长度；K安全系数，1.8；Nt设计锚固力，80KN；D锚固直径（钻孔），28mm；qr锚固体与孔壁间粘结强度设计值，顶板为煤层取2MPa。 将以上数据代入公式得：锚二1.8 x 803.14 x 28 x 2=0.81m计算所得锚固长度应不小于0.81m。(3-7)(3-8)需要药卷的长度是根据体积相等原理计算的，即需要锚固
9、空间的总体积等于药卷的 体积。1 = ()1d2 锚式中:1剂一需要的锚固剂长度； D一钻孔直径，28mm； d一锚杆直径，20mm； d锚固剂的直径，23mm。将以上数据代入公式得：1 剂=0,81x282 202232-=0.59通过计算，所得需要锚固剂的长度应不小于0.59m，因此选用一根MSK2335和一根MSZ2360锚固剂，合计锚固剂长度为0.95m,能满足施工要求。表3-3-1表示岩石预应 力锚杆锚固体设计的安全系数。表3-3-1岩石预应力锚杆锚固体设计的安全系数锚杆破坏后危害程度最小安全系数锚杆服务年限W2年锚杆服务年限2年危害轻微，不会构成公共安全问题1.41.8危害较大，但
10、公共安全无问题1.62.0危害大，会出现公共安全问题1.82.2(三) 巷道锚索支护参数计算1、锚索长度计算锚索的长度应满足：L = L + L + L + L(3-9)abed式中：L锚索的总长度，m； La锚索深入到较稳定岩层的锚固长度。L K x drfaa 4 fLa=1.8X18.9X166(0/4X 10=1.41m式中：K 安全系数，取1.8；dl 锚索直径，取18.9mm；fa 锚索抗拉强度，取1660N/mm2；fc锚索与锚固剂的粘结强度，10N/mm2；Lb需要悬吊的不稳定岩层厚度，煤层厚度5.62m，巷道掘高3.1m，剩余不稳定 煤顶厚度为2.52m；根据2016年6月长
11、治市高原综合勘探工程有限公司编制的生产地 质报告中叙述为：3号煤层直接顶平均厚2.83米。Lc 托板及锁具的厚度，0.07m；Ld 外露长度，0.25m。L=1.41+2.52+2.83+0.07+0.25=7.08m通过计算，锚索长度不得小于7.08m；因此本次设计锚索长度取10m，能满足施工 要求。2、锚索间排距计算(1) 按照悬吊理论校核锚索排距L nF /BHy - (2FsinO)/L (3-10)2 1 1式中：L锚索排距，m；B巷道最大冒落宽度，取7.7m；H巷道最大冒落高度，取上方顶煤的厚度2.51m；丫 3#煤体积力为14KN/m3，岩体容重，取24kN/m3；L1锚杆排距，
12、取1m；F1锚杆锚固力，80kN；F2锚索锚固力150KN；0 角锚杆与巷道顶板的夹角，75；n每排锚索的根数，取3。L 3X150/7.7X2.51X14- (2X80Xsin75 )/1=3.87m通过计算，锚索的间排距不得超过3.87m；类比邻近矿井及30201切眼锚索支护参 数，本次30202切眼两端头锚索布置方式为一排布置4根，间隔一排布置，锚索间距 1800mm，排距为2000mm，30202切眼中间段锚索布置方式为一排布置3根，间隔一排布 置，锚索间距2000mm，排距为2000mm。3、锚索锚固长度计算(1) 对于高强树脂金属锚杆，通过锚固体粘结力提供锚固力。根据锚杆喷射混凝土
13、支护技术规范GB50086-2001规定，锚固长度计算公式如下：KNL 锚(3-11)锚 nDqr式中：l锚一锚固长度；K安全系数，取1.8；Nt设计锚固力，150KN；D锚固直径（钻孔），28mm；qr锚固体与孔壁间粘结强度设计值，3MPa。将以上数据代入公式得：L 锚=1.8 x 150=1.36 m锚 3.14 x 0.028 x 3通过计算，锚索的锚固长度应不小于1.36m。本次施工的锚索均采用一根MSK2335和两根MSZ2360锚固剂，锚固长度为1.55m，能满足施工要求。需要药卷的长度等于根据体积相等原理计算的，即需要锚固空间的总体积等于药卷的体积。l= i 呼（3-12）锚 4
14、剂4D2-d2（3-13）/ = （）1剂d2 锚1式中：l剂一需要的锚固剂长度；D一钻孔直径，28mm；d锚索直径，18.9mm；d1锚固剂的直径，23mm。282 -18.92&尸 1.36 x=1.08m剂232通过计算，每根锚索需要锚固剂的长度应不小于1.08m；因此选用一根MSK2335和 两根MSZ2360锚固剂，锚固剂长度1.55m，能满足施工要求。（四）顶网、帮网的规格、及铺设要求本次顶网掘进选用10#铁丝编制而成的网孔尺寸为50mmX50mm的矿用金属网。为 了与锚杆排距相适应，金属网宽度确定为1100mm，第一次成巷顶网与第二次扩帮顶网 之间重合搭接宽度为50mm，搭接处采用16#铅丝捆绑连接，做到孔孔相连，双丝三扣， 梳理成辫。靠工作面侧同一循环的顶网与帮网（高强度阻燃纤维网）重合搭接宽度为 50mm，顶网与帮网（高强度阻燃纤维网）搭接处采用尼龙绳捆绑联接。四、扩帮方法及注意事项1、30202切眼首次成巷工作面内设备布置情况：掘进机动力电缆线、监控信号线、 风水管路沿巷道右帮（扩帮侧）敷设；风筒沿巷道左帮敷设；YDB630*650*22电滚筒胶 带输送机居巷中敷设。2、为了缩短工期，避免拆卸皮带机头及大架，因此在扩帮前必须先将工作面内安 装的一部YDB630*650*22电滚筒胶带输送机机尾缩至
