锚杆支护在复合顶板下煤巷掘进中的应用

【前言】锚杆支护在复合顶板下煤巷掘进中的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。260工作面备面位于二水平北22上三区二段，轨道标高+23，机道标高一24，区段左部为FS断层，右部为设计停采线。该区地质构造较为简单，区内无较大落差断层。该区22上煤层赋存较为稳定，煤层倾角平均19°，煤层厚度平均3.lm。该区域上筱煤层为21层，层间距平均10m，已采。...

【摘 要】本文分析了七台河分公司新铁矿260采煤队工作面机轨巷锚杆支护形式、断面形状与支护效果，初步得出在复合顶板下煤巷掘进采用锚杆支护的可行性，并为该矿煤巷掘进支护方式的改革提供了依据。

【关键词】锚杆支护；复合顶板；煤巷掘进

0 前言

锚杆支护是较科学、安全、省力、省耗的先进支护工艺之一。龙煤七台河分公司新铁煤矿在不断巩固和发展岩巷锚杆支护的同时，从2004年2月开始在22上层煤（260备面）的煤巷掘进中使用锚杆支护。

1 地质概况

260工作面备面位于二水平北22上三区二段，轨道标高+23，机道标高一24，区段左部为FS断层，右部为设计停采线。该区地质构造较为简单，区内无较大落差断层。该区22上煤层赋存较为稳定，煤层倾角平均19°，煤层厚度平均3.lm。该区域上筱煤层为21层，层间距平均10m，已采。该区22上层直接顶为灰色细砂岩，厚度2.0m，较硬；老顶为厚度8m的灰色粉砂岩，坚硬。通过三段掘送及回采实践，2m直接顶易脱落，在三段掘送中，顶板产生裂隙，根据局部顶板直观现象分类，该区域定性为复合顶板。机轨两巷均沿煤层顶板掘送，煤层层理较发育，煤质中硬。

2 锚杆支护机理分析

锚杆支护的作用主要有加固拱作用、悬吊作用、组合梁作用、围岩补强作用及减少岩梁挠度作用。这几种作用并非单独存在，往往是互为存在、相互补强，只不过在不同条件下，某种支护作用占主导地位而已。

研究与实践证实，为使巷道稳定，人们能够提供的支护力是有限的。在开掘巷道以后形成的“支护―围岩”力学平衡系统中，围岩通常承担着大部分岩层压力，而支护仅仅承担其中一部分。

锚杆支护的基本原理是将不同结构类型的锚杆伸人到煤或围岩内部，对煤、岩进行锚固，通过锚杆的悬吊作用、组合梁作用和挤压加固作用维持巷道的稳定性。锚杆伸入围岩内部后改变了围岩本身的力学状态，使巷道围岩形成一个稳定的承载梁支护，与围岩共同承载，使岩体成为承载结构的一部分，达到维护巷道的目的。

棚式支架是在围岩的外部对岩石进行支撑，它仅能消极地承受围岩产生的压力和防止破碎岩石冒落，是一种被动的支护方式。而锚杆支护则是通过锚人围岩内中的锚杆，改变围岩自身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道的目的，是一种积极主动的支护方法。其主要优点有：①节约钢材；②支护成本低；③提高巷道断面利用率；④降低巷道维护费用；⑤工作安全劳动强度低；⑥有利于机械化施工；⑦减小通风阻力；⑧有利于一次成巷施工和加快掘进速度；⑨应用范围广。

金属网与锚杆配套联合支护，能有效地防止破碎岩石抽漏而引起的锚杆支护失效，同时利用网的抗拉作用与锚杆配合，形成有效的挤压加固拱。

3 锚杆支护的技术要求

（1）巷道断面为不规则四边形、断面7.5m2矿，巷道净宽3.0m，净高2.5mm。

（2）根据地质部门提供的资料及三段掘送、回采实践，该区域顶板定性为复合顶板。复合层厚度约为2m。在该区域掘送时，采用锚杆、金属网、钢带、木托板、锚索联合支护，锚杆间排距0.8mx0.8m，锚杆每排10根，顶板4根，上帮4根，下帮2根，顶板用钢带，两帮用木托板。每隔5m在顶板打一排锚索做为加强支护。锚索间距1.5m。

（3）锚杆体采用45#左旋无纵筋螺纹钢，直径为16mm，锚杆长度：顶板2.5m，帮2.0m。金属网选用10#谬线编织菱形金属网，网径规格50mm，网宽1.0m，帮顶全部铺上金属网，要求网紧贴煤岩表面，联网搭接0.2m，双丝双扣、逢环必须联接。

（4）锚索的钢绞线选用1860级（直径为巧15.24mm），左捻低松驰钢绞线，长度6.0m。

（5）锚固剂选用树脂锚固剂，锚杆锚固长度不小于0.7m，顶板锚杆锚固力不小于70kN，两帮锚杆锚固力不小于50kN。锚索锚固长度不小于1.2m，锚索设计承载力为230kN。

4 结语

（1）在掘送二水平北22上三区二段单一层机、轨道时，首次选用锚杆联合支护。此次锚杆支护的试验证实，新铁煤矿在复合顶板下（复合层在2m以内）机轨两巷可以推广使用锚杆支护；但锚杆支护形式、参数需进一步改进，同时，需加强锚杆支护现场监测工作。

（2）31#掘进队通过采用锚杆支护，月单进水平达到30m，目前效果良好。施工过程中降低了工人劳动强度，提高单进，节约成本，取得了明显的经济效益。为工作面实现高产、高效创造了有利条件。

（3）在施工过程中，应安设顶板离层仪监视顶板离层情况；并加强矿压观测工作，根据观测数据及时采取措施，避免出现失效锚杆，以便更有效地控制围岩变形，消除安全隐患。