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（安阳大众煤业有限责任公司 河南安阳 455141）
摘 要：在高产高效矿井建设及生产中,由于推进速度较快,普通支护已经不能满足机械化大生产的要求,为解决快速掘进与支护滞后的矛盾,尽量减少砌碹支护,锚杆、锚索联合支护已经作为主要支护方式被推广应用.
关键词：切眼 全锚索 支护技术 方案研究
中图分类号：TD35319 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)08(b)-0105-01
岩巷、半煤岩巷以锚网喷为主,煤巷以锚网+锚索+钢带(或钢筋梁)支护为主,一般硐室也采用锚网喷+锚索支护,仅在特殊地点(如地压较大顶板破碎区域)架棚支护.锚杆+锚索联合支护,具有支护速度快、效果好、成本低等优点.
在此前提背景下,我们采用上述支护方式又施工了2206工作面切眼.虽然2206工作面切眼支护方式又得到了可靠的进一步实践,但它的支护材料论文范文较高,人工论文范文投入较高,施工成本较高的缺点也明显暴露了出来.因此,在我矿开采的第三个工作面—— 2206工作面施工切眼时,我们提出了切眼全锚索支护方案.
1. 锚索支护理论的实践
减跨理论主要是基于梁或板的理论提出的锚杆、锚索联合作用原理,即当巷道顶板为层状岩层时,其变形特性近似于梁或板的性质,此时锚杆的作用是通过锚杆的轴向作用力将顶板各分层层夹紧,以增强各分层间的摩擦作用,并借助锚杆自身的横向承载能力提高顶板各分层间的抗剪切强度以及层间粘结程度,使各分层在弯矩作用下发生整体弯曲变形,呈现出组合梁的弯曲变形特征,从而提高顶板的抗弯刚度及强度,但由于锚杆的作用并不能从根本上改变顶板整体变形程度,必须通过锚索支护增加顶板组合岩层的支点,缩短梁或板的跨距,减小其中因横力而产生的弯距及弯曲应力、尤其是弯曲拉应力,从而有效减小顶板整体变形程度,提高整体的稳定性,如图1所示.
2. 软弱顶板悬吊理论
巷道开挖以后,由于应力状态的改变,围岩中一定区域内的松软岩层可能发生松动和破裂现象,或由于被弱面切割的岩块因失去约束而成为关键块体,即出现危石,此时锚索的作用就是利用其强抗拉能力将松软岩层或危石悬吊于深部稳定岩层之上.对于巷道经常遇到的层状岩体,当巷道开挖后,直接顶因弯曲、变形与老顶分离,如果锚杆及时将直接顶挤压并通过锚索悬吊在深部稳定老顶上,就能减少和限制直接顶的下沉和离层,达到支护目的.如图2所示,顶板松脱带重量完全由锚索悬吊在老顶上,为此,可根据悬吊重量确定锚杆及锚索支护参数.
煤矿顶板支护:煤矿巷道掘进顶板支护安全质量标准化
顶板处于较破碎状态时,应结合块体力学及散体力学的理论进行析,并视冒落体截面的具体几何形状分别选择冒落体呈拱形截面、三角形截面以及关键层整体冒落三种基本形式对巷道顶板悬吊载荷及锚索长度进行确定.与此相应,交叉点处可按椭球体、圆锥体以及关键层冒落形式进行计算.
3. 2206工作面锚杆、锚索支护参数确定
设计选用全长粘结型树脂卷锚杆,锚杆杆体采用φ20的Q235钢筋,设计锚固力不低于80 kN.
（1)锚杆长度L等于N×(1．1+W/10 )
式中:N为围岩稳定影响系数,取1．2；W为硐室跨度,5.6 m.
经计算L等于1.99 m,选取2 m长树脂锚杆.
（2)锚杆间距、排距.
D≤0．5×L A≤0．5×L
式中：D为锚杆间距,m；A为锚杆排距,m.选取锚杆间、排距为0．80m.
（3)锚杆直径d等于L/110等于2000/110等于
1.8.2 m选取φ20的锚杆.
（4)锚杆锚固力.
Q等于K×H×D×r等于53.2kN
式中：K为安全系数,取2．5；H为锚固深度,取1．9 m；D为锚杆间距,取0．8 m；r为平均煤层容重,单位1．4 t/m3.
施工中锚杆采用两卷MSK2335型锚固剂,试验锚固力可达80 kN,大于计算的锚固力53.2 kN.
经计算,设计采用15．24 mm的钢绞线作为锚索,长度为7．5 m,端头锚固采用MSK2335型树脂药卷,锚固长度2100 mm,锚固力不低于260 kN.
(1)先计算巷道顶板潜在冒落拱高度：
H等于B/(Ks×f)等于4 m式中:H为潜在的冒落拱高度,m；B为巷道宽度,取5.6m；KS为顶板岩性系数,取0．35；f为直接顶普氏系数,4．0.
(2)潜在的冒落拱面积：S等于4/3×B/2×H等于14.9 m2.
(3)巷道每米长度范围内潜在冒落岩石重量.
F等于S×g等于14．9×1．8等于26.82 t／m式中g为冒落岩石容重,取1．8 t/m3.
(4)锚索破断载荷Nt等于A×η×Ptk.
式中Nt为设计载荷,kN；A为预应力锚索的截面积,89．49 mm2；η为锚具效率系数,取0．9～0．95；Ptk为锚索强度标准值,1860 MPa.
这里取试验何载值：260 kN.
(5)单根锚索所能承担的冒落高度.
H等于Nt/F等于260/268.2等于0.969 m
(6)锚索密度D.
综合因素考虑,确定锚索的间、排距不大于1.5m.
(7)锚索锚固长度.
La等于K×Ptk/4fcs×φ等于1063 mm式中φ为锚索钢绞线直径,取15．24 mm；k为安全系数,取1.5；fcs为锚索与锚固剂的设计粘结强度,10 N／mm2.
根据经验选用6根MSK2335树脂药卷做锚固剂,采用28的钻头打眼,实际锚固长度确定为2100mm.
(8)锚索长度.
L等于1.5×B/2+ La+Lb等于6.6m式中Lb为锚索外露长度,取300 mm.
锚索的长度确定为7.5 m,大于6.6 m,可满足要求.
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