摘要:介绍了中深部井田围岩破碎带中采用锚杆、锚索、W钢带联合支护技术的应用,探索合理的巷道支护参数方案,并对实施效果进行了检测和分析,证实联合支护在中深部井田围岩破碎带中成功应用。
1、工程概况
平煤集团天力公司吴寨矿西翼己一采区11200机巷,平均煤层厚度为1.5m、倾角为8°、埋深700-750m。锚杆为左旋无纵筋锚杆。规格¢20×2000mm,锚固方式为端锚。锚索为¢15.24×6200mm钢绞体,由于11200机巷地预应力复杂,煤层顶板节理缝隙发育松软破碎易离层,不稳定岩层厚2-6m左右,顶板管理难度大,11200机巷施工中常出现的问题如下:
1)巷道施工过后出现离层现象严重。
2)局部顶板发现明显“网兜”现象,造成严重的安全隐患。
3)时常出现螺帽脱落或托板变形现象,使锚杆失效,严重影响安全生产。
为确保巷道掘进安全顺利进行,巷道支护质量良好,急需研究改进针对11200机巷地质生产条件的锚杆支护,根据巷道所处顶板不稳定的厚度和巷道支护强度不足。提出改变一次支护的的厚度+预应力支护+W钢带护顶。
将原¢20×2000mm左旋无纵筋锚杆更换为¢20×2400高强让压锚杆。锚索¢15.24×6200mm钢绞线改为锚索¢17.28×8500mm钢绞线,并使用W钢带、联合支护、给锚杆、锚索很高的张拉力可改变围岩应力状态。增加围岩的强度,提高围岩的承载力,以减少并控制围岩破碎。塑性化的范围和巷道的表面位移,有利用围岩的稳定。
2、锚网索支护技术
2.1、锚网支护
1)巷道断面
断面为矩形:长×宽(4.2×2.8m)的巷道沿煤层顶板掘进。
2)锚杆规格及其布置
巷道顶板选用6根¢20mm×2400mm的高强让压锚杆,顶板锚杆间距为700mm,两带锚杆距帮100mm,安设角度向外与垂直方向成20°角,其余与顶板垂直布置。两帮各选用4根¢20×2400mm的高强让压锚杆中间2根锚杆垂直煤帮布置,上角锚杆布置角度为20°,距离顶板300mm,下角锚杆距底板200mm,角度为20°。
3)锚固方式
锚杆采用加长锚固方式,其中顶锚杆用3支规格为K2335快速树脂药卷,两帮使用规格K2335快速树脂药卷,以保证锚杆的锚固质量。
4)锚杆间排距
间排距为700mm×700mm
5)金属网及钢带的使用
金属网,顶帮采用单层8#冷拔丝经纬金属网,网规格4200×900mm,网格40mm×40mm,网搭接长度为100mm。巷道顶板采用M型钢带长4m。
2.2锚索支护
锚索呈“五花”布置,锚索长均为8.5m,外露200mm,锚索用300mm长的槽钢做为托板。布置锚索的距离为2.8m,锚索排与单根锚索的距离为1.4m,各锚索均采用6支K23350快速树脂药卷锚固,锚索的预应力均为100KN(附支护断面图)
3、围岩控制效果实测分析
11120工作面每隔50m安装一组顶板离层指示仪,同时每隔20m设置一组十字位移观测点,掘进过程中每旬进行一次监测结果分析,巷道顶板离层总量为10mm,从观测点距迎头100m巷道基本稳定,确保了煤层锚杆支护的效果。
4、结论
从实测效果分析新支护方案采取后,高强锚杆和锚索、钢带配合效果明显优于原方案。能及时支护顶板,有效防止顶板离层,加强了支护强度,巷道成形好可有效控制防止顶板围岩变形,提高围岩稳定性,围岩控制效果良好。
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