稻索（料） 阑和W 型朝带醒合支护雇.pdf

第 11 卷 第 卑 期 （ 总 第 7 1 期） 2 0 0 6年 8厅‘ 煤矿开采 Co a l M i n i n g 止 c h n o l o J Vo l． 11 No ． 碑 （Se r i e s No．7 1 ） A U g U St 2 0 0 6 稻 索 （料） 阑和 W型朝 带 醒合 支 护雇 大 跨 熏 毅岩 冒颁 区 的寇 阑 韩进 波 （淮北 矿 业集 团芦岭 煤 矿 ， 安徽宿 州 2 34i f 3） ［摘要］着 重 以 芦 岭 矿 8 8煤 仓 上 口 大 冒 顶 处 施 工 惰 况 为 例 ， 阐 述 锚 索 和 W型 钢 带 联 合 支 护 在 软 岩 中 的 应 用 情 况， 井 且 分 析 了组 合 梁 理 论 在 大 跨度 软 岩 巷 道 支 护 中 的 应用 机 理， 及 锚 索 （ 杆） 和 W型 钢 带 联 合 支 护 中顶 板 岩 层 受力。 ［羌 健 词 ］锚 索 （ 杆） 网SW型 钢 带 ； 联 合 支护 ； 组 合 梁； 岩 层 受 力 【中 臼 分 类 号］ T D 3 53， 6 ［文 献 标 识 码］ B ［文 章编 号］ 116 6 2 2 5 （ 2 0 0） 0 44）0 6 6 D 2 A 则 i c a t i o n d BO l t i n g m p e M e s h a n d W－ b e a m Co m b i n e d Su PPO而 n g T e c h n o f o g y i n Lo n g Sp s n a n d s o f t Re c k F 讪 A r e a 11程 慨 况 芦岭煤 矿 8 8运煤 上 山全长 2 0 4m ， 巷 道净 断 面 （宽 歹高） 3 s i n x 3 l i n。 中部 8 8煤 仓 直 径 4 o m， 由于年 久失 修 和 上 覆 煤 层 采 动 影 响， 在 煤仓 上 口 8 8运 煤上 山发生 冒顶， 冒高 较 大，加 之煤仓 脱 壁， 无 法采用 架 棚 修 复。 采用 锚 索 （杆） 网 ＋W型 钢 带 联合 支护 进行修 复，获得 了成 功。 1． 1工 程 地 质 8 8煤仓 位 于 8 8运 输 上 山 中下 部， 上为 8 8 5和 98 51作 面采空 区， 下为 8采 区 轨道 运输 大 巷， 煤 仓上 口距 9 煤底 板法距 17 m。 该煤 仓地 层位 于 二叠 系下 统山 西组上 部， 主要 以泥 岩为 主， 含少 量植 物 化 石碎片； 煤 仓西 临 F14 断层， 受 F14 断层 构造 影 响， 派生 构造 发育， 岩石 较 破碎， 裂 隙较发 育。 1． 2冒顶 区的支 护形 式及 参数 图 1冒顶 区 断 面 支 护 的垂直 运 动和 水平 运动。 而锚索 通过 施加 的预 拉力 把这些 岩 层夹 紧在 一起 ， 防止或 减少 离层 现 象； 同 时增 大 了层 理 间摩擦 力， 限制 岩层水 平 移动。 在薄 层状 软 岩层 中， 通 过锚索 的 预拉力， 将 顶 板 中各 薄 层 挤 压 形 成 组 合 梁 ， 提 高 了岩 层 自 承 能 力。锚 索 承受 的是 岩层错 动所 产生 的剪应力。 组合 梁 与叠 合梁 （无 锚 索 作 用 下） 相 比， 岩 梁 错 动 产 生 的剪 应 力 减 小 （n－l ） 倍 ， 岩 梁 挠 度 也 相 应 减 小 （ n ’ － l ） 借。 如 图 2， 图中 B为 巷道 宽 度， m ； a为 锚杆 间距 ，m ； 风 为顶 板岩 层数；L为 锚杆 在 岩体 中长度， m；人 为锚索 在岩 体 中长度m。 2 ． 2力 学分 析 巷 道 顶 部 和 帮 部 均 采 用 锚 索卜 15 2 4 X 8 0 0 （）m 钢 绞 线 ） ， 190 m m x s m m x 32 0 （）m m型 钢 带 ， 锚 索 间 排 距 140 0 m m x 30 0 0 m m， 在 每 两 排 钢 带 中 间 布 置 锚 杆 。 锚 杆 为 42 0 x 30 0 （）m、 间 排 距 7 50 m m x 7 50 m m； 采 用 10 ’ 铁 丝 编 织 的 菱 形 网 腰 帮 背 顶 。 用 14＃铁 丝 双 股 联 网 ， 菱 形 网 搭 接 长 度 不 小 于 10 0 m m 。 锚 索 锚 固 力 ＞ 2 50 k N， 锚 杆 锚 固 力 3 150 k N。 8 8煤仓 冒 顶 区 断 面 支 护 如 图 l 。 当巷 道顶 板 为薄 层状 岩体 时， 在平 行于层 理 方 向 的压力 作 用下， 顶 板岩 层将 产生 离层 与挠 曲。 井 下 工程 实践 表明， 顶 板 岩梁 的挠 曲失稳 破 坏是 自下 而 上渐 进发 展 的， 顶 板 岩梁 的挠 曲如 图 3。 2支 护机 理 分 析 2 ． 1组合 梁理 论 巷道 顶板 岩层 的下 沉 和离层 导致 了沿层 理 界 面 首先 考 虑 的一层 岩 梁 ，根据 力学 理论 ， 挠 曲失 ［收 稿 国用］ Zt h e －o f－0 9 ［作 台 筒 介］ 韩 进 波 （ 197 3－）， 男 ， 窒舰 眉少 N人， 工 程 师 ， 砚 任 卢 临 煌 矿 宣 圭 溢 寨 处 常 务 副 处 长。 6 6 韩进波； 锚 索（杆） 网和 W型钢带联合支 护在 大跨 度软岩冒顶区的应用2 0 0 6年 第 4期 （2） 岩 梁 先 破 坏， 后 挠 曲。 当 岩 梁 厚 度 较 大 时， 由式 2 可知， 要 使其挠 曲 失稳， 所 需的 临界 应 力 。 。 人 L较 大， 岩 梁难 以挠 曲失 稳。 巷 道 开 挖 后 的 顶 板 岩层应 力分 布特 点， 在拉 应力 超过 岩石 抗拉 强 度 和巷 道角 部 的剪应 力超 过岩 梁 的剪切 强度 时， 则 岩梁 的裂 隙首先 在顶 板 中央和 两个 端 部发生， 岩梁 厚 度 h随 着 这 种 损 伤 破 坏 的发 生 不 断 减 小，。 c r 随 之不 断下降， 条件具 备 时岩梁 发 生挠 曲失稳。 挠 曲 又引 起岩 梁两 端和 中部 的进 一步 拉伸破 坏。 M． 综上分 析 ， 联合 支 护 中各部 的作 用是 图 2组 合 粱 结 构 （1） 采 用 预 应 力 锚 索 后 将 各 薄 层 岩 梁 组 合 增 加 了受剪切 的厚度， 使 顶板 岩层 离层 更加 困难。 同 时锚 索的预 应力 对各 层 岩梁产 生 挤压作 用， 减少 了 顶板 岩层 的裂 隙发育 和 岩梁 的损 伤， 使 围岩产 生压 缩 ，在 锚索 的 弹性 压缩 下形成 承 载体， 提 高 了围岩 的整 体性和 内在抗 力， 增强 了 围岩强度 和稳 定性。 j Zt l l i ｝f 一 P 为 层 间 劲 聚 力 ；q为 重 力 怔） 采 用锚 杆 辅 助 支 护， 可 以 减 少 围 岩 浅 部 的扩容 变形 能力。 在 锚 索 ＋锚杆 的共 同支 护下， 可 以有 效地加 固锚 固范 围的 围岩体， 可 大 大减少 其扩 容变形 量 。 图 3巷 道 顶 板 岩 梁 受力 稳 时的 临界 载 荷 为 （假设 岩 梁 的重 力 与层 问 轴 聚 力相 等） ； （3） 采 用 钢 带、 金 属 网 使 锚 索、 锚 杆 由 单 一 的个 体变 成整 体 性 结构 ， 增加 了锚 杆 的整 体作 用， 铁丝 网的 使用 进一步 加强 了这 种整 体性， 在 这种联 合支 护作用 下， 确保 了顶板 的完 整性 和稳定 性。 ＿ ZEI ＜ 且 ） P （ A I） ’ z r 式 中 ，A为 长 度 系 数 ， 对 于 两 端 固 定 的 岩 梁 ， 其 值 为 0 5； E为 弹 性模 量 ， M Pa； l为 巷 道 宽 度 ， m； I （4 ） 喷浆 可 以 有 效 地 阻止 围 岩 的 风 化， 减 少 巷道 的塑性 变形 。 、 。。 ， 、 ＿＿ ，I ． ； 。 t 。 ＿l ＿， ， 。 ＿－b h为 截 面 对 中 性 轴 的 惯 性 矩 ，I ＝ 去 。 、 、”一 ’ ” ” 一 ’ ” ～”12 “ 3支护效 果 巷道 沿轴 向取 岩 梁的宽 度 6 为 1 个 单 位， 岩 梁 厚 度为 人 ， 则一 层 岩梁 挠 曲失稳 时 的临界应 力 为 （l ） 巷道 变形 量小。 怔） 提高 了 围 岩 的整 体 性 和 内 在 抗 力， 加 强 了围岩 强 度 和稳定 强度。 门） 降 低 了劳 动 强 度， 锚 索 重 量 轻， 且 具 有 柔 性， 安装 容易， 无 繁重 的体 力 劳动。 （ 4 ） 减少 了巷 道维 修 时间。 P ，h、 ， I E。 3 帜 ）厂。 T h 从式 1 、式 2 可 以看 出，对 于一 定厚 度 的 顶 板 岩层 ， 巷道 宽度越 小， 越 不 容易挠 曲； 对于 一定 宽 度 的巷 道顶 板， 岩梁 越薄 越 容易 发生挠 曲。 根据 巷 道 围岩 应力 分布 及岩 梁 自身条 件， 挠 曲破坏 一般 存 在以下 两种 情况 叫结 论 （l ） 顶 板 岩 梁 先 挠 曲失 稳， 后 破 坏。 对 于 岩 梁 （层 ） 厚 度 不 大 的 情 况， 由 于 临 界 应 力 。 c r 较 小， 一 般巷道 开挖 后 的围 岩 应力 （平 行 层理 方 向） ＞。 c r ， 于是 岩 梁 先 挠 曲失 稳。 根 据 图 中 岩 梁挠 曲 过 程 中的弯 矩分 布图 可知， 在 岩梁 的 中部和 两端 部 弯矩 较大， 由于岩石 的抗 拉强 度较 小， 故 随着岩 梁 挠 曲在 这 3 个 部位逐 渐发 生拉 伸破 坏； 这种 破坏 造 成 岩梁 的损 伤， 相 当于 岩梁 的厚度 人逐渐 减小， 从 而 。 。 上1减小， 也 就是 挠 曲破坏 更容 易发 生。 厚 复合顶 板 在 锚 杆 （索 ） 梁 网 联 合 支 护 的 作 用下 ， 特别 是 预 应 力 锚 杆 （索 ） 的 使 用， 在 锚 杆 的 预应力 作用 下增 强 了主 动支 护 的作用， 使 顶板 各 薄 层岩层 形 成 一 整 体 岩 梁， 增 强 了 岩 梁 的 自身 强 度， 使岩 梁 （层） 的 应 力 状 态 接 近 于 原 始 应 力 状 态， 在 这种 组 合 梁 的 作 用 下 起 到 了 支 护 顶 板 的 作 用， 充 分 利 用 了 顶 板 岩 梁 自 承 能 力， 确 保 锚 杆 （索） 梁网 联合 支护顶 板 的有效 性 。 （ 下 转 99 页 ） 6 7 乔木 应用统计学方法分析计算用户满意度 2 0 0 6年 第 4期 通 过 质 量 管 理 中 的 西 格 玛 水 平 换 算 表 ， 在 用 户 满 意 度 达 到 8 3 8 7 ％ 时 ， 每 百 万 机 会 的 缺 陷 数 （PM O ） ＝16 8 30 0 ， 西 格 玛 水 平 为 2． 48。 1． 乏改 进 控 制 ／ 人 入 入 5 （ 综 上所 述可 以看 出， 公司 现有 的西 格玛 水平 只 有 2 ． 48 ， 离现代 很 多 知名 大 企 业 质 量 管理所 追 求 的 6 西 格玛 水 平 相 距 甚 远。 而 在 这 4 项 测 评 项 目 中， 用 户对 图纸 （报 告） 的设 计 质 量 和 业 务人 员 的素质 的满意 度 较高， 相 比之下 ， 用户 对技 术支 持 和图 纸 （报 告） 交 付 时 间 的 满 意 度 较 低。 因 此， 本 公 司在技术 支 持方 面， 应加 强 对业 务人 员 的业 务 培 训， 其次 是 缩 短 图 纸 （报 告 ） 交 付 的 时 间， 使 用 户达 到 完全满 意。 〕 ．8 12 5 ＋ 王 6 8 7 5 x 几 0 6 2 5 ＋ 1． 18 7 5 X＝ 4 ． 437 5 x 女入 （C ） 入l 0 8 12 5 入2 ＝ 入3 ＝ 兑 入 18 7 5 X 0 8 12 5／4．18 7 5 7 5 XO 0 6 2 5／ 4 ． 18 7 5＝0 0 55 XO／ 4 18 7 5＝0 7 5 X 0 12 5／ 4 18 7 5＝ 0 132 5 I L4一 （d ） SI ＝ SZ ＝ S3 ＝ S4 ＝ B 户 满 意度值 匕 ＝8 3 ． 刀 ％ 匕 ＝刀 刀 5％ ＝6 5 叽 匕 ＝8 8． 巧 ％ 2结 论 满足用 户 的实 际需求 和期 望 是一个 连 续积 累 的 过程， 随着用 户 的实 际 需 求 和期 望不 断 的被 满 足， 用户 满意 程度 会越 高，其 接 受企 业产 品或 服务 的可 能性 也会 越大 ， 就 越有 可能 变为 企业 的长 久用 户并 给企 业带 来长 久 的利益。 因此， 针对 用户 的需 求和 期望， 一 切 以用户 满意 为出 发点， 通 过建 立实 施质 量 管理体 系并 持续 不断 地改 进体 系、 过程 和产 品质 的设 计 质 量、 图 纸 （报 告 ） 业 务人 员 素 质 的满 意度 及 4 匀的满 意 度影 响 的权 重 系数见 （e ） 交付 时p 项 测评j 表 5。 系数 与 满 意 度值 量 ， 把企业 的行 为、理 念 和 产 品 有机 地 融 为一体 ， 在用 户心 目中树立 良好 的经 营形 象， 以真 挚诚 实 的 态度、 适 宜 的产 品价格、 用 户期 望 的产 品质量 取信 于 每一个 用户。 和用户建 立 长久 的互 惠互 利 和相互 信 任的合 作关 系， 形成 支持 企业 发 展的 内部 事业群 体 和用户 群体 ， 这 样才 能体 现 以 用 户 为关 注 焦点。 增 强用 户满 意 的内涵，企业 才能 长久 生存 和发 展。 图纸 （报 告） 交付 时 间 技术支 持 能力 业 务 人 员 素 质 加权 系 数 满 意 度值／仆 0 8 12 5 8 3 、 7 5 （f ） 用 户 的 总 体 满 意 度 值 为 S ＝ （入 叉 ＋入 凡 ＋入 。 SI ＋入 凡） X 10 0 ％ ＝ 0 8 12 5 x 8 3 ． 7 5％ ＋ 0 0 55 x 7 3 ． 7 5％ ＋ 0 x 6 5 ％牛 队 132 5 X8 8．7 5％＝8 3 ．8 7 ％ 【 责 任 编辑 邹 正 立］ u x －－t a l ～u x －－＼A s x。 v x x r t p e t a l p e u p o ＼A I－＿p eu p o －－’v xu g n －－’r s g n xu g n －－’v p e v v －－u p o’M ～ t o p ei s p e x u x’v xu p o’＝～－－u p e’v x’v p e ’u xu p oi s p eu p o’x d e －－i s p ew p et o p e’u ～’．x x ’．x －－n d p ex i w x’i x N’．－r u x xs ．x x u w －－ （上 接 6 7页） 2 0 0 4 ［ 3 」孙 训 方 ， 方 孝 淑 ， 关 来 泰 ． 材 料 力 学 （ 第 四 版） ［M ］． 北 京 高 等 教 育 出 版 社， 2 0 0 2 ． 卜 」樊 克 恭 ， 翟 德 元巷 道 围 岩弱 结 构 破 坏 失稳 分 析 与非 均称 控 制 机 理［M 」北 京 煤 炭 工 业 出 版社 ，2 0 0 4 ． 【贵 任 编 辑 邹 正 立Z 【参 考 文献 1 卜J何 满 潮 ， 袁 和 生， 靖 洪 文， 等 ． 中 国 煤 矿 锚 杆 支 护 理 论 与 实 践卜 」北 京 科 学 出版 社 ，2 0 0 4． ［ 2］谢 和 平 ， 陈 忠 辉岩 石 力 学［M」北 京 科 学 出 版 社， 卜 」 钱 鸣 高，刘 听成 ． 矿 山 压 力及 其 控制［M ］徐 州 中 国矿 业 大 学 出版 社 ， 1998 ［ 2」 窦 林 名 ， 何 学 秋冲 击 矿 压 防 治 理 论 与技 术［ M J． 徐州 中 国 矿 业 大 学 出 版 社， 2 0 0 1 ． ［ 3 」 吴 兴 荣， 郭 海 泉， 黄 修 黄 ， 等坚 硬 顶 板 冲 击 矿 压 的 预 测 与 防 治卜1矿 山 压力 与 顶板 管 理 ，1994 （－4 ）Zl l 毛14 卜」 窦 林 名 ， 何 学 秋 ， 王 恩 元 、 电 磁 辐 射 监 测 冲 击 矿 压 灾 害 危 险 卜］．煤 矿 开 采， 2 0 0 4， 9 （ 1） l －3， 6 （ 上 接 7 2 页 ） 性越强，说 明顶板 岩样 对 煤 层 的冲击 倾 向具 有 显 著 影响， 揭示 不同 采高 冲击 矿压 发生 不一致 的 原 因。 （3） 组 合煤 岩 试 样 中 顶 板 岩 样 增 加， 变 形 破 裂产 生的 电磁辐 射脉 冲数 与能 量率 亦逐 渐增 加。 进 一步 说明 电磁辐 射预测 技 术在 现场 运用 的可 靠性。 【参 考 文献 】 【 贵任编辑毛德兵J 99