深部高应力强底鼓巷道锚网支护技术(1).pdf

第 2 5卷第 9期 2 0 o 6 年 9月 煤炭技术 C o a l T e c hn o l o a w Vo 1 ． 2 5． No ． 0 9 S e p， 2 0 0 6 深部高应力强底 鼓巷道锚网支护技术 宋振 宇 开滦矿业集团公司 林西矿业公司，河北 唐山 0 6 3 1 0 4 摘要 针财林西矿井深部高应力强底鼓巷道压力较大、 巷道失修严重等问题， 在原有单独架棚和单独锚网支护的 基础上 ， 试行了架棚和锚网联合支护工艺， 效果显著。 关键词 深部开采；架棚支护；锚杆支护；联合支护 中图分类号 T D 3 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 o o 6 o 9 0 0 7 8 0 2 An c h o r n e t S h o r i n g Te c h n i q u e o f De e p La n e wa y wi t h Hi g h S t r e s s a n d S t r o ng Bo t t o m Dr u m S 0NG Zh e nv u L i n x i Mi n i n g C o m p a n y ，K a i l u a n G r o u p ， T ang s h a n 0 6 3 1 04 ， C h i n a Ab s t r a c t Ai mi n g a t t h e p r o b l e m o f l a n e wa y p r e s s a n d di s r e p a i r i n Li n x i Co a l Mi n e，o n t h e b a s i s o f i n h e r e s i n g l e s h e d s h o r i n g a n d s i n g l e an c h o r s h o r i n g，t r y o u t t h e un i t e s h o rin g t e c h n i c o f s h e d a n d an c h o r ，i t s e ff e c t i s b e t t e r ． Ke y wo r d s d e e p mi n e ；s h e d s h o ri n g ；anc h o r s h o ri n g ；u n i t e s h o ri n g 0概 况 墓 素 。甾 手 十 j 刚 冀 2 g -rq徘 集10 团m 公4 , 71 5i l - i V J J“ H o ’ 十 呈 堂 于 苎 ． l力 鼓 区 此 区 域 兰 司 支 护 的 言 年 日 ～ 2 O O 6 兰 ， 道 压 力 大 ， 支 护 十 分 困 难 。 该 区 域 内 的1 0 8 1 上 面 、 1 0 8 1 巾 妄 术 研 实 u 践 ／ 4 ， 采 用 了 1铺 J 网 ／ ’ 索 、 面、1 0 8 3中面采用 2 9一U金属拱型支架支护均小能实现一 索 2 9 一U金属拱型支架联合支护的手段 ，成功地解决了这 4 注浆量每孑 L 4～8桶， 注浆时间每孑 L 2 0 m i ll 左右 ， 注 浆压力约≥8 M P a ， 具体数据按现场实际注浆情况而定。 5 注浆锚杆的位置。根据具体的渗水淋水位置施 注 浆锚杆， 再根据堵水效果决定是否加打注浆孑 L 及是否补注， 通常以 1 根注浆锚杆控制 2 ， 0 2 左右的面积计算注浆铺杆 的数量 。 6 在施] 几个钻孑 L 后若效果不佳 ， 则立即更换为水泥 水玻璃浆液， 水泥采用 5 2 5 ， 水玻璃浓度 4 5 B e ， 用量为水泥 重量的3 ％～5 ％， 浆液水灰比为 0 ． 7～1 ； 顶板及底角最大注 浆压力 2 ． 0 M P a， 帮部最大注浆压力为 1 ． 5 M P a 。 7 注浆作业滞后迎头 1 0 ～2 0 m， 在 5 0 m范围内完成。 5 矿压监测 为了观测锚杆支护效果， 研究支护参数的现实合理性， 需设置相应的测站， 对围岩表而位移、 顶板离层状况 、 锚杆载 简进行观测。 预应力锚杆支护监测技术应围绕锚杆受力状态和顶板 离层丌展， 监测的核心是判断顶板锚固区内、 外是否发生离 ，除直接采用顶板离层仪观测外， 一般应结合巷道表面收 敛伉和围岩深部位移的变化情况综合判定。 铺杆的受力状况是监测的重点内容。首先可以直观掌 坝拉 的大小， 判断施 lr 质量， 进⋯步根据锚杆的_ r 作状 念判断其参数是否合理， 锚杆是否发生断裂、 屈服， 如锚杆选 择 、 铺杆布置密度是否合适等。目前多用锚杆液压枕观测， 但是仪器普遍精度不够， 对初始压力不敏感。 巷道开窝 1 0 H 1 后退 5 m开始安设顶板离层指示仪， 每 1 0 0 n l 安设 1 组 ； 巷道顶、 底板， 两帮相对移近量的监测采用 测怆 、 测杆或顶板动态仪等， 每隔 1 0 0 H 1 布置 1 个测站， 定期 观测； 液压枕从施工 3 0 m开始安设 1 处封闭全断面的观测 站 ， 以后每 3 0 0 m安设 1 处； 扭力扳手必须在施工锚杆班和给 锚杆加扭时根根使用。锚杆拉拔试验从开窝 5 m处开始， 每 3 0 0根锚杆或 2 】 ～3 0 m做 1 组， 每组 3根， 顶， 、 低帮各 1 根 ； 锚杆支护参数改变时便设测站观测上述各项 内容， 顶板 离层指示仪在特殊地段额外加没。 6 结语 在巷道施工过程巾， 为了观测锚杆支护效果， 研究支护 参数的现实合理性 ， 需设置相应的测站， 对围岩表面位移、 顶 板离层状况等进行观测。两帮最大收敛量为 3 6 0 II M T I ， 平均 1 8 0 m i l l ； 顶板最大下沉量为 2 5 5 m m， 平均 8 6 t l l r f l 。可见与采 用前期的支护形式相比， 顶板与帮部变形得到了很好 的控 制； 但底鼓量较大在 6 0 0 m i ll 以上， 需要采取多次卧底才能满 足生产需要。回采过程中再辅助采取加强措施后 ， 能满足生 产安全需要。 收稿 日期 2 0 0 6 0 5 1 0 ； 修 订 日期 2 0 0 6 0 7 2 5 作者简介 宋振宁 1 9 7 5 一 ， 男， 内蒙古凉城人， T程帅， 开滦集团林西矿业公司掘三区区长， 1 9 9 7年毕、 于辽宁工程技术大学 采矿专业， 硕- t 在读。 维普资讯 第 9 期 宋振宇 深部高应力强底鼓巷道锚网支护技术 ‘ 7 9 l 1 0 8 1 下面地质条件 1 ． 1 顶 、 底板及煤层赋存 直接顶为灰黑色巾 ～桕 【 眇岩， 成份以行 为主， 硅质胶 结 ， 含植物炭化体和云母星点， 遇水易膨胀， 厚度 2 ． 5 m， 其 卜 为灰黑色细至粉砂岩 ， 成份以 英为 ， 厚度 7 ． 2 F I I ， 顶板啦 度 6 3 5 M P a 直接底为黑色粘土岩 ， 条痕／ 火褐色， 含有大量植物根化 石 ， 油质光泽， 厚度 1 ． 6 n l ， 底板单 向抗 压强度 S 3 0 M P a 。 该 域位于分合 过渡段， 煤层厚度变化较大， 最薄处 1 ． 3 l n 最厚处 1 2 m， 煤 倾角 1 9 。 一 2 2 。 1 0 8 1 下面中平 、 下延 、 切眼均处于 8 煤层 、 9煤层合区， 且 两煤层之间有0 ． 1 ～1 ． 2 m的夹石。 1 ． 2 1 0 8 1下面布置概况 1 1 0 8 1中平总工程量 4 8 0『 l 1 ’ 前 2 1 0 m是套掘原老洞施 J 二 ， 到位后开一斜坡 5 0 m后平行原 1 0 8 1 t t 运老塘， 留2 ～3 m 小煤柱沿老塘边掘进 2 2 0 H I ， 布置在 7 老塘下。 2 1 0 8 1 下运总量 4 4 0 n l ， 前 1 8 0 I n 布置 仵 7煤层 老塘边 缘， 后 2 6 0 m布置在 7煤层老塘下， 均为实体煤掘进 3 1 0 8 1 切眼总 1 3 0 n l ， 只有后2 0 n l 布置在 7 煤柱卫， 其余均布置存 7 老塘下。 2 技术路线 通过锚网支护对围岩进行加吲， 提高崮岩强度 ， 任掘进 期间顶留巷道断面滞后加棚支护 ， 减轻支架受力。通过现场 观测， 不断探索和改进支护技术参数， 达到了支护可靠、 技术 经济效果好， 满足 r乍产要求。 3 支护设计 3 ． 1 原支护设计形式 1 0 8 1 中向中平、 中运使用 2 9 U一9 ． 0 n f拱形可缩性支架 支护， 棚距 0 ． 7～ 0 ． 8 m。 3 ． 2 现支护形式 1 1 0 8 1 一 { - 平前 2 1 0 i l l 套老洲施 - V ． ， 9 ． 0 n f拱形棚加打 帮锚杆支护方式 ， 帮锚杆上帮 4根， 帮 3 根布置， 均采川 1 ． 8 m忆1 m m管式锚杆 金属网 钢筋梯 子梁控制煤 帮； 1 0 8 1 斜坡 5 0 m ， 中平后 2 2 0 r n 实茬掘进， 支护办式旧 2 1 0 8 1卜 运 前 1 8 0 Il l 采用锚网支护， 锚网支护断而规 格 4 ． 2 m2 ． 6 m 宽 高 ， 滞后 8 ～l 0 n 1 架设 9 ． 0 I 1 f拱形支 架支护 ， 拱型支架断面规格 3 ． 5 m2 ． 5 m 宽 高 。 ①顶锚杆 6根布置， 最上方 距 0 ． 4 m， 其余均为 0 ． 8 m； 顶锚朴采用 2 ． 2 m 2 o i I l l n 旋等强锚杆配合3 ． 4 Il l 1 ． 2 i n 钢带使用 ， 并H每 2 ． 4 m在巷 巾加打⋯根 7 ． 5 m l 5 I I 1H I 的 锚索， 滞后 8 ～1 0 i n架没拱形支架， 拱形支架断面规格 3 ． 5 n l 2 ． 5 m 宽 高 ， 每帮预留 3 0 0 ～3 5 0 iI l n l 变形世， 以适心高 应力大变形要求。 ②上、 下帮锚杆分别为 5 根、 4 根布置， I州距 0 ． 7 m ， 最下方的 帮锚杆往下保证4 5 。 手 L 角， 防底f f 1 鼓起， 帮铺卡 f 采用 1 ． 8 m 1 Ii ll n 管式锚杆配合 1 ． 8 i I l 和 1 ． 2 m钢筋梯f梁控制煤帮。 3 1 0 8 1 下运 1 8 1 ～2 1 0 in受断层破碎带影响， 采川了9 ． 0 m 拱形硼 棚距 0 ． 7 m 加 打中帖进行施T 。 4 1 0 8 1 F 运 2 1 1 ～4 4 0 n采用了锚 网支护 ， 断面规格 3 ． 2 m2 ． 3 m 宽 高 ， 顶锚杆减少为 5根布置， 上下 帮锚f F 分 别为 4 根 、 3 根布置， 锚索问距增大为 3 ． 2 n 5 1 0 8 1 切眼采川锚网支护， 断 规格 3 ． 4 m 2 ． 2 m 宽 高 ； 顶锚杆 5根布置， 问排距 0 ． 8 i n ， 顶锚索『 口 J 距 2 ． 4 IT 1 顶 锚杆采月 j 2 ． 2 Il l 忆1 l n i i l 右旋等强铺杆， 并配合 3 ． 4 m x 1 8 n 钢筋梯子梁； 两帮采用 1 ． 8 m X忆1 I l lI I l 管式锚朴配合 2 根 1 ． 2 m X 1 2“ 钢筋梯子梁控制煤帮进行支护 ， 两帮锚杆 均 3 根 i 置， 问排距 0 ． 8 n l ， 另外切眼后 2 0 n l 煤柱区采用双 排锚索_支护。 4 取得的效果 1 0 8 1 下面经过不 地点 、 不问巷道 、 不同断面 、 小例史护 方式的大胆实践 ， 在技术上 、 经济效益上取得了较大的成果 解决 r这一支护难题， 取得较大的经济技术及社会效益。 4 ． 1 技术效益 1 保汪r 1 0 8 1 下面掘进过程中 次成巷， 断面在掘进 期 不需要套修。 2 保证了工期 ， 保证了采掘能正常衔接。缩短 J ， 巷道 的维护时 间。 3 下运实现了大断面皮带化运输， 节省 4 0型溜子 1 0 部 ， 节省了大 的工 。 4 支护可靠， 断面大， 提高了安全的可靠程度 5 为深部高应 强底鼓区域支护提供了宝贵的经验。 4 ． 2 经 济效 益 1 过玄 独拱型棚支护在掘进及 回采期问各需进行套 修 次， 减少套修工程量 9 0 0 X 2 1 8 0 0 m； 节约套修费用 1 8 0 0 m X 1 5 0 0元／ m1 7 0万元 每 m套修费用只计算拱型支 架材料费 1 0 0 0元／ m， 人工 费 5 0 0元／ m 。 2 下运后 2 3 0 m单独锚网支护与拱 棚相比节约费用 2 3 0 mX 2 0 0 0 己 ／ m4 6万元 拱型支架掘进费用 1 5 0 0 元／ m 套修费用 1 5 0 0元／ m 一 锚网支护 费用 1 0 0 0元／ m 2 0 0 0 ／ ／ m 。 3 切眼单独锚网支护 比单体柱板梁支护每米节约 1 0 0 e ， 共 节约 1 3 0 n l X 1 0 0无／ m1 ． 3万了 己 。 合计经济效益 1 7 0 4 61 ． 3 2 1 7 ． 3万元 4 ． 3 社 会效益 1 18 1 面在不同地段采用的以锚 支护为主的支护手段， 既保 了巷道支护安仝一 tr 靠， 给施 T 人员提供了发全的T作环 境， 同时大大降低了人工运料的劳动强度， 并实现 r 下运长距离 皮带化运输， 减少了大量的设备占用和工力消耗 5 结论 1 深部松软煤层强底鼓条什下的煤层巷道采用 单独架 棚支护 2 9 u 9 ． 0 r r f是难以支护的， 在掘进期间、 回采期间均 要套修 一 次， 并且需多次清卧。 2 采用锚网、 锚索支护 ， 有效地控制了顶板的下沉量 ， 减轻了 帮应力， 应力向深部扩展 ， 另外通过对煤帮锚杆 网钢架支护 ， 形成擎体 ， 有效地控制 r围岩变形。 3 服务时问较长 超过 6个月 巷道应采用滞后架棚， f 1 『 有效地阻止巷道后期变形， 通过预留一定 的变形量， 可以 减轻支架的受力， 减少两帮变形， 保持支架完好， 回采服务期 内变形小 ， 直接可使用 ， 大大减少 r支架的损坏 和报废量。 4 对于维护时f H J 在半年之内的巷道， 可采用单独锚网 支护加锚索支护， 支护成功的经济效益显著。 5 对于沿老涧套掘采』 f j 拱形支架加打帮锚杆 _1 『 有效地 控制 两 变形 6 切眼采H { 锚网支} ， l ， 断 利用卒高， 有效断面大， 直 接安装采用 1 5 0型溜 子， 减少 了掘进交 掌后 拆除 4 JD型溜子再 安装 1 5 0型涮予的环节， 加快 lr7 停备的进度和工期， 值得今 后} 佧 』 ’ 廊用 ． 维普资讯