复合顶煤巷锚带网加锚索联合支护.docx

1、复合顶煤巷锚带网加锚索联合支护复合顶煤巷锚带网加锚索联合支护复合顶板支护目前仍是新汶矿业（集团）公司推广应用煤巷支护的技术难点之一。翟镇煤矿以往在复合顶板煤巷掘进过程中使用锚杆支护时曾发生过冒顶，在一定程度上影响了煤巷锚杆支护在全矿的推广。为了促进锚杆支护在全矿的应用，对 3401 西运输巷进行了复合顶板煤巷锚杆支护技术试验研究，并取得了成功。1、试验巷道的技术条件3401 西运输巷沿 4 煤顶板掘进，钻眼爆破法施工，巷道净高 2.4m，净宽 3. 2m,埋深 H380-410m，走向 700m。位于 3202W 面下方，掘进过程中将受到 3202W 面采动压力影响。4 煤厚 2.8-3.0m

2、，倾角 8，硬度 f=1.5-2，与上部 2 煤层间距 1415m；直接顶为深灰色泥质粉砂岩，厚 1.22. 2m，岩石抗压强度 2245MPa，层理发达，裂隙一般，局部夹 4 煤上 1，其上为 0.4-0.8m 厚的 4 煤上 2，再上为深灰色粉砂岩，厚 2. 5-4. 2m；老顶为灰白色中砂岩，厚 4. 0m，岩石硬度 f5-6；底板上部为黑色泥岩，厚 0. 25m，其下为 0. 5m 厚的粉砂岩，再下为1. 0-2. 0m 中细砂岩。详见煤层综柱状图 1。2、锚杆、锚索联合支护的支护机理复合顶板支护的难度，在于软夹层（煤线、泥岩）地质弱面的存在，导致上、下层面间的结合力低，普通锚杆无法将

3、其包纳入锚固范围之内，承载能力有限，而且软弱夹层本身的松动膨胀也会对下位岩层形成较大的垂直载荷，易导致顶板垮落。特别是 3401W 运输巷位于正在开采的 3202W 面的下方，承受地压和采动压力的双重作用，必须采取一定补强措施，才能确保施工安全。应用“锚带网锚索”联合支护方式可以克服单纯锚杆（锚带网）支护的弊病。“锚带网”可以发挥挤压加固作用，促使锚固范围之内的岩石形成能承受一定载荷的整体结构，维护锚杆长度范围内的顶板，保持整体性，一定程度上阻止上部围岩的松动与变形。考虑到顶板中等稳定的特性，采用 W 钢带配合金属菱形网来维护顶板。锚索则锚固在上部稳定的老顶岩层之中，发挥其悬吊作用，将潜在的垮

4、落范围之内的顶板岩层悬吊于完整坚固的老顶岩体上，由锚索来承担垮落范围之内的岩层所受的垂直载荷，防止顶板岩层离层。3、支护参数设计3.1 锚带网支护参数设计锚带网的作用在于维护巷道顶板及两帮煤壁的完整性。因此，按照加固拱原理和松动圈理论，进行各参数计算，最终设计的锚带网支护参数为：顶锚杆选用长 1. 8m、18 全螺纹锚杆，间距 0.85m，排距0.7m，采用 2 个 Z2335 树脂药卷实现加长锚；帮锚杆采用长 1.8m,18 车丝螺纹钢锚杆，排距 0.7m，上帮间距 0. 7m，下帮间距 0. 8m，采用 1 个 Z2835 型树脂药卷：钢带为 BHWZ5080023200 型。3.2 锚索

5、参数设计根据煤层顶、底板的实际情况，为保证锚索提供足够的悬吊能力，将锚索锚固于砂岩老顶中，锚索在老顶的锚固长度取 1.0m，因此将锚索的总长度设定为 6m。上覆岩层潜在垮落范围内直接顶岩层的自重荷载为：W=SD 排式中 S潜在破坏范围的面积，h潜在冒高，h1. 5B=4. 8；B巷道宽度，取 3. 2m；岩体的容重，取 24kN/m；D 排一锚索的排距，按 2 排锚杆布置 1 根锚索设计，取 1. 4m。故 W= 241.9kN锚索的悬吊能力 P 为：P=P1WP1 为锚索的破断载荷，P1260kN3401 西运输巷锚杆锚索支护总体布置参见图 2。4、巷道矿压观测研究为了验证锚杆和锚索联合支护

6、对复合顶板煤巷维护的可靠性，在掘进的同时对巷道进行了表面位移、顶板离层等综合矿压观测。为调整、优化支护参数提供了依据。4.1 矿压观测结果（1）表面位移量观测。、测站顶板和两帮变形与时间关系曲线参见图 3。（2）锚杆受力观测。顶部和帮部锚杆受力与时间关系曲线参见图 4。（3）锚索受力观测。锚索受力与时间关系曲线如图 5 所示。4.2 观测结果分析（1）锚杆支护效果对表面位移观测的结果为测站因受采动影响，所以变形量较大，其中顶板下沉 175mm，两帮移近 218mm 和 102mm，在巷道掘出约 15d 后，基本趋于稳定，说明此种支护基本合理从观测到的锚杆受力情况看，都发挥了积极作用，以人工设置改善提高了围岩整体性能，促使围岩形成组合梁、加固拱，以围岩自身的稳定性去承受地压。这是一种积极主动的方式，也是其与架棚的根本区别，从效果看，也优于架棚。随着采面的推进，对位于架棚段的 I 号测站进行了观测，虽然在 800mm棚距的基础上又加了棚，使棚距达到 400mm,但顶板下沉量仍达到372mm，两帮移近 459mm，部分架棚段已发生顶板冒落，棚梁压弯，棚腿变形蹬出，片帮加剧，采用锚杆支护，即使