Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｂ￣￣ｓｉｏｎ ２０１２年８月第２４期 科技视界 矿业科技 回采巷道锚杆支护参数设计 杨家兵 （安徽大段家煤业公司 安徽亳州 ２３６０００） 【摘要】针对北辰煤矿１０２１采煤工作面进、回风顺槽的围岩和地质条件，设计了巷道锚杆、锚索支护参数。在整个回采期 间，巷道支护状态良好。锚杆、锚索支护与原工字钢棚支护相比取得了较好的技术经济效果。 【关键词】北辰煤矿；１０２１￣作面；巷道锚杆支护 ０引言 北辰煤矿长期以来工作面两巷支护一直采用工字钢棚 支护，工作面生产准备工作量大、工人劳动强度大、运输量 大、准备时间长；对制约生产和接替。因此，改变巷道支护形 式、提高矿井掘进速度是缓解矿井接替紧张和提高经济效益 的有效途径。锚杆支护与工字钢棚支护相比具有掘进速度 快、劳动强度低、材料运输少的优点，锚杆支护是主动支护能 有效防止顶板离层，改善巷道受力。 １工作面概况 １０２１工作面回采范围内１０煤层总体呈单斜构造形态， 煤层走向Ｎ２５ｏ～５５ｏＥ，倾向ＮＷ方向，煤层倾角２２ ４５ｏ，平均 倾角３８。。煤层厚度１．５～２．８米，平均２．０米。直接顶为泥岩至 中砂岩ｆ值４—５，厚度８．０—１６．０，老顶为泥岩４．０—９．０米，ｆ值 ４ ５。工作面标高为一１００．９—１５０米；走向长３００米。 巷道设计沿煤层跟顶板掘进，进风巷沿中线掘进，回风 巷沿腰线掘进。巷道断面为矩形，巷道宽度为３．６ｍ，高度２ｍ ２巷道锚杆支护参数设计 ２．１支护方式选择 锚杆支护的作用主要有悬吊作用、组合梁作用、加固拱 作用和楔固作用等。 锚索的作用主要是将锚杆支护形成的次生承载层与围 岩的关键承载层相连，提高次生承载层的稳定性。即使次生 承载层发生断裂、转动，也不致于失稳而引起顶板垮落。同 时，由于锚索可施加较大的预紧力，可挤紧岩层中的层理、节 理、裂隙等不连续面，增加不连续面之间的摩擦力，从而提高 围岩的整体强度。 如果只采用锚杆支护，由于巷道的跨度较大，在采动影 响下，可能会发生锚杆锚固范围内的岩体体离层、甚至塌落， 导致冒顶事故的发生。因此，为保证生产安全，打锚索加强支 护。 ２．２锚杆支护参数确定 ３１ ６Ｉ科技视界ｓｃＩＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮ。Ｌ。ＧＹ Ｖ ｓ 。Ｎ Ｉ锚杆支护参数确定采用悬吊作用理论进行。 （Ｉ）锚杆长度的确定 Ｌ＝ ｌ也２＋Ｌ３ 式中 ——锚杆长度，ｍ： ——锚杆外露长度，ｍ； ￡厂锚杆有效长度，ｍ； 广—铺杆锚固长度，ｍ。 ①锚杆外露长度 的确定 Ｌ１＝垫板厚度＋螺母厚度＋（０．０２～０．０３）ｍ 一般 １＝Ｏ．１５ｍ。 ②锚杆有效长度 的确定 锚杆有效长度 ：的确定方法有三种，一是采用声波法测 出巷道围岩松动圈范围；二是采用岩层探测分析仪进行测 量：三是采用解释法中普式自然平衡拱理论确定Ｌ 。 由于没有测定巷道围岩松动圈，也没有采用岩层探测仪 进行测量，因此，本项目采用解释法中普式自然平衡拱理论 确定Ｌｚ。 巷道顶锚杆有效长度工：的确定： 由于实测煤的坚固性系数为１．９，小于２，因此，采用下式 确定 ２： ￡产｝［手＋ 姆（４５。＋争）］ ＝古［等 培 ）］＝１．ｓ９ｍ 巷道帮锚杆有效长度 的确定： ＋ ＝ ＋ ＝ ｍ 式中 产＿＿普氏系数； 曰——巷道跨度，ｍ； Ｈ＿巷道掘进高度，ｍ； 内摩擦角，４４．２（。）。 ③锚杆锚固长度厶的确定 Ｌ３＝０．３－０．４ｍ 顶锚杆长度：Ｌ＝Ｌｌ札２＋ ３＝０．１５＋１．１７＋０．３＝１．６２ｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏ￣ｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 矿业科技 科技视界 ２０１２年８月第２４期 取２ｍ。 １＋ ２十 帮锚杆长度：Ｌ＝Ｌ１ ２ ３＝Ｏ．１５＋１．２＋０．３＝１．６５ｍ 取１．８ｍ。 ＝０．３＋３．６＋１．７＝５．６ｍ 取６ｍ。 （２）锚杆间排距的确定 式中 广一锚索外露长度，取０．３ｍ； 厂厂一对锚杆支护巷道，考虑施工工艺通常取间排距相等，锚 杆间排距Ｄ按下式计算： Ｄ≤０．５Ｌ＝０．５ｘ２．５＝１．２５ｍ 锚索锚固长度，取１．７ｍ； 潜在不稳定岩层高度，取３．６ｍ。 ：胡＝３．６ｍ。Ｂ为巷道跨度，ｍ。 为安全起见，锚杆间排距确定为０．８ｍ。 （３）锚杆直径的确定 顶锚杆：ｄ＝Ｌ／１１０＝２／１１０＝１９ｍｍ 取２０ｒａｍ。 （２）锚索排距 ｓ＝３ｏ＇１４Ｂ￣ｋ ＝３ｘ２６０／（４ｘ３．６ ｘ１２．０ｘ０．５）＝２．５ｍ 式中盯——每根锚索最低破断载荷，２６０ｋＮ； 帮锚杆：ｄ＝ＬＩ１１０＝１８／１ｌＯ＝１６ｍｍ 取２０ｍｍ。 煤岩体积力，１２．０ｋＮ／ｍ。； 巷道宽度，３．６ｍ； 安全系数，取０．５： ④锚杆锚固力计算 锚杆锚固力可按下式计算： Ｑ＝ＫＬ２ＤＺｒ＝３ｘ１．９ｘＯ．８７ｘ１．２＝４．３ｔ ——由于巷道宽度为３．６ｍ，因此，布置２排锚索，即锚索排数 为２排，排距２ｍ，布置在靠巷道中间位置，如图５所示。 （３）锚索间距 ｍ＝０．８５Ｂ／ｎ＝（Ｏ．８５ｘ３．６）／２＝１．５３ｍ 取１．５ｍ。 式中 ——锚杆锚固力， ； 锚杆安全系数，取２－３； 锚杆有效长度，ｍ； 厂ｒ一视密度．ｔ／ｍ 。 式中ｎ——排数； 巷道宽度，３．６ｍ。 ⑤锚杆角度 靠近巷帮的顶板锚杆安设角度与垂线成１５。。 ２．３锚杆的选择 ３结语 北辰煤矿１０２１采煤工作面进、回风巷采用锚杆支护，大 巷道锚杆选择￣＝２０ｍｍ、４５Ｍｎ螺纹钢锚杆。 Ｑ＝１０．７ｔ＜１２．４ｔ 大提高了掘进速度，由原来的１２０米／月提高到２００米／月。在 整个回采过程中。锚杆支护有效控制了围岩变形。所以锚杆 锚杆锚固采用树脂药卷。 ２．４锚索支护参数的确定 本项目采用７股６５ｍｍ的钢绞线锚索，其力学性能见表 １所示。 支护是适合本矿煤巷的有效支护方式。ｅ 【参考文献】 ［１］钱呜高，石平五，许家林．矿山压力与岩层控制【Ｍ］．徐州：中国矿大 延伸率，６，％ ３．５ ４ 表１ 锚索索体的力学性能 结构 ｌ×７ 直径／ｍｍ １５Ｉ２ １７．８ 拉断载荷／ｋＮ ２６０ ３５３ 出版社，２０１０． ［２］董方庭．巷道围岩松动圈支护理论及应用技术［Ｍ］．北京煤炭工业 出版社，２００１． ［责任编辑：汤静］ （１）锚索长度的确定 （上接第３７９页）业说“不”。用法律手段保证社会保险扩面工 作的顺利进行。 ２－３典型引路，推动社会保险扩面和基金征收 觉为职工参保缴费。同时，通过树立政府支持、执法监督、企 业自觉缴费、监察维权等不同的社会保险扩面典型，大力弘 扬人力资源和社会保障法律、法规在基层落实中的正气，使 社会保险扩面工作不仅可以依法推开。而且使更多在企业务 为使用工企业社会保险缴费有标准．学有榜样，人力资 源和社会保障部门要注重发现和挖掘在社会保险扩面过程 中涌现出来的先进典型，以典型引路的形式，让社会保险扩 面工作渗透到社会用工企业的每一个角落，引导民营企业自 工的城乡劳动者的合法权益得到保护。ｅ ［责任编辑：王静］ ｓｃＩＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮ。Ｌ。ＧＹ ＶＩｓＩ。Ｎ科技视界｝３１７