7222机巷支护设计说明书讲解.doc

淮北矿业股份有限公司袁店一井煤矿 7222机巷支护设计说明书 接到通知时间 提交时间 审批记录 设计名称：7222机巷支护设计 主持人： 编审单位 签名 日期 编制单位 编 制 审 核 审 批 单 位 技术科 地质测量科 安监处 通风区 机电科 掘进副总 通风副总 批准 矿总工程师 7222机巷支护设计 概况 1、7222机巷预计于2016年2月20日拨门施工，总长1020米，跟煤层顶板施工。 2、7222机巷车场及风巷回风联巷北起82采区轨道大巷，跨82采区轨道大巷、82采区皮带大巷，北与82采区回风大巷贯通。施工工艺采取综掘机破煤掘进配合后运皮带运输方式。采用单班正规循环作业,中班、夜班各2个正规循环，早班1个正规循环。 地质条件 煤层情况：本工作面72煤层赋存较稳定，煤层结构较简单，局部含有夹矸，夹矸为泥岩和炭质泥岩，厚约0.30m，煤层厚度1.69~2.91m，平均2.30m。煤层倾角3-8°，平均倾角7°。 顶底板岩性：顶板：72煤层顶板主要为泥岩，厚度9.08-9.36。底板：10煤层直接底板为泥岩，厚度1.02-3.44。老底为砂泥岩互层，厚度4.22-7.14。 3、围岩类别：10煤顶板属于Ⅲ类围岩，中等稳定，预计巷道顶板移近率为10％-20％，支护型式可选择刚性锚杆。 4、构造情况：巷道施工过程中主要XF34∠65°H=0-3m和F25∠60～65°H=0-43m断层影响。加强顶板管理及瓦斯监测监控。 附：煤岩层综合柱状图 三、锚杆支护设计原则和参数选择 1、锚杆支护设计原则 1026机巷矩形断面掘进，净宽（腰线）×净高=4600×3200mm。 （1）高预应力原则 预应力是锚杆支护的关键因素，是区别锚杆支护是主动支护还是被动支护的参数，只有高预应力的锚杆才是真正的主动支护，才能充分发挥锚杆支护作用。 （2）“三高一低”原则 即高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度原则。保证支护系统可靠，降低支护密度，减少单位面积锚杆数量，提高掘进速度。 （3）相互匹配原则 锚杆各个构件，包括托盘、螺母、钢带等的参数与力学性能应互相匹配，最大限度地发挥锚杆支护的整体支护作用。 （4）动态支护原则。 合理选取支护参数并在支护的同时进行监测工作,及时对数据进行分析处理,及时观察分析地质条件的变化，以保证地质条件变化时能选择经济合理的支护参数来控制围岩变形,保证巷道的稳定。 2、锚杆支护参数 （1）锚杆长度 锚杆长度应保证锚固区内形成一个稳定的承载结构，具有足够的承载能力，不至于出现明显的离层、结构面滑动和裂隙张开等扩容变形，导致围岩松散、垮落。锚杆长度的选择应与锚杆预应力、直径、强度相匹配，形成有效的支护系统，实现良好的支护效果。 锚杆长度Lm用下式表示： Lm=（L1+ L2）/sina+ L3 式中： L1 为锚杆有效长度； L2为锚杆锚固段长度，取1000mm； a为锚杆与岩面夹角，取75°； L3为锚杆外露长度，取100mm。 锚杆有效长度的确定L1： L1应大于巷道围岩松动破碎区高度h；h=L/2f L为巷道跨度，取4600mm；f为围岩坚硬系数，取3，h=750mm； L1取1000mm。 经计算，Lm=2174mm，锚杆取2400mm。 （2）锚杆直径 钻孔直径、锚杆直径和树脂锚固剂直径应合理匹配，锚杆直径和钻孔直径之差应控制在6～10mm之间。 G=KrL1D2 式中： G为锚杆悬吊岩石重量，t/根； k为安全系数，取2.5； r为软弱岩层密度，取2.8KN/m3； L1为锚杆有效长度，取1000mm； D为锚杆间距，取850mm； 经计算，G= 4.48t/根，小于规定锚固力8 t/根。 屈服强度计算： 根据公式：P1=πd2δ1/4 式中： P1为锚杆屈服强度，t/根； d为锚杆直径，取20mm； δ1为20锰硅螺纹钢屈服强度，取34kg/mm2； 经计算，P1=10.676 t/根，实际现场不应大于锚杆屈服强度的90%，即9.61 t/根，因G= 4.48＜9.61t/根,所以直径为20mm锰硅螺纹钢锚杆符合要求。 抗拉强度计算： 根据公式：P2=πd2δ2/4 式中： P2为锚杆抗拉强度，t/根； d为锚杆直径，取20mm；