锚网梁索技术在回采巷道支护中的应用讲解.docVIP

摘 要 本文根据扎赉诺尔铁北矿新二采区左一片回采工作面为实据，以及煤层破坏机理和巷道维护特点分析，考虑到由于受到地质原因，巷道顶板跨度较大，地压较大，控制难度大。通过采用锚网梁索支护方式，有效的控制了巷道早期在掘进期间的变形，保证了巷道在支护方面的可靠性。 关键词：锚网梁索在回踩巷道中的应用 目录 摘 要 1 一、前 言 3 二、锚网梁索联合支护作用分析 4 三、巷道顶板破坏机理 5 四、工程概况 6 五、巷道支护设计 8 六、施工工艺流程及支护要求 11 七、矿压检测及结果分析 12 八、效益估算 13 九、结论 14 参考文献 15 一、前 言 近年来，锚杆支护技术在我国日益迅速发展，在各矿区都得到了普遍的推广和应用，也取得了一定效果，已成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。但由于目前国内综掘装备制造技术水平的提高，许多矿井都在不断的增加采煤的厚度，这就要求回采巷道断面和服务年限不断增长。单纯的锚杆支护方式已不能满足回踩巷道的要求。此外，在大断面、煤层巷道、顶板破碎、巷道交叉点等处，使用单一的锚杆支护也不能取得较好的支护效果，这就需要采取“锚杆、金属网、锚索”等联合支护技术。由于锚杆、金属网、锚索、钢筋梁等构件的组合，使被锚固的巷道顶板岩层形成关键“承载环”与“承载梁”结构，从而提高了围岩的整体性，其强度也明显增加，提高了围岩的稳定性。铁北煤矿通过改进传统的施工工艺，优化巷道施工各环节、合理工时利用、实现多工序交叉平行作业、完善设备配套，使回采巷道单进水平不断提高，也有效地控制了巷道围岩的早期离层和回采动压的剧烈影响。减缓了巷道的围岩变形，保障了巷道支护的可靠性，达到安全高效快速掘进的目的。 二、锚网梁索联合支护作用分析 （一）锚网梁索联合支护作用 煤巷围岩的变形较大，当支护不当，顶板容易产生冒落拱。当冒落拱高度大于锚杆锚固范围时，容易造成冒顶事故。所以，煤巷使用锚索支护的目的是防止因锚杆支护不可靠时，通过锚索的悬吊作用阻止顶板冒顶。因此，在煤巷中，锚索的主要作用是悬吊作用，而不是加固作用。然而发挥锚索的悬吊作用仅仅是人们使用锚网梁索联合支护的出发点或目的。并不是煤巷锚网梁索联合支护的实际效果。锚网梁索联合支护的作用不是锚杆支护作用与锚索悬吊作用的简单组合，其联合支护的作用机理和作用效果与围岩条件、支护方法、施工工艺及支护参数有关，必须根据不同情况进行分析。 锚索与单体锚杆的作用功能是一样的，既有加固围岩作用，也有悬吊下部松动岩石的作用。两者之间的差别在于锚索可以锚固在围岩深部的稳定岩层中，而锚杆因其长度较短，在围岩条件较差的情况下，锚杆不能锚固在稳定的岩石中，此时锚杆的悬吊作用很小，主要靠其加固作用和锚杆群的成拱作用控制围岩变形，提高围岩的承载能力。 （二）锚网梁索联合支护的加固原理 当锚杆和预应力锚索同时安装时，锚杆与锚索对围岩起到共同的加固作用。由于锚索的工程延伸量较小，围岩在该变形范围内产生的松动破坏区较小。所以，锚杆和锚索均以加固围岩的作用为主，共同提高锚岩支护体的承载能力，保持围岩稳定。 三、巷道顶板破坏机理 （一）巷道顶板破坏的一般过程 顶板受压变形→岩石局部屈服变形→ （二）结构破坏机理 巷道开挖后，岩层抗水平应力的截面减少，在水平应力的作用下煤层沿水平层里面向巷道挤入，致使巷道帮顶受水平应力作用而破坏。 围岩中节理构造面的存在对围岩的承载能力及其稳定性影响很大，尤其是节理面与最大主应力方向斜交时，岩体最容易沿节理弱面破坏而失稳。 巷道开始施工后，围岩受力状态由三轴应力变为单轴应力状态，由于岩石单轴抗压强度低，致使围岩产生塑性破坏或沿节理弱面破坏，随着锚固岩体的变形、离层和弯曲，巷道中部的锚杆始终受力，若锚杆的长度、刚性越大，会使之受力越大，锚杆受力即可达到强度极限而破坏，则岩层发生破坏。 四、工程概况 该面主采煤厚12-8.6m，局部夹泥岩夹矸，水平层里，全区发育。煤层以块状为主，透气性差。该面煤层总体呈单斜状，倾角4°-7°，里部煤层变薄。 详见表4-1、表4-2、表4-3. 表4-1 工作面位置及井上下关系表 水平、采区 新二采区 工程名称 左一片掘进规程 地面标高 544.97 井下标高 254.97 地面的相对位置建筑物、小井及其他 无 井下相对位置对掘进巷道的影响 无 邻近采掘情况对掘进巷道的影响 已掘新一采区左二片对新二采区左一片工作面无影响 表4-2 煤层特征情况表 指标 参数 备注 煤层厚度（最大~最小/平均）/m 12-8.6 煤层倾角（最大~最小/平均）/（°） 4-7 煤层硬度f 3.5 煤层层理（发育程度） 水平层理、全区发育 煤层节理（发育程度） 裂隙