下部煤层巷道锚杆与锚索变形能力匹配应用技术.pdfVIP

2010年第 4期 煤矿支护 13 石 家 庄 中 煤 杯 参 评 论 文 下部煤层巷道锚杆与锚索变形能力匹配应用技术 牛福龙 [大同煤矿集ttl有限责任公司，山西 大同o37oo3] 摘 要 为了解决大同矿区侏罗纪下部煤层巷道支护技术难题，通过采用合理调整 锚杆与锚索预紧力的大小，实现二者变形能力匹配的方法，提高锚杆、锚索的耦合 支护作用，增强围岩强度，维护巷道稳定。工程实例证明：给锚杆施加较高的预紧 力，起到了高主动支护的作用，有效地控制了围岩的早期变形，而在安装锚索时， 留有足够剩余变形量，在开采后期，锚索既能够适应开采动压引起的冲击变形，又 能通过调动深部围岩的强度增加锚杆锚固层的强度，使巷道围岩始终保持了稳定状 态，支护效果 良好。 关键词 侏罗纪下部煤层 变形能力 研究与应用 给安全生产带来了隐患，同时造成巨大经济 1 概 述 损失。 大同矿区的侏罗纪煤系含有 15个煤层 2 冒顶原因分析 组、21层可采煤层，具有 “两硬”特点， 其主要指煤硬 (f===3～5)，顶底板硬 (f一8 大同矿区的侏罗纪下部煤层巷道冒顶高 ～ 16)，顶底板一般为砂岩或砂砾岩 。在开 度一般在 2～5m，大于锚杆的的锚固深度 ， 采上部煤层时，由于煤层及顶底板都比较稳 小于锚索的锚固深度。冒顶后，大部分锚索 定，且相互层间距大，所以采用传统的锚杆 被拉断，锚 固端仍然留在未 冒落的顶板 中， 支护技术就能有效地控制顶板变形，起到良 而锚杆全部 冒落下来，杆体及配件完好无 好的支护作用。但是开采下部煤层，特别是 损 。 进入 l2号及以下煤层开采时，有一些对巷 冒顶的主要原因是：在掘进过程 中，锚 道维护不利的因素：一是随着开采深度的增 杆及锚索紧跟工作面施工，施加在锚杆螺母 加原岩应力相应增加 ；二是煤层间距小，属 上的预紧扭矩一般为 100N ·I13．，产生的预 近距离煤层，上部采空区煤柱形成的集中压 紧力很低 (10～15kN左右)，主动支护作 力对下部煤层开采有很大影响；三是随着采 用低，不能有效地控制围岩的早期变形。而 煤技术的发展，引进了放顶煤开采技术，回 锚索的预紧力很高 (80kN左右)，导致支 采巷道沿煤层底板布置 ，巷道顶板煤层厚度 护初期的荷载集中于锚索，锚杆失去了主导 较大，支护困难 。12号及 以下煤层采用锚 承载的作用。在掘进影响阶段，围岩急速变 杆+锚索联合支护方式，以往凭经验进行设 形，锚杆、锚索都会被拉长，同时它们承受 计和施工，采用一般支护技术，很难维持巷 的载荷也会增加。但是锚索的延伸率很低， 道围岩的稳定，经常有冒顶事故的发生，巷 锚杆的延伸率很高，二者的剩余变形量相差 道反复维修，无限制增加支护密度和刚度， 很大，在整个支护过程中不能同步承载，形 14 煤矿支护 2010年第 4期 不成合力．造成锚索的增阻速度太快，当其 影响三个阶段 。在掘进影响阶段，原岩应力 拉力超过破断力时。锚索就被拉断，导致顶