输送机大巷延伸掘进一次成巷支护技术研究 .pdfVIP

输送机大巷延伸掘进一次成巷支护技术研究

为了满足生产需要及工作面的接续，形成完善的运输系统，需对一水平北翼

带式输送机大巷进行延伸，巷道使用综掘进机进行掘进，一次截割成巷。对巷道

进行支护设计，采用锚网索联合支护，并进行水沟、地坪浇筑。

标签：延伸;一次成巷;支护

1工程背景

东侧为一水平辅助运输大巷延伸段;南侧为已掘进带式输送机大巷;西侧为一

水平回风大巷延伸段;北侧为未开拓区域。煤层厚度最大11.6m，最小9.8m，平

均10.5m;煤层倾角最大3°，最小0°，平均0.3°。一水平北翼带式输送机大巷延

伸巷道为煤巷，采用矩形断面，长度为515m，巷道掘进宽度4.4m，掘进高度

3.75m，掘进面积16.5m2。

2支护设计

（1）巷道开挖围岩破坏深度。巷道宽度为4.4m，直接顶板为煤层及其底板

泥岩，取普氏系数（即岩石硬度系数）为4。由于顶板泥岩普氏系数取值为4，

计算得到顶板围岩破坏深度为0.55m。

（2）錨杆支护参数计算。考虑本硐室埋深较浅，且顶板为泥岩及煤层，所

以能确保顶板稳定方能保证硐室的支护安全性，本次设计巷道帮部与顶板采用相

同的支护参数，以确保安全。

①锚杆长度L：锚杆长度L=1.5m，设计取2.1m。

②锚杆锚固力与锚固长度。锚杆选用直径Ф20mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆

BHRB335，σ=335MPa。锚杆锚固力计算：

式中：F—为巷道顶板单根锚杆破断力，kN;σ—为锚杆的屈服强度，

335MPa;r—为锚杆直径，20mm。由上述计算结果可知：单根锚杆破断力为：

105kN，设计取顶板锚杆锚固力大于105kN，即PF。锚杆理论锚固长度计算：

式中：σ—为锚杆的屈服强度，335MPa;D—为锚杆孔径，28mm;

τ—为树脂药卷与孔壁粘结强度，取值为1～5MPa，煤层取小值，岩层取大

值。由以上计算可以得到锚杆理论锚固长度为l1≥1228mm。

③锚杆支护间排距。锚杆的锚固力应不小于被悬吊不稳定岩层的重量，即：

式中：K1—为安全系数，一般取1.5～2.5;K2—为动压影响系数，取2;a1、

a2—为锚杆间排距;γ—为不稳定岩层平均重力密度，取25kN/m3。假定锚杆支护

的间排距相同，则间排距为1110mm，取1.1m，考虑到永久巷道，选择锚杆间排

距为0.8m。

（3）控顶距。顶板进行支护后，迎头最小控顶距为300mm;如遇断层等特殊

构造使顶板变松软破碎时，及时缩小循环进尺，缩小锚杆间排距对顶板及时进行

支护。

（4）支护参数确定。一水平北翼带式输送机大巷采用Φ20mm×

2100mm的Ⅱ级左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间排距800×800mm;锚索采用

Φ15.24mm×7500mm钢绞线，间距2m，排距2.4m。

3临时支护形式

临时支护的形式、材料、规格和要求：顶板条件比较好时采用带有初撑力的

安全点柱作为临时支护，安全点柱为6根，安全点柱初撑力不小于10kN，使用

3寸、2寸钢管加工制成，高度4000mm，至少要4用2备;安全点柱帽8块，规

格：长×宽×厚=1000mm×200mm×80mm。安全点柱要打实打牢，严禁空顶作业。

掘进机每截割一循环后，将掘进机退出，截割头落地，断电并闭锁，并盖上

截割头防护罩;锚顶前，按设计在未支护顶板下方布置安全点柱，严禁空顶作业。

安全点柱沿巷道中线等距离布置，间排距2000mm×2500mm，靠近迎头一排

距离迎头不超过900mm，且必须加木楔带帽使用，底板松软时必须穿鞋，严禁

打在浮煤、浮矸上。

4地坪、水沟浇筑

根据设计要求，一水平北翼带式输送机大巷需浇筑地坪，浇筑厚度均为

150mm;一水平北翼带式输送机大巷、联络巷均需浇筑水沟，一水平北翼带式输

送机大巷毛水沟规格为500mm×400mm，净尺寸为300mm×250mm;混凝土浇筑

强度为C20。

（1）地坪浇筑施工方法：①巷道底板整平→巷道底板喷水→卸入混凝土→

混凝土铺平→第一次混凝土振捣器振捣→测量腰线→第二次采用自制平板混凝

土振捣器、振捣、拉平→测量腰线→整改、再次拉平→砼养护。②砼配合比为：

水泥：砂子：石子=1：1.35：2.42。③搅拌站必须严格按