锚梁网支护设计方案
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U型棚支护更改为锚梁网支护安全技术措施一、背景信息在隧道、矿山和其他地下工程中,支护结构的安全性是至关重要的。
U型棚支护和锚梁网支护是两种常用的地下工程支护方法,其中U 型棚支护主要适用于土质较软的地层,而锚梁网支护则更适用于地质条件较为复杂的地层。
因此,在一些地下工程的设计和建设中,U型棚支护需要更改为锚梁网支护方式,以提高支护结构的安全性。
二、锚梁网支护技术简介锚梁网支护是一种广泛应用于地下工程支护的方法。
它主要包括以下几部分:1.钢筋锚杆:钢筋锚杆作为主要支撑材料,嵌入地层中起到固定作用。
2.锚杆衬套:为了保护钢筋锚杆不被地层土石磨损,常常使用管道进行保护。
3.锚杆锚固件:支撑钢筋锚杆的关键,它能够将钢筋锚杆固定在地层中。
4.支护网:是支撑结构的主要构件,它可以将地质条件复杂的地层支撑稳固。
5.锚梁:用于锚固支护网的一种构件,可以将支护网与钢筋锚杆连接起来。
三、从U型棚支护到锚梁网支护在进行从U型棚支护到锚梁网支护过渡时,需要采取一系列安全技术措施,以确保支护结构的安全可靠。
1. 管理措施更改支护方式需要加强管理措施。
管理措施包括:1.制定详细的施工方案,严格按照支护设计要求进行施工。
2.定期检查施工现场,确保施工工作符合设计要求。
3.加强工人培训,提高施工人员的安全意识,保证施工过程中的安全生产。
2. 设计措施从U型棚支护到锚梁网支护需要进行支护结构的重新设计。
其中,设计措施包括:1.根据实际地质条件重新确定支护方式,选择合适的锚杆长度和支护网规格。
2.确定钢筋锚杆布设间距和深度,以确保钢筋锚杆在地层中的牢固程度。
3.根据现场情况确定混凝土喷射速度和厚度,保证喷射混凝土的质量和牢固性。
3. 监测措施在进行施工过程中,需要进行监测措施确保支护结构的稳定性和安全性。
监测措施包括:1.定期检查锚杆的锚固情况,保证锚杆牢固可靠。
2.监测地层位移情况,检查锚杆衬套和混凝土的稳定性。
3.监测施工现场周围地质环境的变化,及时进行调整和加固。
基坑支护施工方案(锚杆、挂网、钢管桩)1. 背景介绍在城市建设和基础设施建设中,基坑工程是一个重要的环节。
基坑工程支护方式种类繁多,其中以锚杆、挂网和钢管桩支护方式在基坑工程中应用广泛。
本文将从设计原理、施工方法、风险控制等方面对这三种基坑支护方案进行详细介绍。
2. 锚杆支护方案2.1 设计原理锚杆支护是通过将钢筋或钢绞线埋设于土体中,然后以锚固器连接混凝土或钢板支撑结构,形成一个相互协调的支护系统,起到稳定和支撑基坑土体的作用。
2.2 施工方法锚杆支护的施工步骤主要包括基坑开挖、孔洞钻掘、锚杆埋设和拉绳固定等。
施工过程中需要注意选择合适的材料和设备,并严格按照设计要求进行施工,确保支护效果。
3. 挂网支护方案3.1 设计原理挂网支护是在基坑周围搭设网架结构,然后将网片挂在网架上,通过网片之间的连接使得整个支撑系统形成一个整体,能够有效地防止土体塌方和保护基坑周边的建筑物和道路安全。
3.2 施工方法挂网支护的施工主要包括网架搭设、网片安装、网片连接等步骤。
在施工过程中需要注意搭设网架的牢固性和整体性,确保挂网能够有效地支撑土体。
4. 钢管桩支护方案4.1 设计原理钢管桩支护是通过将钢管桩打入土体深层,形成一个桩墙结构,能够有效地增加土体的稳定性和承载能力,保证基坑附近建筑物和道路的安全。
4.2 施工方法钢管桩支护的施工包括桩位标定、挖掘桩孔、安装钢管桩和桩顶梁等步骤。
施工过程中需要注意桩的垂直度和间距,确保桩墙的整体稳定性。
5. 风险控制在基坑支护施工过程中,需要严格按照设计要求和施工规范进行操作,加强现场安全管理,确保施工人员的安全。
同时,应及时处理施工现场出现的问题,避免延误工期和造成不必要的经济损失。
6. 结语基坑支护是基础工程中重要的一环,选择合适的支护方案对于土体稳定和基坑周边建筑物的安全具有重要意义。
锚杆、挂网和钢管桩支护是常用的支护方式,通过本文的介绍,希望读者能够更加深入地了解这三种支护方案的设计原理和施工方法,为基坑工程的顺利进行提供参考。
锚梁网联合支护技术在复合顶板回采巷道中的应用[摘要]浅析煤矿巷道锚杆支护的发展应用情况、复合顶板的破坏机理和特点、复合顶板锚杆支护设计及锚梁网联合支护效果分析。
[关键词]复合顶板巷道锚梁网联合支护效果中图分类号:td353 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0221-011、引言煤矿巷道锚杆支护,从1955年就开始,经过多年的研究、改进与工程实践,现已成为我国煤矿巷道的主要支护形式。
它的主要特点:支护费用少,劳动强度小,实现巷道大断面容易等。
后来锚梁网组合使用,又进一步扩大了锚杆支护的应用范围。
锚杆支护在煤巷的扩大应用,大大促进了煤炭工业的进一步发展。
如今在地压小,断层破碎带少的煤矿,也都基本实现了全锚化。
特别是一些综采回采巷道,多为复合顶板巷道,支护极其困难。
采用传统的工字钢架棚支护,当开采顶部煤层时,由于回采产生的巨大压力,往往会发生严重的支护变形、破坏,以致造成冒顶,需经常维修;同时在工作面前需拆棚、回掘等,其工序复杂而又危险。
组合锚杆支护作为一种主动支护形式,非常有利于工作面端头的支护和安全回采。
2、复合顶板的破坏机理和特点2.1 破坏机理1)结构破坏。
①开挖后的巷道,岩层抗水平应力截面减少,在水平应力作用下煤层沿水平层理面向巷道挤入,使得巷道帮顶受水平应力作用而破坏。
②开挖后,围岩受力状态也由三轴应力变为单轴压应力状态。
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,假如锚杆长度、刚性越大,会受力越大。
锚杆受力达到极限强度被破坏,岩层跟随发生破坏。
③围岩中节理构造面的存在,对围岩的承载能力及稳定性影响较大,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。
2)塑性破坏。
①开挖后围岩先由压应力引起的挤压破坏,随着向围岩深处发展,引起岩石裂隙扩张和体积膨胀,造成巷道周边岩层弯曲,弯曲拉应力导致顶板岩层破坏。
附:1.锚网喷支护巷道锚网施工标准一、适用范围本标准适用于孟津煤矿井下所有锚网支护的工作面。
二、依据文件《煤矿安全规程》;《采矿工程设计手册》;《煤矿井巷工程质量验收规范》(GB50213-2010)。
《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法(试行)》三、锚网支护技术标准1、锚网支护材料1.1一般要求设计选用的锚杆支护材料必须符合国家标准和相关行业标准,并具有产品合格证。
锚杆(锚索)杆体及其附件、其它组合构件等的力学性能必须相互匹配。
1.2 锚杆、托板、螺帽1.2.1 金属杆体、托板、螺帽必须符合MT 146.2-2002的规定。
1.2.2 树脂锚杆杆体必须符合有关标准的规定。
1.3 锚固剂树脂锚固剂必须符合MT 146.1-2002的有关规定。
锚固剂生产厂家必须提供质量合格证。
1.4 钢带钢带的选用必须根据巷道具体情况选用不同型号和规格,钢带材料抗拉强度不低于375MPa。
1.5 锚索1.5.1 锚索用钢绞线必须符合GB/T 5224-2003的规定;优先选用抗拉强度等级不低于186MPa,延伸率不小于 3.5%,直径不小于15.24mm的钢绞线。
1.5.2 与钢绞线配套的锚具必须符合GB/T 14370-2000的规定。
1.5.3 锚索托板的承载力必须符合MT/T 942-2005的要求。
1.6 网锚杆支护巷道宜选用钢筋网,在条件允许的情况下,可选用符合相应技术标准的编织金属网或其它材料的网。
1.7 喷射混凝土服务期长的巷道或维修巷道可采用喷射混凝土等封闭措施。
2、锚杆、锚索支护施工2.1 一般规定锚杆支护施工必须按掘进工作面作业规程的有关规定进行。
2.2 临时支护锚杆支护巷道掘进工作面必须采用临时支护,不得空顶作业,其临时支护形式、规格、要求等必须在作业规程、措施中明确规定。
2.3 顶板支护锚杆支护巷道落煤(岩)后,需及时进行顶板支护。
若两帮煤体稳定,帮锚杆施工可适当滞后,滞后距离和最大空帮时间必须在作业规程、措施中明确规定。
1、巷道施工前,必须根据地质部门提供的地质资料对巷道的支护进行设计,选择合理的支护参数。
2、施工期间,锚网索巷道由技术员、施工单位配合在巷道中每隔50米或顶板眼岩性变化时,用锚杆机对顶板岩性进行一次探查,探查情况详细记录在台帐上,并根据探查情况,对锚网索支护重新进行设计,选择合理的支护参数。
3、三角门、四角门开口位置必须选择在无构造、顶板完整、无淋水、巷道跨度较小的地点,且开口处上下5米必须采用架设钢棚加强支护,开口时必须架设抬棚,并向前施工5米后,迎头顶板岩性完整时,方可采用锚网索支护。
4、较大断层及围岩破碎带、应力集中区域、顶板淋水区域、裂隙发育区域、巷道顶板泥岩厚度大于1m或锚杆锚固端不能锚入直接顶稳定岩层区域,巷道穿层地点、或因片帮等原因巷道宽度大于4m的地段,必须采用架设钢棚加强支护或在原锚网支护基础上采用14#槽钢作为托梁将锚索连锁在一起,使之形成一个整体,将巷道浅部松散破碎的岩体悬吊在上部稳定岩层上。
5、断层落差≥1m时,必须在原支护的基础上增加支撑式支护,断层落差小于1m 时,采取缩小锚杆间排距,并在断层面上施工锚索加强支护。
6、煤层松软地段施工时必须采用风镐配合手镐作业,严禁放炮。
上帮支护必须紧跟迎头,严禁滞后锚帮(顶板锚杆施工好后,立即施工上帮锚杆)。
并严格控制采高,严禁巷道超宽超宽。
7、所有锚网及锚梁网索施工巷道由安质科牵头,技术科、生产科、施工单位参加用锚杆拉力计进行锚杆锚固力检测。
锚杆锚固力检测时,必须在现场做拉拔力试验,每30m巷道抽样检查一组,每组随机抽样3根(顶板1根、两帮各1根)进行检查,并做好记录。
拉拔加载至锚杆设计锚杆力,被抽查的3根锚杆都应符合设计要求。
若有1根不符合要求,应再抽查一组进行拉拔试验。
如仍不符合要求,应向矿总工程师汇报,组织人员分析原因并及时采取补救措施或更换支护形式加强支护。
8、锚网喷巷道每次喷浆前必须对顶帮所施工的锚杆螺母进行二次紧固,紧固到位后由当班安全员对锚杆的间排距、施工角度及锚杆外露长度进行检查,如发现不合格的必须边上补打锚杆,对锚杆螺母预紧力矩进行抽查,抽查时顶板及两帮各一组(3组),每组不得少于3根,每组中有一根达不到设计要求的,应再次进行紧固,并再抽查一组,如仍有不合格的,则落实再次进行紧固,紧固到位后由安全员对这个循环所施工的锚杆全部进行检查,并做好记录,全部合格后方可同意喷浆。
锚杆框架梁支护施工方案及方法1、锚杆制作锚杆采用热轧螺纹钢筋,钢筋连接采用双接帮焊工艺,采用双面焊接时焊接长度不小于5D,采用单面焊接时焊接长度不小于10D。
锚杆施工除不需对锚杆进行张拉外,其施工流程、孔位容许偏差、钻孔技术要求等均与锚索施工要求基础相同。
2、钻孔测量定位:坡面检查合格后,按设计要求测量放线测量孔位,孔位误差不得超过±2cm,锚孔偏斜度不应超过5%。
钻机就位:用地质罗盘仪或量角器定向,钻杆与水平夹角有为20°,并确保钻机安装支架牢固稳定。
钻孔机具:采用空压机供风,潜孔钻无水干钻成孔,禁用水冲成孔;使用钻头直径不得小于设计孔径。
钻孔深度:为确保锚孔深度,钻孔深度大于设计深度0.5m以上。
特殊情况处治:钻孔速度应根据使用钻机性能和锚固地层严格控制,防止钻孔扭曲和变径,造成下锚困难或其它意外事故;如遇地层松散、破碎时,则采用套管跑进钻孔技术;如遇塌孔、缩孔现象,立即停钻,及时行灌浆固壁处理(灌浆压力0.1~0.2Mpa),待水泥砂浆初凝后,重新扫孔钻进,以使钻孔完整;若遇锚孔中有承压水流出,必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
锚孔清理:使用高压空气(风压0.2~0.4Mpa)将孔内岩粉及积水全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。
锚孔检验:锚孔成孔结束后,须经现场监理检验合格后,方可进行下道工序。
钻孔记录:钻进过程中应对锚索孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速),地下水及其它特殊情况作好现场施工记录。
3、注浆注浆材料采用普通硅酸盐水泥,锚孔中岩粉及积水全部清除干净后,采用M30水泥砂浆进行一次性注浆,即孔底返浆法进行注浆,注浆压力为0.5~1.0Mpa,注浆过程中,注浆管从孔底缓慢抽出,当孔口冒浆10秒以上时才可停灌。
4、钢筋混凝土框架梁施工钢筋混凝土框架梁施工程序为:测量放线→锚梁开挖→支立模板→绑扎钢筋→现浇混凝土→混凝土养护。
基础底面处理:基底用2~5cm厚水泥砂浆找平,遇边坡有局部超挖较大悬空处采用浆砌片有利于嵌补。
124沛城煤矿生产能力30万t /a ,井田呈单斜构造,煤层赋存标高-1000~-175m,煤层平均倾角36°,井田范围断层发育,对掘进回采十分不利。
目前东翼回采已基本结束,三七采区为矿井主采区,并且此采区的8个工作面已回采6个,采区服务年限基本趋于尾声,矿井接续紧张,找煤工作已迫在眉睫。
为了缓解接续紧张,沛城煤矿决定开采放弃的7379工作面。
1 工程地质条件图17379材料巷位于三七采区,布置在煤层中跟底板掘进,煤层厚度在3.0~5.2m之间,平均厚约 4.1m,受火成岩侵蚀影响,厚度变化较大;顶板为2.2m粉砂岩、中砂岩;底板为粉砂岩、砂岩。
煤该巷水平标高-800~-788m;上部为7377工作面采空区,东部为7378探煤巷。
施工中将遇到两个斜交断层,将从7377运输巷绕道下部穿过,根据采区其他掘进巷道及回采工作面矿压观测资料分析,该区域地压明显,如图1所示。
2 巷道支护的技术难点与支护方案2.1 技术难点2.1.1 巷道掘进40m,后部巷道变形量较大,矿压显现较明显,主要表现在:煤炮较频繁,造成掉顶、片帮、托盘崩盘;巷道变形,顶帮向巷道空间移近,造成断面尺寸缩小、达不到设计要求;顶板破碎,出现兜网、梯梁扭曲变形甚至掉顶。
给安全造成威胁,常规的锚网不能满足支护强度的 要求。
2.1.2 掘进过程中遇到两条对巷道支护影响较大的断层,巷道未摆脱断层裂隙发育带和断层构造带的影响,对巷道稳定性和维护极为不利。
2.1.3 巷道上部距三七-800探煤车场较近,空间距离影响了锚杆支护的组合梁作用和加固拱作关于矿压应力带锚梁网索联合支护的探讨李厚领(华润天能徐州煤电有限公司沛城煤矿,江苏 徐州 221600)摘要:沛城煤矿7379材料巷在采空区、构造带等矿压应力区,具有复杂的地质条件,巷道煤炮较频繁,造成掉顶、片帮、托盘崩盘、顶板破碎,出现兜网巷道变形,巷道支护问题日益突出。
文章以7379材料巷为研究对象,分析了矿压应力带围岩变形特征,尝试了矿压应力带锚杆强化支护技术,通过实践,所采取的支护参数有效地控制了围岩的变形,满足了矿井安全生产的要求。
一、巷道概况及地质条件:(一)、巷道概况(巷道名称、位置、用途):2631(3)上风巷位于我矿西三采区13槽,巷道西起2631(3)上风巷进料联巷,东至2631(3)切眼。
设计全长为836.5米,现由于下顺槽施工期间提前见压,因此相应将上风巷、下顺槽的设计长度减少了8米,变更后上风巷长度应为828.5米。
目前巷道跟13-2煤层顶板施工,截止到11月30日早班止,已施工486米,预计再向前施工342.5米将到设计切眼位置。
巷道所处标高为-576~—615米,其主要作用是:2631(3)工作面回采期间回风、进料用。
(二)、巷道掘进范围内的地质资料:<一>、巷道顶、底板纵向上的地质资料:根据地测科提供的《2631(3)工作面掘进地质说明书》及结合WⅡ-3-7、ⅤⅢ-5勘探钻孔的地质情况,表明剩余342.5米巷道中的13-1煤层、13-1煤层及其顶底板岩性情况基本如下:A:煤层情况: 13—1煤厚4.35m~4.58m ,13—2与13—1煤层间距0.6~0.64m,目前为1.1米,13—2煤厚0.85~1.37m,目前为1.0米。
B:顶板情况,自下向上划分为:①、13—1煤层: 厚度4.0m~4.55m;②、泥岩:厚度0.58~0.64m,目前1.1米;③、13—2煤层: 厚度0.83~1.35m,目前1.0米;④、泥岩:厚度1.37m~1.39m;⑤、砂质泥岩: 厚度6.61m~8.48m;岩石坚固性系数为1.5~6.0m。
B:底板情况,自上向下划分为:①、泥岩,厚度0.7~0.72m;②、中砂岩,厚度0~2.03m;③、泥岩, 厚度0~1.29m;④、12煤, 厚度0.27~0.55m;根据以上地质资料并结合本巷道受2621(3)工作面回采期间地应力影响后,13-1煤层与13-2煤层夹矸极为破碎等因素。
因此,决定2631(3)上风巷剩余的342.5米跟13—2煤层顶板掘进。
c:围岩分类:根据以上地质资料并参照煤炭工业出版社出版的《井巷工程》中岩石的性质与工程分级、分类表:确定本施工区域内13—2煤层顶板为Ⅲ类(中等稳定岩层)岩石。
<二>、巷道左、右侧横向上的支护条件及支护分析:1)、2621(3)工作面采用综放开采,于2004年采完,本巷道掘进与上阶段回采的间隔时间仅有2年左右。
2)、本巷道与2621(3)采空区之间仅留2米隔离煤柱,且上阶段下顺槽掘进期间每隔50米在其下帮施工瓦斯抽放钻场,钻场长4米,深2.5米。
3)、由于受上阶段回采应力的影响,2米隔离煤柱的支撑强度大大降低,甚至在过钻场期间,采空区侧的顶板将完全失去煤柱的有效支撑。
如果支护设计与施工不当,巷道顶板有发生断裂垮落的可能性。
二、巷道断面、形状的选择:因本巷道跟13-2煤层顶板施工,且巷道沿煤层走向掘进,由于煤层的自然倾角确定该巷道断面形状为:斜梯形,同时根据本工作面回采期间的综采支架及大型设备需要,确定本巷道规格为:巷宽×中高=4000×2800mm(具体要见巷道断面布置图)。
三、巷道支护设计:1、顶板支护:(1)锚杆、锚索联合支护方案的选取:根据以上地质资料,因13—2煤层顶板中有1.37~1.39米的泥岩以及本巷道上帮距2621(3)采空区2米煤柱的支撑强度已大大降低等因素,若顶板仅采用单一的锚杆、索支护,很难保持顶板的稳定性,尤其是上帮的支护强度得不到保证,易导致顶板下沉或垮落。
若采用采用锚杆、锚索+11#工字钢棚联合支护,锚索具有很强的柔韧性,锚索长度可随意调整,可以锚固到13—2煤层顶板的砂质泥岩中,能有效控制直接顶内岩性相对较差的泥岩以及实现将支护载荷传递至深部稳定岩层的目的;同时,上帮采用工字钢柱腿支护时,能有效提高巷道上帮的支护强度,避免顶板严重下沉和整体垮落事故的发生,能有效地支护住顶板。
因此确定2631(3)上风巷顶板采用锚杆、锚索+11#工字钢棚联合支护为能有效控制锚杆(索)之间岩石块体的冒落及改善顶板表面岩层的完整性和韧性,决定在施工巷顶锚索之前,首先沿顶板表面、垂直于巷道走向方向铺设金属网(10#铁丝编制),然后用12#槽钢作托梁、A3钢作托板(规格140×90×10mm)配合锁具、Z2355型锚固剂联合支护顶板。
顶板支护结构采用:锚杆+锚索+12#槽钢梁+金属网。
2、锚杆(索)支护参数选取:(1)锚索几何参数(长度、直径、强度)的确定:A、锚索材料(直径、强度)的确定:根据我矿13槽锚杆(索)支护经验及结合本施工区域内的顶板岩性情况,确定本巷道锚索支护材料如下:锚索选用高强度、低松驰级,每根锚索采用7根¢5mm钢绞线粘结组成,直径¢15.24mm,重量1.1Kg/m,截面积S=146mm2,强度为1860Mpa,最低破断载荷260KN。
B、锚索长度的确定:Ls =L1+KL2+L3式中 L1:锚索外露长度,取0.20m;K:伪顶和直接顶厚度不均匀系数,取K=2;L2:伪顶厚度,L2=1.4m;L3:锚索锚固段长度(锚入稳定岩层长度不低于1 m),取L3=1.2m;根据锚索锚固段长度,每根锚索配备4卷Z2355型树脂锚固剂,Ls=L1+KL2+L3=0.20+2×2.0+1.2=5.4m取8米。
(2)锚杆(索)附件(托梁、托板、木垫板)参数的确定:A、托梁的确定:据《2631(3)工作面掘进地质说明书》及结合WⅡ-3-7、ⅤⅢ-5勘探钻孔提供的地质情况,13—2煤层顶板中1.4米为泥岩,岩性较差,为最大限度地改善顶板表面岩层的完整性和韧性,决定采用12#槽钢梁作为锚索托梁(长度根据巷道顶板自然宽度确定3.3米)。
B、托板的确定:根据我矿锚梁网支护经验:巷顶采用12#槽钢作托梁时,采用A3钢加工制作的金属平托配合使用(托板规格根据槽钢梁宽度而定:140×90mm×10mm)。
C、韧性垫板的确定:为避免锚索在顶板应力初次来压时断绳现象的发生,必须给锚索一定的让劲。
根据我矿锚梁网支护的经验,确定采用优质木材加工的可缩性垫板作为锚索让劲的介质。
可缩性木垫板的规格:长×宽×厚: 140×90mm×50mm。
D、金属网的确定:根据本巷道施工区域内的顶板情况,决定采用10#铁丝编制的菱形金属网配合槽钢梁、锚杆(索)改善顶板表面岩层的完整性和韧性,控制锚杆之间岩石块体的冒落,金属网抗拉强度为:300~500Mpa,伸长率:(标距100 mm)不小于12%。
(3)锚杆几何参数(长度、直径、强度)的确定:A、锚杆材料(直径、强度)的确定:根据地测科提供的《2631(3)工作面掘进地质说明书》及结合WⅡ-3-7、ⅤⅢ-5勘探钻孔提供的地质情况,13—2煤层顶板中1.4米厚的泥岩较软,围岩变形量较大。
因此,要求锚杆杆体适应变形能力相应增加,与之相应,锚杆拉拔力及锚杆杆体长度也应该相对增加。
因此,确定本巷道锚杆支护材料如下:根据锚杆拉拔力巷顶(岩孔)≮100KN,确定巷顶锚杆直径为¢20mm的高强锚杆。
巷帮锚杆拉拔力(煤孔)≮40KN,确定巷帮锚杆直径为¢20mm的螺纹锚杆,根据我矿物管部门的质检报告:直径为¢20mm锚杆杆体的抗拉强度为:490Mpa,杆体伸长率≥15%,杆体屈服强度为:335Mpa。
锚杆安装预应力不得低于15KN,锚杆螺丝扭矩不得低于100N.m。
最终拉拨力不得小于100KN。
B、锚杆长度的确定(按悬吊理论):根据地质部门提供的地质资料,并结合WⅡ-3-7、ⅤⅢ-5勘探钻孔提供的泥岩厚度及锚杆锚入砂质泥岩中的有效锚固长度,确定巷顶锚杆长度:Lg=KH+L1+L2式中Lg:锚杆全长, m;K:安全系数,一般为2,但本巷道顶部采用锚杆、锚索联合支护,因些,巷顶锚杆主要起组合梁及加固拱作用,巷顶不稳定岩层主要由锚索悬吊,取安全系数为1.5;H:软弱岩层厚度,为1.4 m。
L1:锚杆锚入稳定岩层的长度,取为0.25m。
L2:锚杆外露长度,取为0.05 m。
代入上式:Lg =1.5×1.4+0.25+0.05=2.4m取2.5米。
(3)、锚固参数(孔径、锚固剂型号、锚固长度)的确定:①锚杆孔径的确定:根据锚杆支护“三径”(锚杆直径、锚固剂直径、锚杆孔径)应该相匹配的原理及结合已确定的锚杆杆体直径¢20mm,确定锚杆孔径:根据我矿13槽的锚杆支护经验,锚杆孔径与锚杆杆体之差,保持在8mm时,锚固效果较好,所以,确定本巷道锚杆孔径为¢28mm(选用¢27mm的合金钢钻头钻进)。
②锚固剂型号的确定:a、锚固剂直径的确定:锚固剂锚固性能的好坏与锚杆支护“三径”(锚杆直径、锚固剂直径、锚杆孔径)合理匹配密切相关。
因此,要发挥树脂锚固剂的最佳性能,实现锚杆拉拔力的最佳效果,锚固剂直径应与锚杆孔径¢28mm、锚杆杆体直径¢20mm相匹配。
根据锚杆支护“三径”相匹配原理,及结合我矿13槽锚杆支护经验,锚杆孔径与锚固剂直径之差,保持在5 mm时,锚固效果较好,所以确定树脂锚固剂的直径为¢23mm。
(3)锚固长度的确定:根据锚杆设计拉拔力:巷顶最终拉拔力(岩孔)不得低于100KN, 巷帮(煤孔)不得低于40KN,锚索最终拉拔力不得低于200KN,确定其锚固长度为:锚索锚固长度(锚入稳定岩层长度不低于1m):1200mm,每孔采用4卷Z2355型锚固剂。
锚杆锚固长度:800mm,每孔采用2卷Z2355型锚固剂。
(4)锚杆(索)间、排距的确定:a、按悬吊理论计算间、排距:Ⅰ、根据悬吊理论,每杆锚杆(索)悬吊岩石的重量要小于或等于锚杆(索)拉拔力Q 或杆体拉断力P:即Q=KHa2r式中Q:锚杆设计拉拔力,100KN;K:安全系数,取1.5;H:软弱岩层厚度(或冒落拱高度)取1.4m;a:锚杆的间、排距,m;r:软弱岩层(被悬吊岩层)的平均重度,取26KN/ m3由上面公式,可以得锚杆(索)间、排距计算公式:Q/a=KHra=6*100*4.125.1/a=1.83 m因锚杆支护的理论计算存在许多理想因素和隐蔽因素,所以,在选取通过理论计算锚杆支护参数的同时,必须结合同区域、同类型或近似类型巷道的支护经验,保留一定安全系数。
所以,在参照以上计算结果,同时结合本巷道特殊的地质条件,决定保留2.0的安全系数,取a =0.7~0.90m。
按照每排布置三根锚索、二根锚杆考虑,锚索间距为800mm,锚杆间距为3200mm,排距均为700mm,锚索沿巷道中心线对称布置,锚杆布置在两帮肩窝处,综上所述,顶部支护采用3根锚索、2根高强锚杆配合12#槽钢梁、10#铁丝编制的金属网联合支护,锚杆(索)间排距800×700mm。
(二)、巷道帮部支护:<一>、巷道上帮的支护:根据本巷道上帮距2621(3)采空区只有2米的隔离煤柱及每隔50米巷道将过一长向长为4米的瓦斯抽放钻场等条件,决定上帮采用单体走向棚支护。