锚网索联合支护在深井大断面切眼的应用王凤昌
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锚网索支护在大断面硐室施工中的应用发表时间:2012-12-14T16:49:32.013Z 来源:《赤子》2012年第19期供稿作者:纪占军[导读] 总结以往锚索网支护的经验,在大断面硐室施工中大胆采用锚网索联合支护技术,变被动支护为主动支护,取得良好效果。
纪占军(黑龙江省龙煤矿山建设有限公司建井工程处,黑龙江鸡西 158100)摘要:针对鸡西矿业集团采掘接续的现状,总结以往锚索网支护的经验,在大断面硐室施工中大胆采用锚网索联合支护技术,变被动支护为主动支护,取得良好效果。
关键词:锚杆;锚索;钢网;联合支护;大断面硐室 1 工程简介鸡西矿业集团滴通矿年设计生产能力50万吨,于1980年正式投产。
22北翼采区为其接续采区,北翼采区工程的开拓进度,直接影响矿井的采掘接续,绞车房是北翼开拓的重点工程。
22北翼采区绞车房由枣庄工程设计院负责设计,净宽8m,高5.8m,S荒=43.66m2,S净=39.52m2,为混凝土砌碹支护。
建井工程处技术人员通过对现场深入研究,决定采用锚杆、锚索、钢带、钢网、喷浆联合支护,取代混凝土砌碹支护。
实践证明,该支护不仅大大提高了施工进度,缩短了工期,而且能完全满足设计要求。
22北翼采区绞车房布置在2煤顶板岩层中,底板标高-480m,2煤顶板砂岩厚度7~21m,平均厚度10m,灰色、灰白色中细砂岩,致密坚硬,泥硅质胶结。
2 支护方式及参数确定根据鸡西设计院原有支护设计,采用混凝土砌碹支护,由于混凝土砌碹支护,施工难度大,工期长,无法满足要求。
因而采用锚杆、锚索、钢带、钢网、喷浆联合支护,以主动承载保持巷道及周边围岩的稳定性。
该硐室采用半圆拱形断面,巷道净宽8m,高5.8m,S荒=43.66m2,S净=39.52m2。
选用枷?准20,长度2400mm,左旋无纵筋螺纹钢锚杆,锚杆间排距500mm×500mm;锚索选用?准15.24钢绞线,每2m一组,每组5棵,钢绞线长6m;采用端头锚固,2卷树脂药卷;采用全断面挂钢筋网支护,规格:1500mm×1200mm,网格100mm×mm100mm,逢孔必连:钢带长2m,采用6m带铁加工而成,成排布置,与巷道前进方向垂直;喷射混凝土配料中,水泥选用425硅酸盐水泥,沙子选用中粒河沙,石子粒径≤25mm,混凝土配料体积比为水泥:沙子:石子=1:2:2,混凝土的设计标号为C20,喷浆厚度200mm。
深井复合顶板超大断面切眼锚网(索)+托梁联合支护技术研
究
陈义军
【期刊名称】《《能源与环保》》
【年(卷),期】2018(040)009
【摘要】针对深井复合顶板超大断面切眼存在支护困难等技术难题,采用理论分析和工程计算方法对平煤股份十一矿己_(16-17)-24030切眼破坏变形特征进行了分析,确定超大断面切眼施工技术方案,并对支护效果进行检验。
结果表明,深井复合顶板条件下,切眼断面尺寸达到宽×高为10. 0 m×4. 3 m,采用锚网(索)+托梁联合支护施工方法,最终切眼顶板下沉量最大值为188 mm,两帮收缩量最大值为376mm,上覆岩层变形主要发生在直接顶区域(0~4 m),4~6 m岩层变形量为30 mm左右,完全在控制范围内,具有良好的支护效果。
【总页数】5页(P176-180)
【作者】陈义军
【作者单位】平煤股份十一矿河南平硕山467000
【正文语种】中文
【中图分类】TD353
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1.复合顶板大断面开切眼锚网索支护技术研究 [J], 王宏志;张东升;王旭锋;张胜龙;程继鑫
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3.复合顶板大跨度切眼锚网(索)支护技术研究应用 [J], 王海宁;杨云龙;奚家米;陈新年;田俊蜂
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5.深井复合顶板超大断面切眼锚网(索)+托梁联合支护技术研究 [J], 陈义军
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锚杆索支护技术在大断面综放开切眼的应用
胡立年
【期刊名称】《中国矿业》
【年(卷),期】2013(022)004
【摘要】针对东方煤矿2111轻放工作面开切眼的煤质松软和支护情况,提出了采用锚杆索支护控制大断面围岩的思路.采用理论分析、计算机数值模拟和工程类比的方法,分析了锚杆索支护的作用机理,并进一步指出采用该技术可以有效及时抑制巷道围岩塑性区的发展,减小巷道表面位移量,实现巷道围岩在服务器内的稳定.现场应用实践表明,在开切眼采用锚杆索支护方式能够较好地控制巷道断面收敛,从而加快工作面安装速度,实现工作面的高产高效.
【总页数】4页(P65-67,86)
【作者】胡立年
【作者单位】山西晋城煤炭规划设计院,山西晋城048000
【正文语种】中文
【中图分类】TD353+.6
【相关文献】
1.综放大断面切眼锚网索支护技术 [J], 胡立年
2.大断面综放开切眼锚杆支护设计与围岩稳定性研究 [J], 陈永辉
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大断面煤巷锚网索联合支护的设计与应用摘要:实践表明,为了确保矿井运行的绝对安全,保障井下掘进的高效展开,工作人员必须做好巷道支护,根据这些年来我国的煤矿生产实际情况来看,锚网索联合支护技术对煤矿的安全生产有着重要的作用,将该技术应用到特厚煤层的大断面巷道中,可以极大的提高巷道的安全性。
基于此,论文首先说明了锚网索联合支护技术的相关特点,其次以工程案例为背景说明了大断面煤巷锚网索联合支护技术的具体设计和应用,希望可以为广大的煤矿工程师提供一定的参考。
关键词:大断面;煤巷;锚网索联合支护;矿压观测引言为了促进煤矿领域的可持续健康发展,加强大断面巷道的支护建设是极其重要的,可以保障巷道断面良好,使其满足煤矿的运输及设备安装需求,进而使生产过程更加高效顺利。
在煤矿生产具体的开展过程中,越来越多的配套设施投入其中,包括支护相关的配套设施,这极大的提高了煤矿在掘进过程中的安全程度,因此我国的煤矿管理部门也颁布了相关的法律法规来约束煤矿的生产,尽可能地保障煤矿的安全高效发展。
1锚网索联合支护特点纵观以往的矿井大断面巷道支护作业的具体情况,锚杆支护的应用是十分常见的。
锚网支护作为一种主动支护方式,凭借着自身的支护效率高、科学经济合理、安全稳定等优点,被广泛应用于大断面的巷道之中,可以实现煤层岩体的加固。
锚网索联合支护技术可以改善围岩离层和破裂等情况。
除此之外,锚网索联合支护技术所使用的金属网和托盘等其他辅助结构也可以使锚杆的预应力得到良好的分摊。
锚网索联合支护相对于单纯的锚杆支护来说效果更加良好,被应用在大断面中的锚索可以发挥出更大的抗剪能力和抗拉能力,该结构可以使顶板在锚杆的支撑下,强度得到进一步的巩固,并且锚索补强配合锚杆也可以使围岩的应力向其内部转移。
巷道顶板自身的预紧力和高承载能力可以由锚索支护提供,从而限制围岩的进一步变形和破坏。
上述受力过程实现了主动支护的作用,再借助金属网和托盘等其他构件就可以更进一步的提高巷道的支护效果。
锚网索喷联合支护技术在大断面软岩车场施工中的应用背景介绍软岩地层是指存在较大塑性和变形性的岩类,通常具有强的压缩变形和弱的剪切强度,其岩质松散,容易开裂、破碎、塌方等。
在煤矿等交通基础设施建设中,常遇到大断面的软岩车场支护问题,而传统的钢管支护、木板支护等方法无法满足工程需要,因此锚网索喷联合支护技术应运而生。
锚网索喷联合支护技术是指将锚网、锚杆、喷涂混凝土等多种支护方式结合起来的一种全新的支护方式。
该技术在大断面软岩车场施工中应用,可以更好地保障施工安全,提高工程质量,同时也可以在后续的运营中延长车场的使用寿命。
锚网索喷联合支护技术的优势锚网索喷联合支护技术利用了不同支护方式的优势,针对大断面软岩车场的特点,它具有以下的优势:1.支护效果好。
锚网和锚杆可以有效控制车场的变形,防止软岩坍塌,增强了局部的支撑能力;而混凝土喷涂则可以填补岩石间隙,进一步增加车场的稳定性。
2.施工周期短。
相比传统方法,采用锚网索喷联合支护技术可以减少施工时间,提高工程进度,缩短车场开通时间。
3.施工难度低。
该技术施工工艺简单,不需要开挖太深的洞穴,不需要大规模的土方作业,节约了施工成本和时间。
4.经济效益好。
在保障施工安全的前提下,锚网索喷联合支护技术相对成本较低,可以在提高工程质量的同时降低施工成本。
技术的应用实例该技术已经在各地多个软岩工程中得到广泛应用。
以某煤矿综采工作面为例,该作业面左右两侧均为断层构造,地面高差较大,软岩层发育,难以实施传统的钢管支护和木板支护。
因此,该煤矿采用了锚网索喷联合支护技术。
在施工过程中,首先进行了掏槽开挖,然后安装锚网和锚杆,并进行注浆加固;随后喷涂混凝土对其进行加固,使其整体形成了一个强度合理的车场支护结构。
经过对该车场的反复观察和测量,结果表明该车场的支撑和稳定效果显著,达到了预期的工程效果。
总结锚网索喷联合支护技术是一种全新的软岩车场支护技术,具有支撑效果好、施工周期短、施工难度低和经济效益好等优点。
锚网喷、锚索联合支护在深部矿井巷道中的应用李铭【摘要】以芦岭煤矿三水平石门支护为工程背景,根据现有的支护措施、围岩变形破坏状况及围岩力学分析,总结了巷道变性破坏的主要原因,提出错网喷、锚索联合支护方案,运用FLAC模拟软件对巷道位移场及围岩塑性区分布特征进行模拟计算,并通过现场矿压观测结果分析,该支护方案成功控制了巷道围岩的破坏变形,取得了良好的支护效果.【期刊名称】《中国煤炭》【年(卷),期】2013(039)003【总页数】4页(P33-36)【关键词】巷道支护;锚网喷支护;锚索支护;联合支护【作者】李铭【作者单位】安徽理工大学能源与安全学院,安徽省淮南市,232001【正文语种】中文【中图分类】TD353.61 地质概况芦岭煤矿三水平矿建工程主体岩巷均处工广保护煤柱线内,10#煤层底板距离巷道的垂直距离在30 m 以内,10#煤层厚 1.46~2.88 m,平均2.8 m,煤层底板为粉砂岩,局部含少量细砂,岩厚约10~30 m。
Ⅲ1采区石门沿掘进方向穿10#煤层施工,施工后期会揭露10#煤层。
该区域地质构造简单,煤岩层倾角20~27°,勘探中未发现较大的断层,根据区域地质构造分析,巷道进入-700 m以下,局部会出现小的隐伏构造,巷道受此影响,局部岩层倾角变化为23~27°,岩层裂隙较发育,岩层较破碎易冒顶。
2 巷道变形破坏原因根据现有的支护措施、围岩变形破坏状况及围岩力学分析,认为巷道变形破坏有两个方面原因。
(1)巷道围岩完整性差。
芦岭煤矿深部巷道围岩体强度较低,完整性差,岩体的强度是由岩石的性质和结构面的性质决定的。
此段巷道围岩的岩性是以细砂岩、砂质泥岩为主,岩石本身的强度较高,但是围岩结构面的性质较弱,结构面的裂隙发育很好,导致整个岩体的强度降低。
在高应力作用下变形非常明显,围岩的稳定性很差。
(2)围岩的力学性质。
Ⅲ1采区下部石门掘进深度约为930 m,根据芦岭煤矿的地应力测试报告分析,三水平的垂直应力近18 MPa,水平应力为12 MPa,较二水平而言,应力增加明显,使得围岩松动范围相应增加,破碎程度也明显加剧,变形强度会加剧。
锚网支护技术在大断面巷道施工中的应用随着煤层开采工作的不断推进,煤矿地质条件会不断地发生变化,井下的巷道受到高压作用时会出现围岩松软、难以支护等现象,容易造成巷道變形难以控制。
锚网支护技术作为煤矿巷道支护的主要手段,选择合理的支护材料和确定合理的支护参数是发挥锚网支护作用的关键所在。
本文主要结合自己的工作经验,对锚网支护技术的原理及特点进行理论剖析,系统地介绍了大断面巷道的锚网支护技术的应用问题。
标签:锚网支护技术;大断面;矿井深部0 引言随着我国煤炭资源不断减少,矿井开采的深度不断的加大,矿井深部开采过程中围岩受到地压影响较大,使得大断面巷道出现易发生变形。
煤矿浅部开采发展起来的支护理论和技术方法无法满足深井矿山巷道支护要求,因此对于这类高应力软岩大断面巷道的支护需要根据深部巷道围岩条件,探寻合理的技术方法和支护参数,以保障煤矿开采的安全。
1 深井矿岩地质条件简介在矿井深部回采过程中,随着地质条件的不断变化,部分硬岩逐渐演变为松脆易膨胀且风化的软岩,该类软岩极不稳定且矿压显现严重。
尤其是大断面巷道受到高应力的影响,两帮移近以及顶板下沉等问题都容易导致巷道边帮及顶板收缩变形,巷道地板的失稳容易发生底臌。
顶帮的收缩和底板的鼓起都严重影响到巷道的稳定性。
为确保正常的采掘工作,复杂地质条件下的的大断面巷道的支护支护至关重要。
2 支护原理及特点随着科技的发展,锚网支护理论中较为成熟的理论主要包括锚网悬吊作用引出的减跨理论、综合锚网提出的松动圈支护理论和受压与锚杆挤压加固作用而出现的组合理论。
在矿井复杂地质条件下的大断面巷道尽管有锚网支护作用,围岩变形量可以控制,但是随着地质条件的持续变化,围岩可能会进一步发生形变而需进行再次支护才使得巷道稳定。
由此,在锚网充分吊挂围岩的情况下,尽管可以消除巷道局部变形问题,但立体支护有更高的承载力和受力面支撑围岩,使得围岩的压力得到充分分解和释放,实现支护负荷均匀受力,最终达到巷道稳定的目的。
锚网索联合支护在深井大断面切眼的应用
王凤昌
(莱芜市钢城区煤炭工业局,山东莱芜271104)
摘要该文通过对潘西煤矿后六采区煤19顶板岩性分析,提出了对6197综采面切眼进行锚网索联合支护设计方案,实现了快速施工,保证了支护质量,降低了综合施工成本。
关键词锚网索联合支护深井煤巷应用
中图分类号TD353文献标识码B
潘西煤矿6197工作面设计走向长2100m,倾斜宽169m,开采煤层为煤19。
本区煤层为较稳定的中厚煤层,煤厚0.1 3.3m,平均煤厚1.8m,含夹矸一层,厚0 0.7m,平均0.2m,西部靠近切眼夹矸较厚,东部受煤层变薄影响,无夹矸。
煤层倾角22 34ʎ平均倾角28ʎ。
煤层顶底板岩性见表1。
6197切眼布置在19层煤中,根据相临6196运输巷矿压观测资料,140d时间水平移近量最大为236mm,垂直移近量最大为546mm,其中,顶板下沉量最大为42mm,底板底鼓量最大为504mm;该巷顶板岩石比较脆,易破碎,6197切眼顶板按Ⅳ类管理,尤其是遇地质构造时,会造成岩石破碎。
6197工作面切眼断面为矩形,掘进断面宽7000mm,高2800mm;净断面宽6800mm,高2600mm。
开门处巷道底板标高-715m,埋深927.7m。
*收稿日期:2011-07-06
作者简介:王凤昌(1975-),男,山东莱芜人,工程师,1997年毕业于山东矿院,现任莱芜市钢城区煤炭工业局副局长,主要从事煤炭安全生产技术管理工作。
表1煤层顶底板岩性
顶、底板名称岩石名称厚度(m)特征
基本顶中砂岩19
基本顶为浅-灰白色中砂
岩,坚硬稳固不易冒落,厚
19m,f=6
直接顶粉砂岩6.5
顶板为灰色粉砂岩,钙泥质
胶结,层理节理发育,性脆易
碎易冒落,厚6.5m,f=3 4直接底砂质粘土岩3.6
底板为砂质粘土岩,灰色到
褐色,具有可塑性,遇水膨
胀,厚3.6m,f=3 4基本底细砂岩1.4
基本底为细砂岩,灰色,坚硬
致密,不含水,厚1.4m,f=6
8
1支护参数设计
该巷道自6197上巷导50点以西220m处开门,按方位16ʎ8'沿煤19采用综掘机施工全断面一次掘进成巷。
先按净断面2600ˑ5800mm掘进完成后,再扩刷两帮至设计断面6800mm。
顶板采用9根锚杆、2条W 钢带和3根锚索交错布置压金属网支护,左
、右两帮分别采用各4根锚杆和W型钢护板压金属网支护。
1.1锚杆支护参数
了水和空气对煤体的氧化和剥蚀作用,延长了煤层的自然发火期。
切眼使用预应力锚索,形成锚杆、钢筋网、混凝土、预应力锚索的加固体,与煤体一起构成“刚性梁”整体承受外来压力,从而保证巷道的稳定。
5支护对比
(1)通过打前探支架和台阶式施工提高了支护效果,防止了煤体因暴露时间过长而引起的抽漏现象。
(2)采用锚网、锚索支护解决了在松软煤层中施工,巷道变形量大、平整度很难控制、喷碹造型不美观、地质条件复杂等缺点。
(3)进行喷碹支护,隔绝了空气与煤体的接触,防止了抽顶和煤体的氧化,预防煤层自然发火的问题。
(4)通过观察,掘进期间巷道变形程度较少,保持了顶板的完整性,提高了支护的安全可靠性。
同时简化了施工工艺。
(5)此种支护方法提高了掘进速度,缩短了切眼施工工期。
(6)安全状况得到明显改善。
过去在施工切眼时使用单体木梁支护,经常出现局部冒顶、压力大、巷道变形严重等事情,在该切眼施工中未发生此类现象。
(7)支护形式的改变,比以前切眼单体钢梁支护节省了材料,节省了人工费用,降低了工人的劳动强度,加快了施工速度。
(8)综采支架安装时,不用回收和替柱,安装时间短。
(1)锚杆、锚盘、W护板及锚固剂:顶板采用Φ20ˑ2400mm的高强扭矩应力锚杆,左帮采用Φ20ˑ2400mm的全螺纹钢等强锚杆,每根锚杆均使用配套标准螺母紧固;右帮采用Φ32ˑ1800m的金属管缝式锚杆,木托盘:200ˑ300mm;顶板左肩角锚杆、两帮肩部锚杆及底角锚杆使用偏心锚盘蝶形托盘:长ˑ宽ˑ厚=150ˑ150ˑ10mm;高强托盘规格长ˑ宽ˑ厚=150ˑ150ˑ10mm;钢板锚盘:长ˑ宽ˑ厚=120ˑ120ˑ8mm;W护板:长ˑ宽ˑ厚=300ˑ280ˑ5mm;树脂锚固剂采用MSK28/500型,Φ28mm,长度500mm。
(2)金属菱形网:采用10#镀锌铁丝编结的金属菱形网,规格:长ˑ宽=8.0ˑ1.0m,其网孔规格为:50ˑ50mm,网片之间采用专用串簧连网。
(3)W钢带:长ˑ宽ˑ厚=3400ˑ280ˑ2.75mm。
1.2锚索支护参数
锚索选用Ф17.8mm的高强度、低松弛、1ˑ7粘接式钢绞锚索,所用锚索长度为6.0m,锚索排距为2700mm,每根锚索采用三支MSK28/500型树脂锚固剂进行锚固,锚固长度为1.5m,单根锚索设计锚固力不小于200kN,锚索外露丝长度不超过200mm。
锚索托盘采用锰钢钢板制作,规格为:300ˑ300ˑ16mm。
锚索距迎头不超过40m。
2施工工艺
2.1施工方法
采用EBZ-160TY型综掘机割煤矸全断面一次成巷。
为确保巷道成型良好,综掘机掘进宽度定为5800mm,两帮各预留600mm手工刷大至设计断面。
掘进时煤矸石采用EBZ-160TY型综掘机自备刮板输送机配合综掘机二运胶带输送机排至后跟的SPJ-800皮带,经6197上巷皮带进入后六原煤运输系统。
顶锚杆、锚索采用MQT-120JB型锚杆机打锚杆眼;两帮岩石中采用ZY-24M型风钻打锚杆眼;两帮煤层中采用ZMS-60型风煤钻配2.3m长的水式钎杆打锚杆眼。
迎头采用MS15-160型矿用锚索张拉仪张拉锚索,MLK-20T型锚杆拉力计拉拔锚杆。
综掘机截深0.5m,每循环进尺1.8m;顶板破碎时,循环进尺缩小为0.8m;综掘机割煤每完成一个循环后,按规定执行敲帮问顶制度,随即使用预紧式前探梁作为临时支护(前探梁采用3根钢管制作,间距0.9m,每根长5.0m),经班长现场检查确认安全后,即可进行永久支护。
帮锚杆滞后不超过2排,锚索滞后不超过40m。
2.2巷道工艺流程
交接班安全检查→检修机电设备→洒水防尘→校对中线后画出巷道轮廓线→掘进机割煤(洒水)及出矸→执行敲帮问顶制度→临时支护→退出综掘机→打注水孔注水和永久支护→进入下一个循环(每班两个循环)→质量验收→清理迎头。
2.3巷道施工质量要求
(1)巷道净宽:中线至任何一帮的误差为0 +150mm。
(2)巷道净高:误差为0 +200mm。
(3)锚杆安装牢固,托盘紧贴壁面,锚杆拧紧力矩不小于400N·m,锚杆构件完好。
岩石中锚杆锚固力≥130kN,煤层中锚杆锚固力≥70kN。
(4)金属网紧贴岩面,网子拉紧不松动,网子之间采用串簧连严。
(5)锚杆外露丝长度达到15 50mm,上预紧的锚杆外露丝长度达到40 60mm。
(6)锚杆角度与巷道岩层面的夹角≥75ʎ;两帮底角锚杆距底板不大于300mm,并呈10ʎ 30ʎ向底板打入,两帮底角锚杆使用偏心钢板锚盘,左帮肩部锚杆向上倾斜30ʎ,并与顶板距离不大于300mm。
(7)锚杆间、排距为800ˑ800mm。
(8)锚固剂位置检测:
①树脂药卷必须从锚杆眼底部位向外依次放好,严禁放在眼口或中间部位。
②安装锚杆未上托盘前,采用一根长2m的8#铁丝对锚固剂位置进行检查,并填写在班记录中,即全螺纹钢等强锚杆眼口距树脂药卷外端距离1250mm,高强扭矩预应力锚杆眼口距树脂药卷外端距离1300mm,允许偏差为ʃ100mm。
③锚杆安装班次和人员要有明显标记,并记录于工程档案中。
(9)锚索与巷道轮廓线或岩层面的夹角≥75ʎ,允许偏差为ʃ5ʎ。
锚索必须及时涨拉,顶板不平整处先垫木托板再张拉,锚索锚固力≥200kN。
3支护效果
(1)切眼采用综掘机施工,实现了大跨度巷道一次成巷,提高了围岩的整体强度和巷道的稳定性,巷道成型好,提高了掘进速度,降低了劳动强度。
(2)通过计算,采用锚网索联合支护较之采用工字钢棚支护每m约降低成本4000元,同时又避免了工字钢棚难回收的问题。