B090303 讓壓錨桿在深井煤巷支護(hù)中的應(yīng)用

1、讓壓錨桿在深井煤巷支護(hù)中的應(yīng)用呂國臣 卜照龍 張文秀阜新礦業(yè)集團(tuán)公司生產(chǎn)技術(shù)處 遼寧 阜新 123000摘 要 通過5326回順巷道采用讓壓錨桿支護(hù)的實(shí)踐，證明了讓壓錨桿的使用，因其具有恒阻力支護(hù)階段，與圍巖相互作用協(xié)調(diào)穩(wěn)定，解決了普通錨桿預(yù)緊力差別大、錨桿整體支護(hù)效果不佳的難題。使用讓壓錨桿支護(hù)取得了較好的支護(hù)效果。關(guān)鍵詞深井 煤巷 讓壓錨桿 支護(hù)-1 概 況5326工作面位于恒大公司156下山區(qū)，開采太下層3、4層煤。太下3、4煤層含多層夾石，平均煤厚3.5m，硬度系數(shù)f值為1.8。該面上部為已采的5322綜放面，下部為規(guī)劃的5328工作面，工作面左側(cè)為可采邊界原生煤體，右側(cè)為156下山區(qū)

2、三條下山，地表標(biāo)高+170.4m，工作面標(biāo)高為-805.0m，采深975.9m。工作面煤層頂板巖性分別為頁巖、砂礫巖，煤層底板巖性為粉砂巖、頁巖。煤層及頂?shù)装鍘r性如圖1所示。圖1 煤層及頂、底板柱狀圖工作面上部的5322綜放面于2007年3月開采，2008年3月結(jié)束。5326回風(fēng)順槽與5322運(yùn)輸順槽平距30m，5322運(yùn)、回順斷面分別為11.76m2、11.2m2，采用錨、網(wǎng)、帶+錨索方式聯(lián)合支護(hù)，共施工2870m。巷道前后累計(jì)翻修長度超過6000m，最嚴(yán)重的運(yùn)順中間段共翻修五次，其中開采后翻修3次，巷道兩幫移近量最大2.8m，最小1.0m，平均1.6m，頂?shù)装逡平?.01.4m，特別是巷

3、道底臌相當(dāng)嚴(yán)重，施工期間就拉底兩次，個(gè)別地方拉底3次，頂板離層，網(wǎng)兜情況隨處可見，翻修投入了大量的人力、物力、財(cái)力。2 讓壓錨桿的使用由于5322綜放面運(yùn)、回順支護(hù)上的深刻教訓(xùn)，在設(shè)計(jì)5326工作面施工時(shí)，充分考慮了巷道布置、施工斷面、支護(hù)方式，支護(hù)材料、支護(hù)參數(shù)選擇。礦區(qū)與山東（濟(jì)寧）揵馬礦山支護(hù)設(shè)備有限公司合作，設(shè)計(jì)使用高強(qiáng)度、高預(yù)應(yīng)力讓壓均壓錨桿。高強(qiáng)度、高預(yù)應(yīng)力讓壓均壓錨桿與普通螺紋鋼錨桿相比，除在材料強(qiáng)度上有所增加外，更主要的是在托盤與螺母之間增加一個(gè)長40mm的讓壓環(huán)、兩個(gè)平墊、一個(gè)減摩墊圈。研究表明，巷道挖掘后，為了防止巷道圍巖變形破壞，保持最大可利用空間，可采取的方法是一讓、二

4、抗，最理想的狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)讓壓與抗壓的有機(jī)結(jié)合。高強(qiáng)度、高預(yù)應(yīng)力讓壓均壓錨桿既有讓壓的柔性支護(hù)系統(tǒng)，又有抗壓的剛性支護(hù)能力。在巷道挖掘后錨桿支護(hù)的初期，巷道的圍巖會(huì)發(fā)生塑性變形，巨大的塑性變形能量須得到一定得釋放，因此要求支護(hù)系統(tǒng)能提供能量釋放的時(shí)間和空間，允許圍巖有一定量的變形，巨大變形能量得到一定釋放后，支護(hù)與圍巖取得相對(duì)穩(wěn)定。高強(qiáng)度、高預(yù)應(yīng)力讓壓均壓錨桿的讓壓功能首先就是讓壓，通過讓壓，將圍巖巨大的變形能量得到一定的釋放，當(dāng)圍巖相對(duì)穩(wěn)定后，錨桿又恢復(fù)剛性支護(hù)的性能，從而實(shí)現(xiàn)了柔與剛的有機(jī)結(jié)合，有效地控制了圍巖破壞變形。應(yīng)該指出，高強(qiáng)度、高預(yù)應(yīng)力讓壓均壓錨桿在讓壓階段克服了錨桿間因預(yù)緊力不同而

5、受力不均的問題，從而解決個(gè)別錨桿由于受力過大而發(fā)生崩壞的現(xiàn)象。3 支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)5326回順設(shè)計(jì)長度1238m，巷道斷面為斜矩形，凈寬4.6m，凈高2.8m。巷道支護(hù)如圖2所示。圖2 巷道支護(hù)斷面圖巷道頂板使用6根直徑22mm、長2400mm的Q500型礦用高強(qiáng)度螺紋鋼讓壓錨桿，配合使用規(guī)格為130×130×12（mm）托盤，錨桿間排距為800×1000（mm），每根錨桿使用1卷CK2350型樹脂錨固劑卷錨固，錨桿預(yù)緊力為60kN（以減摩墊圈被破壞為標(biāo)記），讓壓環(huán)讓壓距離為40mm，讓壓點(diǎn)為170kN。金屬網(wǎng)為5000×1200(mm)菱形網(wǎng)，鋼帶規(guī)格為

6、4200×80(mm)。頂板中間安設(shè)3根直徑17.8mm、長8000mm的錨索加強(qiáng)支護(hù)，兩肩各安設(shè)1根直徑17.8mm、長5000mm的短錨索，錨索的間排距為1200×2000（mm），用3卷CK2350型樹脂錨固劑卷錨固。錨索托盤為200×200×12（mm）的碟形托盤，錨索安裝預(yù)緊力為100 Nm，錨固力為150kN。 兩幫使用直徑20mm、長2000mm的普通左旋螺紋鋼錨桿，高幫每排布置5根錨桿，矮幫布置4根錨桿，間排距800×1000（mm），用1卷CK2350型樹脂錨固劑卷錨固。錨桿配合規(guī)格為3000×80(mm)鋼帶和規(guī)格

7、為5000×1200(mm)菱形金屬網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿托盤規(guī)格為130×130×10（mm）。錨桿的預(yù)緊力要求150Nm。4 監(jiān)測4.1測站布置從巷道設(shè)計(jì)拉門口開始，每50m設(shè)一個(gè)觀測站，觀測頂板離層、兩幫移近量，頂板離層淺部基點(diǎn)為2.4m，深部基點(diǎn)6.0m，錨桿錨固力每個(gè)測站檢測4根，其中：頂錨桿2根、幫錨桿2根，巷道位移用十字觀測法。4.2觀測結(jié)果分析從巷道拉門施工開始，連續(xù)觀測50天，監(jiān)測結(jié)果如圖3所示。圖3 巷道位移與時(shí)間關(guān)系由圖3可以看出，當(dāng)巷道掘出一段時(shí)間后，頂?shù)装彘_始移近、兩幫收斂，1015天開始有明顯變形，25天以后變形趨于穩(wěn)定。兩幫變形量遠(yuǎn)大于頂?shù)?/p>

8、板移近量，且變形時(shí)間長，兩幫最大變形量為365mm，平均263mm；頂?shù)鬃畲笠平?16mm，平均175mm。5 結(jié) 論 通過5326回順采用讓壓錨桿支護(hù)的實(shí)踐，巷道兩幫位移量、頂?shù)装逡平棵黠@低于同等條件下施工的5322綜放面?，F(xiàn)5326工作面運(yùn)、回順已貫通，使用讓壓錨桿支護(hù)段的巷道狀態(tài)良好，只需做簡單的拉底、調(diào)道就可以進(jìn)行設(shè)備安裝，少翻修巷道3000m，節(jié)約資金300萬元。提前工期25天，而且有利于工作面回采，減少采面回采期間的翻修量。阜礦集團(tuán)先后在五龍礦劉家區(qū)-536軌道石門、八道壕礦N119運(yùn)順、艾友礦6615回順使用了讓壓錨桿，都收到了良好的支護(hù)效果。 讓壓錨桿的使用，因其具有恒阻力支護(hù)階段，與圍巖相互作用協(xié)調(diào)穩(wěn)定，解決了普通錨桿預(yù)緊