【正文】 150106回風(fēng)順槽 錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì) 山西安煤礦業(yè)設(shè)計(jì)工程有限公司 1 山西和順正邦煤業(yè) 150106 回風(fēng)順槽 錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)執(zhí)筆人：趙建澤 高級(jí)工程師 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：朱國宏 工程師 項(xiàng)目組成員：李玉申 高級(jí)工程師 亢竑程 助理工程師 李曉宇 工程師 審 核：郝艷彬 工程師 李玉申 高級(jí)工程師 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風(fēng)順槽 錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì) 山西安煤礦業(yè)設(shè)計(jì)工程有限公司 2 摘 要 本設(shè)計(jì)是 山西和順正邦煤業(yè) 150106 回風(fēng)順槽 錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì) 。它包括支護(hù)形式和參數(shù)，支護(hù)材料，井下施工 工藝和安全措施，礦壓監(jiān)測等內(nèi)容。近年來，煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展極為迅速。 在巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測試、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)、施工工藝、礦壓監(jiān)測方面都有良好的基礎(chǔ)，廣大工程技術(shù)人員具有比較豐富的錨桿支護(hù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。 ，為緩傾斜 煤層。它包括地質(zhì)力學(xué)調(diào)查，支護(hù)形式和參數(shù)設(shè)計(jì)，支護(hù)材料選擇，井下施工工藝和安全措施，礦壓監(jiān)測等內(nèi)容。只有采用包括試驗(yàn)點(diǎn)調(diào)查和地質(zhì)力學(xué)評(píng)估、初始設(shè)計(jì)、井下監(jiān)測和信息反饋、修正設(shè)計(jì)和日常監(jiān)測的動(dòng)態(tài)信息設(shè)計(jì)方法 ,才是符合井下巷道圍巖特性的科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。正常施工后還要進(jìn)行日 常監(jiān)測，保證巷道安全。 150106回風(fēng)順槽 實(shí)際埋深 約 420m。 ～ 、粗砂巖，深灰色，互層狀，少量離層，橫向裂隙發(fā)育。 地質(zhì)力學(xué)測試所測區(qū)域內(nèi)頂板 10m范圍內(nèi)巖性砂巖為主，層間有少量泥巖夾層，直接頂板厚層狀，但膠結(jié)較為疏松，離層裂隙較多。 水文地質(zhì)情況 150106 回風(fēng)順槽 布置在 150105運(yùn)輸順槽北側(cè)，頂部含水層未受到破壞和疏放，所以工作面頂部含水層富水性相對較強(qiáng)，預(yù)計(jì)工作面掘進(jìn)時(shí)最大涌水量為 10m3/h， 正常涌水量為 7m3/h。 地應(yīng)力 2021 年 初對正邦煤業(yè) 進(jìn)行 了三個(gè)測點(diǎn)的 地應(yīng)力測量 ，結(jié)果如表 1 所示。W ， 150106回風(fēng)順槽的布置方向?yàn)?N61176。E 2 軌道巷 380 176。測試應(yīng)采用施工中所用的錨桿和樹脂錨固劑，分別在巷道頂板和兩幫設(shè)計(jì)錨固深度上進(jìn)行三組拉拔試驗(yàn)。一方面，這是礦井實(shí)現(xiàn)高效、安全生產(chǎn)的要求，為采礦服務(wù)的巷道和硐室等工程，需要保持長期穩(wěn)定，不能經(jīng)常維修；另一方面，這是錨桿支護(hù)本身的作用原理決定的。一方面，要采取有效措施給錨桿施加較大的預(yù)應(yīng)力；另一方面，通過托板、鋼帶等構(gòu)件實(shí)現(xiàn)錨桿預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散，擴(kuò)大預(yù)應(yīng)力的作用范圍，提高錨固體的整體剛度與完整性。 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風(fēng)順槽 錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì) 山西安煤礦業(yè)設(shè)計(jì)工程有限公司 9 (4) 臨界支護(hù)強(qiáng)度與剛度原則。錨桿各構(gòu)件，包括托板、螺母、鋼帶等的參數(shù)與力學(xué)性能應(yīng)相互匹配，錨桿與錨索的參數(shù)與力學(xué)性能應(yīng)相互匹配，以最大限度地發(fā)揮錨桿支護(hù)的整體支護(hù)作用。 支護(hù)參數(shù)確定的依據(jù) (1) 臨近工作面類似巷道現(xiàn)有支護(hù)狀況和地質(zhì)條件； (2) 地質(zhì)資料以及地質(zhì)力學(xué)測試數(shù)據(jù)； (3) 現(xiàn)有科技成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 預(yù)應(yīng)力選擇原則是：使錨固區(qū)不產(chǎn)生明顯 離層和拉應(yīng)力區(qū)。 高預(yù)應(yīng)力支護(hù)系統(tǒng)對錨桿結(jié)構(gòu)、加工工藝與精度提出更高的要求。特別是對于巷道 表面，即使施加很小的支護(hù)力，也會(huì)明顯抑制圍巖的變形與破壞，保持頂板的完整。在預(yù)應(yīng)力一定的條件下，錨桿越長，預(yù)應(yīng)力的作用越不明顯，主動(dòng)支護(hù)性越差。 圖 4 錨桿長度 的應(yīng)力 場 分布 圖 5 錨桿長度 的應(yīng)力 場 分布 5 00 0 2 00 050 00 050 00 0 5 0 0 0 02 00 0030 00 0 1 00 0050 001000050 0010 00 0 10 0 00 0 5 0 00 5 0 0 0 5 0 0 0 50 0 0020 00200002 00 02 0 0000000000Y XZF ra m e 0 0 1 ? 2 8 N o v 2 0 0 6 ? F L A C 3 D to T e c p lo t 1 0XYZS Z Z ( P a )5 0 0 02 0 0 00 5 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 0 0 0 4 0 0 0 0 5 0 0 0 0 6 0 0 0 0 7 0 0 0 0F ra m e 0 0 1 ? 2 8 N o v 2 0 0 6 ? F L A C 3 D to T e c p lo t 1 0 5 00 01 00 00 10 00 020000028 00 00 7000012000060000400001200000100008000040000 80000 12000080 00 0600006000 070 00 040000 60 00 06000040 00 06000080 00 080 00 0 8 00 0 020000200004000070000 6 0 0 0 070 00 0 6 00 0 06000010 00 0 2 0 0 0 0 4 0 0 0 0 4 0 0 0 0 2 0 0 00 2 0 0 0 0 2 00 0 010 00 00 0 1 00 0 0 5 00 0 5 00 00 50 005 00 0 5 00 01 00 00 5 00 0 5 0 0 0 50 0050 00050 005000 0 5 0 0 0 5 0 050 00000000Y XZF ra m e 0 0 1 ? 2 8 N o v 2 0 0 6 ? F L A C 3 D to T e c p lo t 1 0XYZS Z Z ( P a )2 0 0 0 01 0 0 0 05 0 0 00 5 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 4 0 0 0 0 4 5 0 0 0 5 0 0 0 0 7 0 0 0 0 8 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0F ra m e 0 0 1 ? 2 8 N o v 2 0 0 6 ? F L A C 3 D to T e c p lo t 1 0 山西和順正邦煤業(yè) 150106回風(fēng)順槽 錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì) 山西安煤礦業(yè)設(shè)計(jì)工程有限公司 11 圖 6 錨桿長度 的應(yīng)力 場 分布 圖 7 錨桿長度 的應(yīng)力 場 分布 ③ 錨桿密度 在一定預(yù)應(yīng)力下，單根錨桿周圍形成了類似錐形的壓應(yīng)力分布區(qū)域，壓應(yīng)力在錨桿尾部附近最大，錨固起始處附近次之，錨桿自由段中部較小，錨桿端部處 于近零應(yīng)力和較小的拉應(yīng)力狀態(tài)。不同錨桿間距的應(yīng)力場 分布 如圖 8～ 11。當(dāng)頂板角錨桿角度達(dá)到 15176。如考慮施工需要一定的角度，最大角度不應(yīng)超過 10176。高預(yù)應(yīng)力的短錨索支護(hù)效果比低預(yù)應(yīng)力的長錨索支護(hù)效果好。 a錨索支護(hù) b錨桿與錨索支護(hù) 0000005 0 0 001 00 002000050 005000500010000500000100002000020000100002000010000 1 00 00 1 0 00 0 2 0 0 0 0 3 0 0 0 0 40 00 0400002000030000 4 00 00 40 00 040000 20000300005000 300005000500050005000500050005000500040000400005000010000300002000000 500003 00005000200000200000020000100000200000100000200002000000Y XZF ra m e 0 0 1 ? 2 8 N o v 2 0 0 6 ? F L A C 3 D to T e c p lo t 1 0XYZS Z Z ( P a )5 0 0 0