【正文】 2 222 6 鋼筋 網 80 80mm， 片 111 7 鋼筋網 80 80mm， 片 222 8 錨索 ? 根 111 9 錨索托盤 300 300 16 個 111 37 表 3 輔運大巷出車線段 支護材料清單 序號 名稱 型號 單位 每排數(shù) 每米數(shù) 100m 巷道數(shù) 1 螺紋鋼錨桿 22?M242400 根 15 1667 2 樹脂藥卷 Z2360 支 19 2111 3 樹脂藥卷 K2335 支 944 4 鋼筋托梁 ?167805700 條 1 111 5 鋼筋托梁 ?164803200 條 2 222 6 鋼筋網 80 80mm， 片 1 111 7 鋼筋網 80 80mm， 片 2 222 8 錨索 ? 根 3 167 9 錨索托盤 300 300 16 個 3 167 鋼筋網 回風 大巷及輔運大巷均鋪設鋼筋網，其中回風大巷頂網規(guī)格為 ，幫網規(guī)格為 ；輔運大巷頂網規(guī)格為 和 ，幫網規(guī)格為 ，網孔 80 80mm，用 16鉛絲逐孔連接。目前錨桿組合構件主要有三種形式， W 鋼帶、平鋼帶和鋼筋托梁。 托板 拱型高強度托盤，力學性能與錨桿桿體配套，強度必須大于 23 噸。桿體公稱直徑 22mm，長度 。 巷道支護布置如圖 33。 網片規(guī)格：采用鋼筋網護幫，網孔規(guī)格 80 80mm，網片規(guī)格 3200 1000mm。 錨固方式：樹脂端部錨固，采用一支錨固劑，規(guī)格為 Z2360。 錨索 ： 錨索形式和規(guī)格：錨索材料為 ?20mm， 1?7 股高強度低松弛預應力鋼絞線，長度7300mm，鉆孔直徑 30mm，采用一支 K2335 和兩支 Z2360 樹脂藥卷錨固； 錨索托盤：采用 300mm 300mm 16mm高強度可調心托板及配套鎖具。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設。 錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支錨固劑，一支規(guī)格為 K2335，另一支規(guī)格為 Z2360。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設。 鋼筋托梁規(guī)格：采用 ?16mm 的鋼筋焊接而成，寬度 80mm，長度 3200m。錨索張拉要達到 20t。 錨桿布置：錨桿排距 900mm，每排 6 根錨桿，間距 900mm。 鋼筋托梁規(guī)格：采用 ?16mm 的鋼筋焊接 而成，寬度 80mm，長度 4700m。 巷道支護布置如圖 31。 30 網片規(guī)格：采用鋼筋網護幫，網孔規(guī)格 80 80mm，網片規(guī)格 3200 1100mm。 錨固方式：樹脂端部錨固，采用一支錨固劑，規(guī)格為 Z2360。 錨索 ： 錨索形式和規(guī)格：錨索材料為 ?20mm， 1?7 股高強度低松弛預應力鋼絞線，長度7300mm，鉆孔直徑 30mm，采用一支 K2335 和兩支 Z2360 樹脂藥卷錨固； 錨索托盤：采用 300mm 300mm 16mm高強度可調心托板及配套鎖具 。 錨桿角度：錨桿全部垂直巖面打設。 錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支錨固劑，一支規(guī)格為 K2335，另一支規(guī)格為 Z2360。因為如果巷道在支護初期能夠減少幾個毫米的變形，其裂隙的發(fā)展和弱化速度將被大大的減緩，在巷道以后服務期內，幾個毫米的差別可能發(fā)展為幾百個毫米。因此不應該用現(xiàn)場實測的變形量等同于模擬的變形量。 （ 2）數(shù)值模擬研究結果表明錨索對巷道的穩(wěn)定性有重要的影響，能明顯減少巷道圍巖的變形。 圖 29 有錨索巷道變形圖 28 圖 30 無錨索巷道變形圖 圖 2 30 分別給出了有錨索和無錨索巷道位移分布圖。 模擬結果表明隨著排距的增加，巷道變形明顯增大，隨著排距的減少，變形有所減少。 為了研究錨桿排距對巷道穩(wěn)定性的影響，采用如下三種不同排距的支護參數(shù)進行模擬： 直徑 排距 頂錨桿長度 幫錨桿長度 錨索 頂錨桿數(shù) 幫錨桿數(shù) φ 22mm 800mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 6 4 φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 6 4 φ 22mm 1200mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 6 4 圖 2 2 28 分別給出了三種支護方案的模擬結果。 模擬結果表明隨著錨桿數(shù)目的增加，巷道變形有所減少，隨著錨桿數(shù)目減少，巷道變形顯著增加。 為了研究錨桿數(shù)目對巷道穩(wěn)定性的影響， 采用如下三種不同頂板錨桿數(shù)目的支護參數(shù)進行模擬： 直徑 排距 頂錨桿長度 幫錨桿長度 錨索 頂錨桿數(shù) 幫錨桿數(shù) φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 5 4 φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 6 4 φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 2 根 7 4 圖 2 2 25 分別給出了三種支護方案的模擬結果。 圖 22 給出了錨桿支護條件下巷道水平應力分布，與無支護條件下水平應力分布 21 圖 19 相比，應力分布特征類似，但是巷道兩幫淺部圍巖中的水平低應力區(qū)范圍有一定的的 減少。巷道頂板和兩幫局部最大變形達到 。 19 圖 17 無支護巷道圍巖變形 圖 18 無支護巷道垂直應力分布 20 圖 19 無支護巷道水平應力分布 （ 2）錨桿支護條件下巷道變形 錨桿支 護可以顯著改善圍巖的應力分布狀態(tài)，保持圍巖的完整性，提高圍巖自身的承載能力，減少巷道的變形和位移。 圖 18 給出了無支護條件下巷道垂直應力分布。 （ 5）改變錨索，分別模擬了有錨索和無錨索兩種情況。 模擬方案如下： （ 1）無支護條件下的巷道變形和應力分布。因為如果巷道在支護初期能夠減少幾個毫米的變形，其裂隙的發(fā)展和弱化速度將被大大的減緩，在巷道以后服務期內，幾個毫米的差別可能發(fā)展為幾百個毫米。因此不應該用現(xiàn)場實測的變形量等同于模擬的變形量。 （ 2）數(shù)值模擬研究結果表明錨索對巷 道的穩(wěn)定性有重要的影響，能明顯減少巷道圍巖的變形。 圖 15 有錨索巷道變形圖 17 圖 16 無錨索巷道變形圖 圖 1 16 分別給出了有錨索和無錨索巷道位移分布圖。 模擬結果表明隨著排距的增加，巷道變形明顯增大，隨著排距的減少，變形有所減少。 為了研究錨桿排距對巷道穩(wěn)定性的影響，采用如下三種不同排距的支護參數(shù)進行模擬： 直徑 排距 頂錨桿長度 幫錨桿長度 錨索 頂錨桿數(shù) 幫錨桿數(shù) φ 22mm 800mm 2400mm 2400mm 隔排 3 根 7 4 φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 3 根 7 4 φ 22mm 1200mm 2400mm 2400mm 隔排 3 根 7 4 圖 1 1 14 分別給出了三種支護方案的模擬結果。 模擬結果表明隨著錨桿數(shù)目的增加，巷道變形有所減少，隨著錨桿數(shù)目減少，巷道變形顯著增加。 為了研究錨桿數(shù)目對巷道穩(wěn)定性的影響，采用如下三種不同頂板錨桿數(shù)目的支護參數(shù)進行模擬： 直 徑 排距 頂錨桿長度 幫錨桿長度 錨索 頂錨桿數(shù) 幫錨桿數(shù) φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 3 根 6 4 φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 3 根 7 4 φ 22mm 1000mm 2400mm 2400mm 隔排 3 根 8 4 圖 11 分別給出了三種支護方案的模擬結果。 圖 8 給出了錨桿支護條件下巷道水平應力分布，與無支護條件下水平應力分布 10 圖 5 相比，應力分布特征類似，但是巷道兩幫淺部圍巖中的水平低應力區(qū)范圍有明顯的的減少。 對比有支護和無支護條件下巷道變形圖，可以看到錨桿支護可以控制巷道圍巖變形， 顯著減少圍巖位移。 8 圖 3 無支護巷道圍巖變形 圖 4 無支護巷道垂直應力分布 9 圖 5 無支護巷道水平應力分布 （ 2）錨桿支護條件下巷道變形 錨桿支護可以顯著改善圍巖的應力分布狀 態(tài)，保持圍巖的完整性，提高圍巖自身的承載能力，減少巷道的變形和位移。 圖 4 給出了無支護條件下巷道垂直應力分布。 （ 5）改變錨索，分別模擬了有錨索和無錨索兩種情況。 模擬方案如下： （ 1）無支護條件下的巷道變形和應力分布。 支護參數(shù)確定的依據(jù) (1) 鄰近工作面或類似巷道現(xiàn)有支護狀況和礦壓觀測數(shù)據(jù)； (2) 回風大巷及輔運大巷詳細的地質資料以及地質力學測試數(shù)據(jù)； (3) 數(shù)值模擬分析結果； (4) 現(xiàn)有科技成果和工程實踐經驗。錨桿各構件，包括托板、螺母、鋼帶等的參 數(shù)與力學性能應相互匹配，錨桿與錨索的參數(shù)與力學性能應相互匹配，以最大限度地發(fā)揮錨桿支護的整體支護作用。 (4) 臨界支護強度與剛度原則。一方面，要采取有效措施給錨桿施加較大的預應力；另一方面，通過托板、鋼帶等構件實現(xiàn)錨桿預應力的擴散，擴大預應力的作用范圍，提高錨固體的整體剛度與完整性。一方面，這是礦井實現(xiàn)高效、安全生產的要求，為采礦服務的巷道和硐室等工程 ，需要保持長期穩(wěn)定，不能經常維修；另一方面，這是錨桿支護本身的作用原理決定的。測試應采用施工中所用的錨桿和樹脂藥卷，分別在巷道頂板和兩幫設計錨固深度上進行三組拉拔試驗。 E，最小水平主應力為 ，垂直主應力為 ；輔運大巷附近最大水平主應力為 ，方向為 N27176。井田內未發(fā)現(xiàn)陷落柱和巖漿巖。 2 試驗點調查和地質力學評估 XX 回風大巷及輔運大巷的布置如圖 1。初始設計采用數(shù)值計算和經驗法相結合的方法進 行，根據(jù)圍巖參數(shù)和已有實測數(shù)據(jù)確定出比較合理的初始設計。 1 錨桿支護設計方法介紹 現(xiàn)有的錨桿支護設計方法很多，如基于以往經驗和圍巖分類的經驗設計法，基于某種假說和解析計算的理論設計法，以現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎的監(jiān)控設計法。因此，從大巷開始就進行全面、系統(tǒng)的錨桿支護技術研究是非常必要的，該項目必將使 XX煤礦巷道 4 支護技術在高起點上快速發(fā)展，為礦井的 高效、節(jié)約化建設和生產創(chuàng)造良好的條件。 錨桿支護是唯一能有效解決上述支護難題的技術途徑。由于煤層大巷要求的斷面很大，寬度達 6m，高度近 4m，斷面積近 24 m2。 3煤層位于山西組下部，煤層厚度 — ，平均 。井田內地層總體走向為近南北向 — 北北東向，傾向西，傾角 1176。然而眾所周知，煤礦巷道的圍巖條件是千變萬化的，隨著開采深度加大，地質條件會更加復雜和惡劣。它包括支護形 式和參數(shù)，支護材料，井下施工工藝和安全措施，礦壓監(jiān)測等內容。 XX 煤礦 回風大巷及輔運大巷支護初始設計 XX 科技股份有限公司開采設計事業(yè)部 1 摘 要 本設計是 XX 煤礦回風大巷及輔運大巷支護初始設計 。在詳細調查試驗地點和評估地質力學參數(shù)的基礎上，結合豐富的設計經驗，提出初始設計。安全、合理、有效的巷道支護技術是保證礦井高產高效的必要條件。井田屬于太行山中段西側長治盆地的西側，地勢西高東低，海拔高度在 之間。井田內共含有可采煤層3 層，其中 3煤層為主要開采煤層。根據(jù)開采煤層賦存特點、頂?shù)装鍘r性，確定大巷大部分沿煤層布置。因此，煤層大巷支護技術已成為 XX 礦井亟待解決的重大課題 。由于巷道斷面較大，煤層又比