【正文】 錨桿增加到一定程度，再增加支護(hù)密度，對(duì)有效壓應(yīng)力區(qū)擴(kuò)大、錨桿預(yù)應(yīng)力的擴(kuò)散作用變得不明顯。 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 10 a預(yù)應(yīng)力 20kN b預(yù)應(yīng)力 100kN 圖 3 不同錨桿預(yù)應(yīng)力形成的應(yīng)力場(chǎng)分布 ② 錨桿長度 隨著錨桿長度增加，有效壓應(yīng)力區(qū)范圍與厚度增加，錨桿作用范圍擴(kuò)大。錨桿直徑越大，強(qiáng)度越高，則錨桿預(yù)應(yīng)力越大。提供的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)具有可操作性，有利于井下施工管理和掘進(jìn)速度的提高。即高強(qiáng)度、高剛度、高可靠性與低支護(hù)密度原則。 3 巷道支護(hù)形式和參數(shù) 選擇原則 設(shè)計(jì)原則 支護(hù)參數(shù)確定的原則 (1) 一次支護(hù)原則。受地應(yīng)力的 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 8 影響較大，巷道頂板左側(cè)水平應(yīng)力集中，破壞相對(duì)嚴(yán)重。 掘進(jìn)過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行 “有掘必探 ”的探放水原則。 ～ 23m為泥巖，灰黑色，少量橫向裂隙。 2 試驗(yàn)點(diǎn)調(diào)查和地質(zhì)力學(xué)評(píng)估 150106 回風(fēng)順槽 平面布置如圖 1。 1 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法介紹 現(xiàn)有的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法很多，如基于以往經(jīng)驗(yàn)和圍巖分類的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，基于某種假說和解析計(jì)算的理論設(shè)計(jì)法，以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的監(jiān)控設(shè)計(jì)法。 正邦煤業(yè)公司礦井井田范圍東 西最寬約 ，南北最長約 ，井田面積，目前礦井主采的 15煤 層煤種為貧煤，煤層傾 角 6176。 關(guān)鍵詞 ： 正邦煤業(yè) 150106 回風(fēng)順槽 錨桿支護(hù) 動(dòng)態(tài)信息設(shè)計(jì) 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 3 目 錄 摘要 前言 1 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法介紹 2 試驗(yàn)點(diǎn)調(diào)查和地質(zhì)力學(xué)評(píng)估 3 巷道支護(hù)形式和參數(shù)選擇原則 4 150106 回風(fēng)順槽 錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì) 5 錨桿支護(hù)材料 6 井下施工工藝和安全措施 7 礦壓監(jiān)測(cè) 8 信息反饋和修正初始設(shè)計(jì) 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 4 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) 前 言 巷道支護(hù)技術(shù)是煤炭開采中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在詳細(xì)調(diào)查試驗(yàn)地點(diǎn)和評(píng)估地質(zhì)力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出初始設(shè)計(jì)。 公司多年來也一直致力于錨桿支護(hù)技術(shù)的研究 、 試驗(yàn)和推廣工作。以下是正邦煤業(yè)公司軌道大巷 錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì) 。然后將初始設(shè)計(jì)實(shí)施于井下，并進(jìn)行詳細(xì)的圍巖位移和錨桿受力監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證或修正初始設(shè)計(jì)。 ～ 為細(xì)砂巖，灰白色，離層與裂隙較多，局部破碎，間有泥巖夾層。 在巷道地質(zhì)條件變化附近時(shí)，應(yīng)隨時(shí)根據(jù)井下具體情況對(duì)支護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)采取加固措施。距離 150106 回風(fēng)順槽最近的測(cè)點(diǎn)為軌道巷內(nèi) 150103 處測(cè)點(diǎn)，其最大水平主應(yīng)力方向分別為 176。該測(cè)試工作必須在井下施工之前進(jìn)行完畢。預(yù)應(yīng)力是錨桿支護(hù)中的關(guān)鍵因素，是區(qū)別錨桿支護(hù)是被動(dòng)支護(hù)還是主動(dòng)支護(hù)的參數(shù)，只有 高預(yù)應(yīng)力的錨桿支護(hù)才是真正的主動(dòng)支護(hù)，才能充分發(fā)揮錨桿支護(hù)的作用。 (5) 相互匹配原則。在高預(yù)應(yīng)力下，錨桿支護(hù)產(chǎn)生的應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力值大，形成的壓應(yīng)力區(qū)范圍廣，有效壓應(yīng)力區(qū)幾乎覆蓋了整個(gè)頂板，形成有機(jī)的整體，錨桿的主動(dòng)支護(hù)作用得到充分發(fā)揮。單根錨桿預(yù)應(yīng)力的作用范圍是很有限的，必須通過托板、鋼帶和金屬網(wǎng)等構(gòu)件將錨桿預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散到離錨桿更遠(yuǎn)的圍巖中。錨桿長度分別為 ～ 的應(yīng)力 場(chǎng) 分布如圖 4～ 7。隨著角錨桿角度增加，角錨桿形成的有效壓應(yīng)力區(qū)與中部錨桿形成的有效壓應(yīng)力區(qū)逐步分離，疊加區(qū)域越來越小。不考慮錨索的預(yù)應(yīng)力而一味增加錨索直徑、長度，不會(huì)取得明顯效果。 錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支樹脂錨固劑， 一支規(guī)格為 ck2360。 錨索形式和規(guī)格：錨索材料為 ?， 1?7 股高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度 5300mm，鉆孔直徑 28mm，采用 三 支 ck2360樹脂錨固劑錨固 ，錨固長度為 1921mm，設(shè)計(jì)錨固力為 400kN。 托 板 ： 右?guī)?采用拱型高強(qiáng)度托板 ，鋼號(hào)不低于 Q235， 配合球形墊和減阻尼龍墊圈 ，托板高度要求不低于 36mm，托板厚度不小于 8mm，尺寸為 150?150mm，左幫采用木托盤， 托板厚度不小于 8mm， 規(guī)格為 100?300mm。 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 15 巷道中心線錨索錨索 錨索錨索錨桿木板盤圖 14 150106 回風(fēng)順槽錨桿支護(hù)布置圖 5 錨桿支護(hù)材料 本次試驗(yàn)所需錨桿支護(hù)材料如表 2 所列。配合高強(qiáng)度球形墊和減阻尼龍墊圈 ，托板高度要求大于 36mm，托板厚度不小于 8mm，尺寸為 150?150mm，鋼號(hào)不小于 Q235，承載力不低于錨桿尾部螺紋的極限拉斷力 。 100 760 1008080400012m m 圓鋼760 760 760 760 （ a）頂托梁加工示意圖 圖 15 鋼筋托梁加工示意圖 金屬網(wǎng) 和塑料網(wǎng) 巷道鋪設(shè)金屬網(wǎng)，材料為 10鐵絲，網(wǎng)孔 5050mm，用 16或 18鉛絲逐孔連接 ，規(guī)格為：頂網(wǎng) 、幫網(wǎng) 10m。 施工前的準(zhǔn)備工作 (1) 準(zhǔn)備好試驗(yàn)所需的一切材料、機(jī)具和礦壓 監(jiān) 測(cè)儀器，并保證質(zhì)量。 (2) 臨時(shí)支護(hù) 采用前探梁進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。 ? 放入樹脂錨固劑。 ? 錨桿排距誤差不得超過設(shè)計(jì)值 ?50mm。攪拌后錨索外露長度應(yīng)控制在 200～ 300mm。發(fā)現(xiàn)不合格錨桿，應(yīng)在其周圍補(bǔ)打錨桿。 (8) 張拉錨索時(shí)，每次使用要兩人協(xié)作，張拉油缸應(yīng)與鋼絞線保持在同一軸線上，加壓后，工具錨卡住鋼絞線方能松手，并用 8鐵絲將千斤頂綁在頂網(wǎng)上。 (3) 準(zhǔn)備監(jiān)測(cè)記錄表格 礦壓監(jiān)測(cè)所需記錄表格應(yīng)提前準(zhǔn)備好，以供井下測(cè)試時(shí)使用。 2 頂板離層 錨固區(qū)內(nèi)外頂板巖層位移。測(cè)量頻度為： 安裝后十天內(nèi)， 每天觀測(cè)一次，其它時(shí)間每周 12次。 安裝注意事項(xiàng) ： ? 離層指示儀安裝位置距迎頭不得超過 ，否則無法捕捉頂板離層的全過程； ? 鋼繩應(yīng)事先 盤 好，推入錨固器時(shí)逐圈展開，以防糾纏打結(jié)； ? 推入錨固器時(shí)，安裝桿不能回拉，否則錨固器雙爪會(huì)從安裝桿上端的槽中脫出； ? 淺部基點(diǎn)錨固器一定要準(zhǔn)確定位，為此可提前在安裝桿上做好標(biāo)記； ? 安裝后，兩 個(gè)刻度墜均應(yīng)處于自由懸垂?fàn)顟B(tài)，不得有任何卡阻現(xiàn)象。 (1) 儀器組成 整套儀器主要由四部分組成（圖 19）。2%；防爆形式：本安型； 油缸容積（行程達(dá) 100mm 時(shí)）： ； 自動(dòng)卸載保護(hù)：行程達(dá) 100mm 時(shí)，油缸上有小孔泄油，保護(hù)拉拔器，以免受損； 適應(yīng)桿體直徑： ?1 ?1 ?1 ? ?2 ?25。m 且不超過 500N當(dāng)前比較通用的 是圍巖移近量。 反饋信息指標(biāo)數(shù)值的確定與設(shè)計(jì)修改準(zhǔn)則 反饋信息指標(biāo)數(shù)值的確定 反饋信息指標(biāo)數(shù)值必須要確定準(zhǔn)確，因?yàn)樗顷P(guān)系到巷道錨桿支護(hù)的安全性和經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。 (3) 兩幫錨桿 ① C?C 加大幫錨桿長度，增加 200mm。 。 ② D? (兩幫錨桿 ) 加大錨桿直徑，增加 2mm。 表 6 不同類型巷道礦壓監(jiān)測(cè)反饋指標(biāo)值 巷道類型 A(mm) B(mm) C(mm) 巖石頂板巷道 20 25 250 巖頂沿空掘巷 20 25 300 煤層頂板巷道 25 30 300 煤頂沿空掘巷 25 30 350 正邦煤業(yè) 150106 回風(fēng)順槽屬于煤層頂板巷道， A、 B、 C 的取值分別為 20mm、25mm、 250mm。 巷道圍巖的穩(wěn)定狀況與錨桿的受力大小和是否受到損壞關(guān)系很大。 監(jiān)測(cè)儀器和物品 本次礦壓監(jiān)測(cè)所需儀器和物品如表 5 所 列。巷道每隔 20m，安設(shè)一個(gè)頂板指示儀。手動(dòng)泵最大液壓 63MPa，傳力介質(zhì) 20機(jī)油。 (3) 錨桿 （索） 受力 錨桿 （索） 受力采用錨桿測(cè)力計(jì)進(jìn)行觀測(cè)。 SMJ—2 型頂板離層指示儀主要由固定器、測(cè)量鋼絲、套管、外測(cè)筒與內(nèi)測(cè)筒組成。 4 巷道破壞狀況統(tǒng)計(jì) 記錄巷道圍巖破壞位置和程度。 礦壓監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法 本次礦壓監(jiān)測(cè)分為綜合監(jiān)測(cè)和日常監(jiān)測(cè)。 (9) 張拉時(shí)，發(fā)現(xiàn)不合格錨索，必須在其附近補(bǔ)打合格錨索。 (4) 巷道地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)根據(jù)變化程度，調(diào)整支護(hù)參數(shù)或采取應(yīng)急措施及時(shí)處理，如采用錨索加固或縮小排距等。 15 分鐘后，裝上托板、錨具，用張拉千斤頂張拉錨索至設(shè)計(jì)預(yù)緊力（ 250kN），之后卸下千斤頂。 ? 采用 MQT120 單體風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)，配 B19 中空六方接長鉆桿和 ?27mm 雙翼鉆頭鉆孔。 ? 利用錨桿機(jī)攪拌樹脂錨固劑。當(dāng)頂板比較破碎時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮小空頂范圍。 表 3 施工所需機(jī)具 序號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量 1 錨桿鉆機(jī) MQT120 6 臺(tái) 2 接長 鉆桿 B19， 1m 30 套 3 鉆桿 B19， 30 套 4 鉆桿 B19， 30 套 5 巖石 鉆頭 ?27mm,雙翼 100 個(gè) 6 巖石 鉆頭 ?29mm,雙翼 50 個(gè) 7 煤 鉆頭 ?28mm,雙翼 50 個(gè) 8 幫錨桿機(jī) 3 臺(tái) 9 扭矩倍增器 左右 3 施工工藝和技術(shù)要求 施工工藝過程 施工工序包括掘進(jìn)和支護(hù)兩大部分。 考慮到預(yù)緊力的損失， 錨索張拉要達(dá)到 250kN。它可將單根錨桿聯(lián)結(jié)起來組成一個(gè)整體承載結(jié)構(gòu)，顯著提高錨桿支護(hù)的整體效果。桿體公稱直徑 22mm，長度 。 錨桿布置：錨桿排距 1000mm，每排每幫 3 根錨桿，間距 1000mm。 錨索布置：錨索 為 1+2 布置 ，單根 時(shí)，錨索在巷道中心布置，距離兩幫 2021mm；兩根時(shí)，兩根 錨索間距 ，錨索距離巷幫 ， 均 垂直頂板巖層打設(shè)。 鋼筋托梁規(guī)格：采用