复杂顶板条件下锚杆锚索联合支护技术

技术与经济　　　　　　　　　《内蒙古煤炭经济》　　　　　　　　　　2004年增刊

复杂顶板条件下锚杆锚索联合支护技术

赵天明

(大同煤矿集团公司四台矿,摘　要:四台矿在复杂条件顶板煤巷以及顶板破碎,成功使用锚杆、锚索加强支护,取得很好的支护效果,,对技术经济效益进行了分析。

关键词:复杂顶板;锚杆;;:TD353.9　文献标志码:C　文章编号:1008-0155(2004)07-0082-02

　　一、工程及地质概况

#

11层410盘区位于四台矿井田南部,五九公路西部,大西沟东部,黑豆沟北部;井下北部为二台村保护煤柱及四台矿主、副斜井工业广场保护煤柱;煤层平均厚度为2.15m,可采储量625.6万t,面积4.3km2。

三条主要盘区巷道(410-1、410、410-2)为半煤岩巷及煤巷,支护为锚杆索网喷的形式;工作面顺槽为半煤巷及煤巷,支护为锚杆、锚索的支护形式;在掘进过程中,共揭露七条大小不等的断层(其中最大落差10m)及直径约460m的特大陷落柱。

11#层410盘区轨道巷向井田南部直至工作面顺槽停掘位置,所穿煤层均为北高南低的单斜构造,结构比较简单。该区域煤层顶板岩层中夹泥岩较多,质地较软,给掘进巷道顶板支护带来很大困难。

从盘区准备巷道(410-1、410、410-2)及81011工作面顺槽的掘进过程揭露的煤系地层地质情况来看,所揭露煤层,厚度平均为1.64m,最薄煤层为1.20m,最厚煤层为2.30m,直接顶平均厚度为6105m,最薄段为1.10m,最厚段为11.0m,呈灰色细砂岩及中粗白砂岩互层,夹很多黑色泥岩,老顶呈灰白色粗砂岩,以石英、长石为主,泥质多,平均厚度为6.37m;伪顶呈灰黑色砂质泥岩,砂粒上多下少,底部炭质多,平均厚度为0.33m,在掘进过程中,岩石松软、破碎、易垮落,尤其是在断层破碎带处,在工程力的作用下会产生显著的塑性变形和流变,顶板管理实的困难。

二、锚杆支护的“关键承载圈”理论

该理论认为:回采巷道围岩的变形和破坏和状态在掘进、稳定、回采等不同阶段是不同的,具有显著差别。因此主张根据围岩的状态特点按“关键承　　收稿日期:2004-08-18

作者简介:赵天明,现在大同煤矿集团公司四台矿工作。

载圈”理论分析设计锚杆支护。

关键承载圈是指在巷道围岩一定的深度范围内,存在一个能承受较大切应力的“岩石圈”,该岩石圈处于应力平衡状态,具有结构上的稳定性,可以用来悬吊承载圈以内的岩层。关键承载理论认为,承载圈以内的岩石重量是支护的对象,即承载高度。承载圈厚度越大,在对围岩未采取人工支护等控制措施时,承载圈离巷道周边越近,荷载高度越低,巷道越易维护。关键承载圈理论认为,当承载高度不太大,通常锚杆长度能够伸入到关键承载圈中时,用关键承载圈观点阐述锚杆支护机理。其主要观点是:

11关键承载圈以内的岩石重量是支护的对象,荷载高度是关键关键承载圈以下的不稳定岩层的高度。

21锚杆的支护作用主要是:将破坏区岩层与关键承载圈相连,阻止破碎岩层垮落;对围岩提供径向、切向约束力,阻止破坏区岩层的扩容、离层、滑动,提高破碎区的承载能力。

三、锚杆支护“扩容———稳定理论”

巷道经受采动影响之后,围岩的破坏范围会逐渐扩大,当通常锚杆的长度不能插入到关键承载圈时,依据“扩容———稳定理论”阐述锚杆支护的作用,其主要观点有:

11锚杆要控制围岩的扩容变形,阻止深部破碎岩层的进一步扩容和离层。

21在破坏区内形成“次生关键承载层”,使围岩深部关键承载圈内的应力分布趋于均匀和内移,提高关键承载圈的承载能力。

31锚杆对煤帮的控制效果尤为明显,由于煤层强度较低且受到采动影响程度较为严重,所以回采巷道两帮支护显得尤为重要,安装锚杆后,对煤

82

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库复杂顶板条件下锚杆锚索联合支护技术在线全文阅读。