1024切眼支護(hù)設(shè)計(jì)說明書講解

1、淮北礦業(yè)股份有限公司袁店一井煤礦1024切眼支護(hù)設(shè)計(jì)說明書編制單位：編 制：審 核：技術(shù)科長：掘進(jìn)副總：總工程師：接到通知時(shí)間 2014年6月10日提交時(shí)間2014年6月25日袁店一井煤礦1024工作面切眼支護(hù)設(shè)計(jì)1024工作面切眼支護(hù)設(shè)計(jì)一、工作面概況1、1024工作面東為-470m水平大巷保護(hù)煤柱，南為DF14斷層保護(hù)煤柱， 西靠近F4斷層保護(hù)煤柱與106采區(qū)相鄰，北為1023工作面（已回采）。2、施工工藝采取綜掘機(jī)破煤掘進(jìn)配合后運(yùn)皮帶運(yùn)輸方式。綜掘機(jī)型號：三一 EBZ200 ;皮帶機(jī)型號：DSJ100/75/2 55;采用單班正規(guī)循環(huán)作業(yè)，中班、 夜班各2個(gè)正規(guī)循環(huán)，早班1個(gè)正規(guī)循環(huán)。二

2、、地質(zhì)條件1、煤層情況：煤層賦存較穩(wěn)定，煤層厚度 4.0-4.6m，平均4.5m。煤巖層傾角較緩3-10 ，總體傾角7左右。煤層結(jié)構(gòu)簡單。2、頂?shù)装鍘r性：頂板：10煤層直接頂板主要為泥巖，厚度 0.281.13m。 老頂一般以砂巖為主，厚度 3.4416.65m。底板：10煤層直接底板為粉砂巖，含炭質(zhì)，厚 01.3m左右。老底為 粉細(xì)砂巖，厚度1.114.02m,3、斷層：本工作面地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層為單斜構(gòu)造，地層走向104180, 傾向NE,傾角3 10。根據(jù)三維地震資料和1023機(jī)巷實(shí)際揭露情況掘進(jìn)施 工中受11條斷層影響（見下表），其中DF14/ 60 65 H=520r斷層與DF14-

3、4 / 60 65 H=010n斷層落差較大，預(yù)計(jì)派生小斷層發(fā)育，對生產(chǎn)影響較大。4 、圍巖類別：10煤頂板屬于皿類圍巖，中等穩(wěn)定，預(yù)計(jì)巷道頂板移近 率為10%-20 %，支護(hù)型式可選擇剛性錨桿。10附：煤巖層綜合柱狀圖三、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)原則和參數(shù)選擇1、錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)原則1024切眼老塘矩形斷面掘進(jìn)，凈寬(腰線)X凈高 =4500X 3200mm刷 大側(cè)凈寬(腰線)X凈高=4000X 3200mm針對袁店煤礦深部高地應(yīng)力大變形 巷道條件，充分發(fā)揮錨桿支護(hù)的作用，確定設(shè)計(jì)原則如下：(1) 、一次支護(hù)原則錨桿支護(hù)應(yīng)盡量一次支護(hù)就能有效控制圍巖變形， 避免二次或多次支護(hù)。(2) 、高預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散

4、原則預(yù)應(yīng)力是錨桿支護(hù)的關(guān)鍵因素，是區(qū)別錨桿支護(hù)是主動(dòng)支護(hù)還是被動(dòng)支 護(hù)的參數(shù)，只有高預(yù)應(yīng)力的錨桿才是真正的主動(dòng)支護(hù)，才能充分發(fā)揮錨桿支 護(hù)作用。(3) 、“三高一低”原則即高強(qiáng)度、高剛度、高可靠性與低支護(hù)密度原則。保證支護(hù)系統(tǒng)可靠， 降低支護(hù)密度，減少單位面積錨桿數(shù)量，提高掘進(jìn)速度。(4) 、臨界支護(hù)強(qiáng)度與剛度原則錨桿支護(hù)系統(tǒng)存在臨界支護(hù)強(qiáng)度與剛度，如果支護(hù)強(qiáng)度與剛度低于臨界 值，巷道將長期處于不穩(wěn)定狀態(tài)，圍巖變形與破壞得不到有效控制。因此， 設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)系統(tǒng)強(qiáng)度與剛度應(yīng)大于臨界值。(5) 、相互匹配原則錨桿個(gè)構(gòu)件，包括托盤、螺母、鋼帶等的參數(shù)與力學(xué)性能應(yīng)互相匹配，最大限度地發(fā)揮錨桿支護(hù)的整體

5、支護(hù)作用。(6) 、可操作性原則錨桿支護(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。（7）、動(dòng)態(tài)支護(hù)原則。合理選取支護(hù)參數(shù)并在支護(hù)的同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測工作 ，及時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 處理,及時(shí)觀察分析地質(zhì)條件的變化，以保證地質(zhì)條件變化時(shí)能選擇經(jīng)濟(jì)合理 的支護(hù)參數(shù)來控制圍巖變形，保證巷道的穩(wěn)定；2、錨桿支護(hù)參數(shù)（1）錨桿長度錨桿長度應(yīng)保證錨固區(qū)內(nèi)形成一個(gè)穩(wěn)定的承載結(jié)構(gòu)，具有足夠的承載能 力，不至于出現(xiàn)明顯的離層、結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)和裂隙張開等擴(kuò)容變形，導(dǎo)致圍巖 松散、垮落。錨桿長度的選擇應(yīng)與錨桿預(yù)應(yīng)力、直徑、強(qiáng)度相匹配，形成有 效的支護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)良好的支護(hù)效果。錨桿長度的選擇應(yīng)滿足井下施工的要 求。幫

6、錨桿長度L錨桿用下式表示：L 錨桿二（Li+ L2） /sina+ L 3式中：Li為錨桿有效長度；L2為錨桿錨固段長度，取1000mma為錨桿與巖面夾角，取75；L3為錨桿外露長度，取100mm錨桿有效長度的確定4： 當(dāng)直接頂需要懸吊而它們的范圍易于劃定時(shí)，L1應(yīng)大于或等于它們的厚度。直接頂平均厚度為 800mm L1取1000mm 當(dāng)巷道圍巖存在松動(dòng)破碎帶時(shí)，L1應(yīng)大于巷道圍巖松動(dòng)破碎區(qū)高度 h ； h=L/2fL為巷道跨度，取4500mrpf為圍巖堅(jiān)硬系數(shù)，取3,h=750mmL1取1000mmLi取最大值，即Li取1000mm經(jīng)計(jì)算，L錨桿=2174mm幫錨桿取2400mm頂錨桿取28

7、00mm(2) 錨桿直徑錨桿直徑和鉆孔直徑之差應(yīng)控制在 410mn之間，尤其以68mn為最佳。 錨桿直徑對巷道圍巖有明顯的影響，隨著錨桿直徑增大，圍巖變形量逐漸減 小，對變形量較大的巷道這種影響更為明顯。對于圍巖破碎、應(yīng)力較大的巷道，應(yīng)選用直徑大的錨桿；相反對于頂板 比較完整、變形量較小的巷道宜選用直徑較小的錨桿。2G二KrLD式中：G為錨桿懸吊巖石重量，t/根；k為安全系數(shù)，取2.5 ;r為軟弱巖層密度，取28KN/m；Li為錨桿有效長度，取2200mmD為錨桿間距，取850mm經(jīng)計(jì)算，G= 9.86t/根，超過規(guī)定錨固力8 t/根。屈服強(qiáng)度計(jì)算：根據(jù)公式：R=n d2S i/4式中：Pi為

8、錨桿屈服強(qiáng)度，t/根；d為錨桿直徑，取20mm8 i為20錳硅螺紋鋼屈服強(qiáng)度，取34kg/mm；經(jīng)計(jì)算，Pi=i0.676 t/根，實(shí)際現(xiàn)場不應(yīng)大于錨桿屈服強(qiáng)度的90%即9.6i t/根，因G= 9.869.6it/根,所以直徑為20mm錳硅螺紋鋼錨桿不符合要求?？估瓘?qiáng)度計(jì)算:根據(jù)公式：P2=n d2S 2/4式中：F2為錨桿抗拉強(qiáng)度，/根；d為錨桿直徑，取20mm5 2為20錳硅螺紋鋼抗拉強(qiáng)度，取52kg/mm；經(jīng)計(jì)算，R=16.328t/根錨桿懸吊巖石重量小于錨桿的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，錨桿直徑選擇合理。(3) 錨桿間距根據(jù)懸吊理論，錨桿的錨固力應(yīng)不小于錨桿懸吊范圍內(nèi)危巖的重量。1/2D=

9、:Q/ (kx hx r)= 1.07m式中：Q為錨固力，取80KNr為軟弱巖層密度，取28KN/m；k為安全系數(shù)，取2.5 ;h為軟弱巖層厚度，取1000mm根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：D L/2D 2400/2=1200mm考慮到所使用M型鋼帶的規(guī)格，錨桿間距均取 800mm(4) 鉆孔鉆孔直徑的選取主要考慮與錨桿直徑的配合及鉆孔效率。孔徑差越大， 錨固劑環(huán)形厚度越大，錨固劑長度越小。過大的孔徑差會引起以下問題： 錨桿不能有效攪拌錨固劑，導(dǎo)致錨固劑攪拌不均勻，反應(yīng)不充分，嚴(yán) 重影響錨固力。 錨固劑環(huán)形厚度過大，不利于錨固力的提高，當(dāng)環(huán)形厚度在34mnS寸, 粘結(jié)力最強(qiáng)，錨桿錨固力最大，隨著環(huán)形厚度的增大

10、，錨固力反而顯著降低。 在錨固劑長度相同的情況下，孑L徑差越大，錨固長度越小。 鉆孔直徑過大，會導(dǎo)致鉆孔鉆進(jìn)速度慢、時(shí)間長，影響支護(hù)速度。(5) 錨固長度錨固長度主要分為端部錨固、加長錨固和全長錨固。端部錨固：錨桿長度小于500mn或小于鉆孔長度的1/4 ;全長錨固：錨桿錨桿長度不小于鉆孔長度的90%加長錨固：錨桿錨桿長度介于端錨和全長錨固之間。袁店煤礦巷道施工中每根錨桿均采用 2支Z2550型樹脂錨固劑，錨固長 度均在1000mn左右。3、掘進(jìn)支護(hù)方案(1) 、煤壁側(cè)半巷：頂板支護(hù)采用20 X2800mm金屬錨桿配合鋼帶及 10#菱形鐵絲網(wǎng)支護(hù)，錨桿間排距800 $00mm ;幫部采用全螺紋

11、玻璃鋼錨桿 配合皮帶梁及礦用高強(qiáng)護(hù)幫塑網(wǎng)支護(hù)，間排距 800 $00mm。巷道頂板布置 兩根17.8 $300mm錨索，配合鋼帶替換左數(shù)第二、四根錨桿使用。(2) 、挑棚加固挑棚沿切眼中心線偏左550mm、偏右250mm、距煤壁側(cè)150mm、距老 唐側(cè)150mm布置4排單體挑棚。挑棚采用絞接梁作梁，一梁一柱連續(xù)布置， 柱采用DWX45/110單體，單體間排距800 X1000mm。煤機(jī)安裝硐室門口打一 排單體，排距1000mm。單體緊跟綜掘機(jī)打設(shè)，滯后不得超過 20m。(3 )、支護(hù)材料及規(guī)格 、切眼頂板錨桿規(guī)格：20 X2800mm等強(qiáng)樹脂錨桿，左幫全螺紋玻璃 鋼錨桿規(guī)格：20疋400mm，

12、圓形托盤120mm，每根錨桿用1根Z2550樹 脂錨固劑。 、M剛帶規(guī)格:3400 X180mm,垂直巷道頂?shù)装宀贾谩?、網(wǎng)片規(guī)格：巷道頂部采用10#鐵絲網(wǎng)，幫部采用高強(qiáng)護(hù)幫塑網(wǎng)，網(wǎng)片 壓茬100mm，每隔200mm用14#鐵絲雙股綁扎牢固。 、錨索配合鋼帶支護(hù)，錨索規(guī)格：YMS17.8 X8300mm型，托盤200 X200 X0mm，鎖具配套，每根錨索使用1根K2550及2根Z2550樹脂錨固劑。4、異常地段支護(hù)方案(1)在斷層破碎帶附近及遇到頂板淋水等地質(zhì)構(gòu)造情況，使用U29型鋼梯形棚支護(hù)參數(shù)采用U29型鋼梯形棚支架，搭接長度500mm ,每個(gè)搭接處使用2副卡 纜，壓力較大地段使用3副卡

13、纜；棚距750mm，棚腿扎角78 ;采用帶掛鉤 鋼筋網(wǎng)笆配合竹笆片及鐵背板腰幫過頂，壁后采用半圓木或編織袋裝煤矸與 幫頂接實(shí)，U型棚架設(shè)時(shí)棚與棚之間使用連接板與下限位卡纜相連接。1600721直徑800風(fēng)筒巷道中心線42411單軌吊中心線1100 - 600風(fēng)管513822270水管g 中 心 線n40425、礦壓觀測（1 ）錨桿支護(hù)巷道均要開展頂板巖性探查和支護(hù)效果監(jiān)測工作，并按 規(guī)定配齊、設(shè)置各類監(jiān)測儀器（表）和工具。所有錨桿（索）必須實(shí)行編號 管理，責(zé)任到人，以便于事故追查和責(zé)任追究。頂板巖性探查手段：通過錨桿眼鉆進(jìn)速度和排粉情況判定。探查內(nèi)容：巖性變化、煤線及含水情況。無錨索支護(hù)巷道，

14、每10m打一探查孔，探查孔深度不小于設(shè)計(jì)錨桿長度的1.5倍。監(jiān)測內(nèi)容：初錨扭矩、錨拔力、錨桿受力、頂板離層和圍巖變形參數(shù)。監(jiān)測器具：扭矩扳手、錨桿拉力計(jì)、錨桿測力計(jì)（液壓枕）、頂板離層指示儀、測尺或測桿等。（2）建立健全監(jiān)測制度，認(rèn)真落實(shí)班組自檢、區(qū)隊(duì)日檢、礦井抽檢制度。（3 ）班組自檢內(nèi)容要求：初錨扭矩、錨固劑用量、頂板探查孔眼深及 巖性等。班長負(fù)責(zé)安排業(yè)務(wù)熟悉人員對當(dāng)班安裝的錨桿逐根檢測，不足的必須及時(shí)加扭，確保符合要求。（4 ）區(qū)隊(duì)日檢內(nèi)容要求：初錨扭矩、錨拔力、錨桿測力計(jì)（液壓枕）、頂板離層和圍巖變形量等。區(qū)長負(fù)責(zé)指定業(yè)務(wù)熟悉人員對當(dāng)天施工的錨桿進(jìn) 行抽測，初錨扭矩抽測不少于 30%，

15、錨拔力抽測一組（頂1根、兩幫各1 根），技術(shù)員負(fù)責(zé)組織每日對煤錨巷道已有錨桿測力計(jì)（液壓枕）、頂板離層 指示儀及圍巖變形量進(jìn)行觀測。（5 ）礦井抽檢內(nèi)容要求：初錨扭矩、錨拔力、錨桿測力計(jì)（液壓枕）、頂板離層和圍巖變形量等。技術(shù)科監(jiān)測組負(fù)責(zé)對全礦當(dāng)月施工的所有煤錨巷 道的監(jiān)測工作，每30m抽測初錨扭矩3排、錨拔力1組（頂1根、兩幫各 1根）。觀測煤錨巷道已有錨桿測力計(jì)（液壓枕）、頂板離層指示儀、圍巖變 形量情況。（6）認(rèn)真填寫監(jiān)測記錄，監(jiān)測數(shù)據(jù)（初錨扭矩、錨拔力、錨桿受力、 頂板離層、圍巖變形）齊全、真實(shí)、可靠，嚴(yán)禁弄虛作假。小班自檢必須有 袁店一井煤礦1024工作面切眼支護(hù)設(shè)計(jì)當(dāng)班班長或區(qū)隊(duì)跟

16、班干部簽字，區(qū)隊(duì)日檢必須有區(qū)隊(duì)長簽字，礦井抽檢必須 由抽檢人員簽字。頂板探查情況及監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)記錄清楚。初錨扭矩、 錨拔力合格率100%，不符合要求的要分析原因，采取措施（如補(bǔ)打錨桿、 二次緊固、架棚補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)等）及時(shí)處理，以達(dá)到規(guī)定要求。（7）區(qū)隊(duì)技術(shù)員每天將班組自檢、區(qū)隊(duì)日檢資料收集整理后，報(bào)礦技 術(shù)科，由掘進(jìn)副總組織技術(shù)科對所有監(jiān)測資料的收集、整理、存檔，監(jiān)測數(shù) 據(jù)的分析處理及信息反饋，支護(hù)效果評判，修改完善或改變支護(hù)設(shè)計(jì)，制定 切實(shí)可行的技術(shù)安全措施等，并經(jīng)礦總工程師批準(zhǔn)后執(zhí)行。（8）錨拔力測試必須有安全措施。錨拔力測試一般不作破壞性試驗(yàn)， 當(dāng)拉拔加載至設(shè)計(jì)錨拔力的90%時(shí)即為合格。

17、拉拔過的錨桿要有明顯標(biāo)記， 不得重復(fù)拉拔，測試錨桿應(yīng)立即緊固。（9）錨桿測力計(jì)（液壓枕）、頂板離層指示儀、圍巖變形量觀測點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)巷道圍巖條件、巷道斷面、礦壓大小等因素確定。一般3050m設(shè)一組測點(diǎn)，軟巖巷道、頂板破碎地帶、高地應(yīng)力等地段必須加密測點(diǎn)，掘進(jìn)初期和回米影響期間應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測。（10）頂板離層監(jiān)測及兩幫、頂?shù)装逡平坑^測1）頂板離層指示儀在巷道中心及頂部兩條 M4型鋼帶中間安裝。2）頂板離層指示儀在鉆孔中安裝要求如下： 頂部點(diǎn)深度不低于9米； 中部點(diǎn)深度不低于3米； 底部與鉆孔下端相連； 鉆孔施工嚴(yán)格執(zhí)行掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程規(guī)定。3）施工單位負(fù)責(zé)監(jiān)測，定期向礦安全技術(shù)部門匯報(bào)頂板離層情況和

18、兩幫 移近量，并掛牌留名，記錄每日深、淺部離層情況，發(fā)現(xiàn)頂板離層量超過 120毫米時(shí)，必須及時(shí)組織撤人，并匯報(bào)調(diào)度室。（11 ）錨桿錨固力監(jiān)測1）安裝拉力計(jì)時(shí)，其作用線應(yīng)與錨桿同心。2）勻速加載、緩慢拉拔至設(shè)計(jì)噸位即停止，一般不作破壞性實(shí)驗(yàn)。3）拉力計(jì)應(yīng)固定牢靠，并有安全保護(hù)措施。4）拉力計(jì)參數(shù)的換算：F=S P F為錨固力 S為活塞面積P為壓力表壓強(qiáng)示值1MPa P.345t。5) 錨桿初錨力矩的設(shè)計(jì)規(guī)定： 頂部錨桿初錨力矩煤巷頂板不低于 300N m,. 幫部錨桿初錨力矩不低于200N m.6) 錨桿錨固力的設(shè)計(jì)規(guī)定： 頂部錨桿錨固力煤巷頂板不低于 80KN ;巖巷不低于80KN。 幫部錨桿錨固力不低于60KN。 錨索錨固力不低于200KN。7) 樹脂錨桿應(yīng)在安裝28天后測定，若在施工半小時(shí)后測定，應(yīng)將測定 值乘以1.3的系數(shù)。若錨固力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)及時(shí)查找原因進(jìn)行改正， 直至符合設(shè)計(jì)要求。8) 將測定的數(shù)值掛牌留名，并做好原始記錄。9) 頂板下沉量范圍數(shù)值安全w 30mm、警示60mm、危險(xiǎn)60mm10) 通過圍巖與支護(hù)的總變形量和變形速度，得出支護(hù)穩(wěn)定性評價(jià)，無動(dòng)壓影響或其他特殊因素影響的情況下，圍巖變形速度應(yīng)日趨平緩，即達(dá)到 穩(wěn)定支護(hù)。巷道水平收斂量速度小于0.15mm/d、垂直收斂速度小于0.10mm/d 時(shí)視為穩(wěn)定支護(hù)，當(dāng)巷道圍