维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第３期 煤 炭 科 技 Ｎｏ．３ ２００８ ＣＯＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＡＧＡＺＩＮＥ 文章编号：１００８—３７３１（２００８）０３—００５５—０３ 岩巷锚网喷支护参数的合理选择及应用 李德杰－．张 乾ｚ ｎ．鹤壁富昌建设Ｔ程公司，河南鹤壁４５８０１０；２．鹤壁中泰矿业公司，河南鹤壁４５８０１０） 摘 要：在中泰公司三水平轨道暗斜井施工过程中，当围岩条件为中粒砂岩及石灰岩时，将锚 喷支护的锚杆间排距由原来的０．７ ｍ调整为０．９ ｍ及０．８ ｍ，在砂质泥岩条件下锚杆的问排 距为０．６ １ＴＩ。通过工业性试验和现场观测，充分表明在技术上可行，安全可靠，经济效益十分明 显。 关键词：不同岩性；支护参数；合理选择 中图分类号：ＴＤ３５３＋．５ 文献标识码：Ｂ １ 工程概况 中泰公司三水平水平轨道暗斜井位于三水平延 一 深区，该巷道布置在距二．煤底板１０～２０ ｍ处，埋 深４２０～７３０ ｍ 巷道不受采动影响．穿过的岩层为 砂质泥岩、中粒砂岩（Ｓ。）和石灰岩，所穿地层地质条 件简单，岩层发育正常。砂质泥岩稳定性差，遇水易 膨胀变形 石灰岩、砂岩强度大，稳定性好。具有较强 的抗压和抗变形能力 巷道剖面如图１所示 岩中巷 ｕ 图２三水平轨道暗斜井支护断面 、 ．２２０ 锚杆采用西１８ ｍｍ Ｘ ２ ０００ ｍｍ的金属树脂锚 ．２３０ — ２４０ 杆，锚杆尾端螺旋长３５０ ｍｍ， ２８ ｍｍ，钻孑Ｌ ３２ ．南翼胶 带巷 。南翼 遥输巷 ．２５０ ｍｍ。使用两卷Ｋ２３３５树脂药卷进行锚固。网长 ．２６０ ３Ｏ１９０ ３００００ ｌ０００００ ６５３ ８１０ 平距 ２ ５００ ｉｌｌｍ．宽９００ ｍｍ．网孑Ｌ ８０ ｍｍ Ｘ ８０ ｍｍ 水泥硅 １ １ｏ４ ２２ ０。 １ｌ。 １７。 坡度 酸盐４２５号。细骨料为河沙，粗骨料为石子， ≤５ 图１ 三水平轨道暗斜井剖面 ｍｍ，混凝土比例：水泥：河沙：石子为１：２：２。 ２支护设计及施工工艺 采用钻眼爆破法进行掘巷 临时支护丁艺：放炮后找顶一喷护顶浆一设顶 三水平轨道暗斜井设计净高３．２ｍ．净宽３．８ ｍ． 部锚杆挂网 半圆拱断面．支护结构为锚网喷支护 金属树脂锚杆 永久支护工艺：安全检查一复查巷道规格一标 支护参数原设计锚杆间排距为７００ ｍｍ Ｘ ７００ ｍｍ 定眼位一打锚杆眼一安装锚杆挂网一喷护顶浆 根据不同岩性．对金属树脂锚杆支护参数进行了变 施ＴＴ艺流程如下： 更，在中粒砂岩、石灰岩条件下锚杆问排距设计为 掘进班：交接班安全检查一沿中腰线拉尺一打 ８００ ｍｍ Ｘ ８００ ｍｍ：在砂质泥岩条件下设计锚杆的间 下部眼一装药放炮一安全检查．二次装药放炮一安 排距６００ ｍｍ Ｘ ６００ ｍｍ．铺单层金属网．网压茬１００ 全检查，三次装药放炮一找顶．喷护顶浆，打顶锚 ｍｍ．每隔２００ ｍｍ用１４号铁丝联网一次 混凝土喷 杆一拉尺打上部眼一出渣装空迎头一清理验收 厚在砂质泥岩为１００ ｍｍ．其余为５０ ｍｍ 工程支护 喷浆班：交接班安全检查一复查巷道尺寸质 如图２所示 量一打锚杆眼一安锚杆．挂联网一刷底眼．挂线一掺 维普资讯 http://www.cqvip.com 煤炭科技 ２００８年第３期 料喷浆一清回弹料复用（打水沟）一清理验收。 测站设在喷层表面。巷道表面位移采用测杆（枪）进 ３现场监测 ３．１ 现场监测的主要内容 行量测。设点初期围岩变形相对较快．测读周期较 短，后期测读周期稍长。 Ｃ 为了考察改变锚喷支护参数后巷道的支护效 果，需对锚喷支护巷道进行矿压观测．然后对该支护 ． ．参数的合理性作出评判 围岩变形是围岩力学性态最直观的反映．由于 位移量测简便．可靠稳定．加之通过工程施工阶段和 使用阶段的位移量测．可监测判断工程稳定状况．指 导施工。因此，在巷道掘进期间测定巷道表面位移． 测定图３（ａ）中ＣＤ值及ＡＢ值，包括顶板下沉量、顶 板下沉速度、两帮移近量及两帮移近速度 用以判断 Ｄ （ａ）测点布置 测站１测站２ 测站３ ＥＥｊ三Ｒ２０ｍ ３０ｍ ３０ｍ 方向 （ｂ）测站布置 围岩的运动是否影响巷道的正常使用 ３．２测站布置与观测方法 巷道表面位移测站应紧跟掘进迎头安设．为避 免影响生产．测站距迎头３～７ ｉｎ。在已掘出的１００ ｍ巷道中．巷道表面位移测站布置如图３（ｂ）所示 图３巷道表面位移监测 ３．３监测结果与分析 ３．３．１前期观测数据 根据现场观测，围岩移近速度如表１所列。 表１ 观测期间围岩位移汇总 由监测结果分析可以看出． 锚喷支护岩巷的矿 压显现在掘巷阶段有如下特征： （３）巷道掘进剧烈影响区距迎头５ ｍ左右， ５ １５ ｍ为掘进影响减弱区 ３．３．２后期观测数据 （１）锚喷支护有效地控制了围岩的变形。围岩 两帮最大移近量为２０１．８２ ｍｍ。最小为５８．８６ ｍｍ， 顶板最大下沉量为９９．９１ ｍｍ．最小为２７．４３ ｍｍ。 后期观测数据如表２所列。从表２可知，在掘进 １８０ ｄ之后．巷道的变形速度趋于稳定，说明通过理 （２）巷道掘进影响期较短，５～６ ｄ后巷道围岩 变形趋于稳定。 论计算选用的锚杆支护参数是合理的。这一设计已 在公司其他类似地质条件的岩巷推广应用。 表２后期观测结果 ４经济效益分析 在中泰公司岩巷掘进过程中．当围岩条件为中 粒砂岩及石灰岩时．锚喷支护的锚杆问排距由原来 的６００ ｍｍ、７００ ｍｍ调整为８００ ｍｍ，在技术上可行， ４．１ 经济效益 ４．１．１ 直接经济效益 调整前的锚喷支护材料费用为４６２．７８元／ｍ，调 整后为３７２．２５元／ｍ。降低９１．５３元／ｍ，降低１９．８％。 ４．１．２ 间接经济效益 安全上可靠。经济效益明显。 锚喷支护参数调整后，（下转第５９页） 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第３期 ｍｍ．黄文忠等：深井巷道锚索加强支护的优化设计 ５９ 树脂药卷的直径为２３ ｍｍ，则可计算出锚固剂 数量为４．６９５根．取５根。 ５ 结 论 本文以建新煤矿为实例．对于深部开采的矿井 巷道支护进行了研究，得到了以下结论： （１）深井巷道变形特点为：巷道变形量大．变形 通过上述分析．可以得出如下参数：①锚索长度 为９．３ ｍ．其中有效支护长度为９ ｍ；②锚索锚固长 度为１．７５ ｍ：③锚固剂型号为Ｋ２３３５及Ｚ２３３５型，５ 根／孑Ｌ：④锚索支护密度为０．３３８根／ｍ 。 在巷宽３ ｍ时，３ ｍ内使用３根锚索进行加强 支护．呈五花布置，长短槽钢相问使用，长槽钢２根 锚索．与巷道中心线所在的垂直面各成２０。外向角， 以符合锚索支护机理。计算其支护密度为３／（３× 速度快．顶底板总变形量可达１．５～２ ｍ．变形速度 大的可达２０～３０ ｍｍ／ｄ。巷道开始先两帮变形．到一 定程度时底板鼓起．其中底鼓量占总移近量的５Ｏ％ ～６０％，同时顶板下沉、开裂 （２）深井巷道围岩稳定性较差．传统的锚杆支 ３）×０．３３３根／ｍ２．该结果正好与设计值相吻合。 护方式已满足不了合理控制巷道变形的要求．只有 在使用锚杆支护的基础上采用锚索加强支护．巷道 变形问题才能得到有效的改善和控制 ４工程效果 建新煤矿在起初使用锚杆支护的基础上，也采 用了锚索加强支护，但由于支护参数不够合理（支护 密度为０．２９６根／ｍ ．锚固长度为１．４ ｍ），巷道变形 （３）运用锚索支护的作用原理，通过公式计算 和＿丁程实践．对锚索加强支护参数进行优化 将支护 密度优化为０．３３３根／ｍ２．锚索锚同长度变为 １．７５ ｍ后．巷道围岩稳定性良好 作者简介：黄文忠（１９６７一），男，江西赣州人，１９９０年毕业 于湘潭矿业学院采矿系通风与安全专业．丰城矿务局建新煤 矿高级工程师 量较只使用锚杆支护没有多大改善。而在按上述设 计改变支护参数后．效果非常明显．巷道变形得到了 有效的控制 根据一定观测周期内的矿压观测结果， 相比原支护方案顶底板总移近量减少６０ ｍｍ．两帮 总移近量减少了１３０ ｍｍ．顶底板及两帮移近速度分 别减少了１．９ ｍｍ／ｄ和２．５ ｍｍ／ｄ （收稿日期：２００８—０５—１０） （上接第５６页）每米巷道少安装锚杆５根，提高了掘 进速度 调整参数前．正规循环的进尺为１．３ ｍ，调整 后为１．７ ｍ．掘进速度提高了３０．８％，促进了劳动效 率的提高．为三水平早日形成生产系统创造了条件。 ４．２社会效益 系数将发生变化。当锚杆的间排距为０．６ｍ时．３种 岩性条件下围岩的安全系数均符合要求 当间排距 达０．９ ｍ时，砂质泥岩和石灰岩的安全系数不在合 理范围之内。因此。对中粒砂岩，锚杆的间排距以 ０．９ ｍ较为合适；对砂质泥岩．间排距以０．６ ｍ较为 （１）有利于矿井安全生产和顺利建设．巷道掘 进速度的提高为矿井改扩建和三水平的建设提供了 条件。 合适。对石灰岩，问排距以０．８ ｍ较为合适 （３）三水平轨道暗斜井为穿层斜井．当围岩为中 （２）单位长度巷道所需的支护材料减少．减轻 了工人的劳动强度．提高了工效 粒砂岩和石灰岩时，锚杆支护的间排距调整为８００ ｈｉｍ×８００ ｍｍ，当围岩为砂质泥岩时．问排距仍保持 为６００ ｍｍ×６００ ｍｍ．且喷射混凝土的参数不变 试 验表明，锚喷支护有效地控制了围岩的变形 围岩两 帮最大移近量为２０１．８２ ｍｍ．最小为５８．８６ ｍｍ．顶板 最大下沉量为９９．９１ ｍｍ，最小为２７．４３ ｍｍ 巷道掘 （３）为公司其他同类条件巷道的支护提供借鉴 经验和依据 ５结 论 （１）现场测试结果表明．在不同的围岩条件下． 进影响期较短，５～６ ｄ后巷道围岩运动趋于稳定 ６ 个月后，巷道变形速度趋向于零．巷道稳定 作者简介：李德杰（１９６７一），男，河南获嘉人，２００７年毕业 于河北工程大学采矿专业．河南富昌建设工程有限责任公司 助理工程师。 （收稿日期：２００８—０卜１０） 即使使用同样的锚杆材料．锚杆的锚固力也是不同 的。在中粒砂岩中锚固力较高．平均为１３４．４ ｋＮ 石 灰岩次之，平均为１０３．５ ｋＮ 在砂质泥岩中最低．平 均为８４．２ ｋＮ．均小于锚杆的屈服强度 （２）改变锚杆支护的参数．将锚杆的问排距由 ０．７ ｍ增至０．８ ｍ后．锚喷支护围岩的安全可靠性
