矿建工程中巷道掘进锚杆支护技术研究(2)
1) 锚杆支护可以提高巷道的支护效果,实现岩体整体性,对于不稳定的岩层还能起到悬吊的作用,有效地提高了岩体承载能力。
2) 锚杆支护技术可以使用锚固剂、杆体和托板等构件或者喷层,和围岩形成支护体系,对巷道的维修和工作面端头的支护与超前的支护有效简化,加快了采煤工作面的工作速度,提高煤炭开采量和经济效益。
三、 锚杆支护技术分析
矿建工程巷道掘进的支护技术分为两种,一种为巷内支护,一种为巷旁支护。而巷内支护又可以分成基本支持和加强支护。
3.1 巷内支护
3.1.1 基本支护
1) 支护形式。巷道内基本支护一般采用强力锚杆、高预应力和锚索支护系统。对强力锚杆和锚索增加高预应力,对围岩进行扩散,对围岩中的裂隙、新裂纹和结构面的离层滑动进行有效的控制,使围岩保持住巷道掘进期间的稳定与完整。
2) 支护材料。巷道内的围岩具有容易变形和被破坏的特点,所以,要使用高韧性和高延伸性的材料作为强力锚杆和锚索的支护材料。锚杆的杆体要使用 BHRB500 的左旋无纵筋螺纹纲筋,而屈服的强度一定要大于 500 MPa,一般拉断强度也要大于 670 MPa,冲击的吸收需要达到 30J,伸长率要达到20% 。
锚索要使用新型 1 ×19 结构的具有高强度预应力的钢绞线,而拉断荷载要达到 600 kN( 直径 φ22 mm) ,而伸长率需要达到 7%,要使锚杆预应力实现有效的扩散,一般锚杆的组合构件要使用 W 型的钢带。
3) 支护参数。通过数值模拟对多方案实现对比,再结合实际经验,就可以确定锚杆和锚索支护的具体参数。锚杆直径为 22 mm,长度为2.4 m,可以用树脂加长锚固,一般预紧力矩是500 N·m,要应用 W 型的钢带与金属网护顶。设定顶板锚杆的间、排距 900 mm × 1 000 mm,那么帮锚杆间、排距则为 1 000 mm。当顶板锚索的直径达到 φ22 mm,长度为6.3 m,那么每排要设2根锚索,间距要设定为1.8 m,排距则需要设定为 2 m,预紧力需要 300kN。
3.1.2 加强支护
普通回采工作面受到超前的支承压力影响,巷道的围岩会产生变形和破坏,所以,要使巷道围岩保持稳定工作,就要进行加强支护。
工作面安全出口和巷道的连接处 20m 的范围内,必须要进行加强支护。加强支护一般有两种工作方式,一种是单体支柱配顶梁,另一种是专门设计的加强支护液压支架。
1) 单体支柱配顶梁。巷道不仅受工作面支承压力影响,还要受到开采后煤帮缺失的影响,核心期刊巷道两侧的填充体不能达到需要的强度,所以,在这个空间内,一定要进行高阻力加强支护的设置,有效阻止顶板的下沉,对顶板岩层离层进行控制,既保证了顶板的完整,也为巷道提供安全而宽敞的作业空间。
2) 专门设计的加强支护液压的支架。专门设计的加强支护液压支架是由立柱、顶梁、底座和四连杆机构共同组成。支架前后相邻被伸缩梁与推移千斤顶所连接,使支架实现了推拉的自移行走。
3.2 巷旁支护
巷旁支护也有很多种形式,一般选择的是充填式巷旁支护,这种支护方式有充填体强度和充填体变形性能的要求。巷旁充填体不仅要较高的强度,还要具有较好变形性能,才能适
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