20105运输顺槽掘进支护设计.pdf

42/矿业装备 MINING EQUIPMENT工 艺0 引言20105工作面地表位于矿井南部，东沟村西北部，地形沟谷纵横，地面标高 11301250m，埋藏深度 140219m，工作面标高 9901031m，区域内无水库、高压线、建筑物等。20105 运输顺槽位于 20101 首采面、20103 工作面南部，2305、2306 采空区北部，西部临近矿界无采掘活动。作为 20105 工作面回采期间的进风及运煤，20105 运输顺槽预计服务 20105 工作面回采结束至 2023年 4 月，服务年限约为 8 个月。2022 年 8 月中旬开始施工，预计 2022 年 12 月上旬竣工。1 巷道施工参数20105 运输顺槽设计长度为 527m，煤层倾角为3 8，沿煤层顶板掘进。20105 运输顺槽为矩形断面，巷道掘进宽度为 4600mm，掘进高度为 2700mm，断面积为 12.42m2，净宽为 4400mm，净高为 2600mm，净断面积为 11.44m2。巷道顶部设计采用“锚杆+锚索+菱形网+钢筋钢带”联合支护，帮部设计采用“锚杆+菱形网+钢筋钢带”联合支护1-2。图 1 为 20105 运输顺槽断面支护示意图。顶部采用长 4400mm 五眼钢筋钢带，钢筋钢带垂直巷道前进方向布置，紧贴顶板，钢筋钢带眼间距为1000mm，顶锚杆为 20mm2000mm 左旋螺纹钢锚杆，每排布置 5 根，间排距 1000mm1000mm，角锚杆距帮为300mm，垂直顶板支护，配套使用可调心拱形托板、减摩垫圈、球形垫圈，托板规格为 150mm150mm10mm，锚杆支护时使用一支 MSCKa2380 树脂锚固剂；锚索布置于两排锚杆之间，采用 17.8mm6300mm 矿用锚索，间排距为 2000mm1000mm 与第 2、4 根锚杆对齐布置，配套使用 KM18 锁具，300mm300mm12mm 的拱形托板、球形垫圈，锚索支护时药卷使用一支 MS 双速 23120 树脂锚固剂（黄色向上），垂直于顶板支护；顶板铺设菱形网，网规格为：10#铁丝，规格：5000mm1200mm，网格50mm。两帮支护：采用长 2300mm 三眼钢筋钢带，202000mm的左旋螺纹钢锚杆，托板为150mm150mm10mm拱形托板，锚杆间排距为900mm1000mm，每排3根，最上一排帮锚杆距顶板为400mm，最下面一排帮锚杆距底板500mm，垂直帮部布置，锚杆药卷使用一支MSCKa2380树脂锚固剂，两帮铺设菱形网，网规格为：10#铁丝，规格：2500mm1200mm，网格50mm，当最下一排帮锚杆距底板大于800mm时，补打一排帮锚杆。20105运输顺槽掘进支护设计王爱军（山西煤炭运销集团和尚嘴煤业有限公司，山西大同 037000）摘要：结合了 20105 运输顺槽的实际情况，对顺槽支护进行了设计。顺槽顶部采用“锚杆+锚索+菱形网+钢筋钢带”联合支护，帮部采用“锚杆+菱形网+钢筋钢带”联合支护。经过校验，设计的支护形式可以维持巷道的稳定。可以为煤矿巷道掘进支护提供一定的参考。关键词：煤矿开采；掘进；支护设计图1 20105运输顺槽断面支护示意图2023.7 矿业装备/43交叉点支护要求：采用 3000mm14#槽钢+7.8mm6300mm锚索联合支护横担在交叉口处，槽钢间距不大于200mm，槽钢上的眼布置为3眼，锚索眼距1m，槽钢距煤帮不大于450mm，锁口支护延伸巷帮大于1000mm。发现顶板破碎或不稳定遇断层时，缩小锚杆排距至900mm，帮锚杆紧跟掌头，锚索间排距变为 2000mm900mm，如锚固力达不到要求时，支设梯铁棚，并向公司调度汇报。揭露构造后，及时编写专项安全技术措施。2 支护设计校核2.1 锚杆长度校核采用锚杆的悬吊理论对锚杆的长度进行校验，其长度L应应满足公式（1）3-4：LL1+L2+L3 （1）式中：L为锚杆总长，mm；L1为锚杆外露长，mm（托板+螺母厚，顶锚杆取 70mm，帮锚杆取 80mm）；L2为有效长度，顶锚杆与围岩松动高度有关，帮锚杆与帮破碎深度有关，m；L3为锚入岩层内深度（顶锚杆取800mm，帮锚杆取 800mm）。根据式（1）计算得出：顶锚杆长L顶=71458mm，帮锚杆长L帮=1518mm。顶部所选锚杆长度 2000mm1458mm，帮锚杆 2000mm1518mm，能满足计算要求。2.2 锚杆间排距校核锚杆的间排距与悬吊岩体的重量有关，悬吊岩体的重量可以由公式（2）进行计算5-6：G=rL2ab （2）锚杆锚固力Q应能承担G：KGQ （3）式（3）中：Q为顶锚杆锚固力，Q 105kN；K为安全系数，取 2；r为岩体容重，取 22kN/m3；a为顶锚杆排距，m；b为顶锚杆间距，m；L2为顶锚杆有效长度，m。锚杆间排距通常相等，a=b，则有公式（4）：a(Q/krL2)1/2 （4）经过计算，a2.01m，设计锚杆的间排距为 1m。因此，顶锚杆间、排距参数能满足计算结果。2.3 加强锚索长度校核加强锚索的长度l应满足公式（5）：l=La+Lb+Lc+Ld （5）式中：La为深入到稳定岩层的长度，与岩层的特性有关；Lb为需要悬吊的不稳定岩层厚度，1.8m；Lc为托板及锚具的厚度，0.035m；Ld为外露张拉长度，0.2m。经过计算，加强锚索的最小长度 l=3.305，而设计锚索长度为 6.0m，故锚索长度符合要求。3 施工方法采用掘支单行一次成巷的作业方式；采用“三八”制作业,每天两个半班生产，半个班检修，每班由一名符合资质的班组长带班、一名干部跟班、一名安监工、一名瓦检工和一名验收员监督施工；采用 EBZ160 型掘进机掘进综合机械化掘进，沿 2#煤层顶板截割并自行装煤的施工方法，全断面一次成巷。在进行施工时，应该严格按照施工设计说明书进行施工。如遇断层等地质构造，综掘施工困难时，采用人工钻眼爆破，综掘机装煤，带式输送机运输施工方法。一昼夜 5 个循环，每循环进度 2m，日进度 10m。构造前后 5m 范围内、顶板破碎严重、构造区域等地质条件发生变化时，一昼夜 5 个循环，每循环进度 0.9m，日进度4.5m。4 结束语在巷道施工时，巷道所采用的支护十分关键。结合了 20105 运输顺槽的实际情况，采用了联合支护形式，并对设计的支护参数进行了校验。经过校验，设计满足安全生产的需求。但是为了保证安全性，在施工时应该根据地质条件变化对支护的参数进行一定的调整。参考文献1 杨柳.大断面巷道快速掘进及联合支护技术研究 J.机械管理开发,2022,37(10):199-200+203.2 朱振平.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用 J.矿业装备,2022(5):89-91.3 冯栋.翼城东沟煤矿 201 采区北翼运输巷掘进作业分析 J.能源与节能,2022(9):179-181.4 贺进修.马脊梁矿 8512 工作面巷道掘进工艺探析 J.煤矿现代化,2022,31(5):17-20.5 武传伟.上覆村庄巷道掘进及支护技术应用研究 J.煤矿现代化,2022,31(5):105-109.6 张建廷.煤矿巷道掘进锚杆支护工艺研究 J.机械管理开发,2022,37(9):110-112.