4-2煤~4-3煤运回联巷支护设计.docx

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1、河西煤矿HeXimeikuang河西煤矿HeXimeikuang4- 4一3煤运回联巷支护设计编制单位：技术科编制人：科 长：批准人： 编制日期： 年 月 日1 .现场掘进过程中采用顶板离层仪、巷道围岩观测进行日常监测，并根据观 测结果及时加强支护，如补打锚索、架棚等措施。2 .巷道正常采用锚网支护，加强支护时，顶部采用锚网索进行加强支护，帮 部采用锚杆缩小循环进尺或缩小排间距进行加强支护。3 .巷道掘进遇顶板局部破碎带时，应缩小锚杆排距加强支护。如遇顶板破碎 带时，根据井下实际情况作出补充措施。4 .局部连续成片出现煤体破碎形成网兜现象，补打锚杆，提高护表强度， 防止煤体破碎向深层开展。5

2、.巷道整体变形较大，冒顶、片帮严重，增加架棚复合支护。七、质量要求1、锚杆支护质量要求(1)严格按照中线和排间距布置锚杆，锚杆排间距误差为100 mmo(2)锚杆孔方向误差不得超过15。(3)锚杆外露长度控制在1050 mm。(4)顶板锚杆的锚固力不得小于105kN,帮锚杆的锚固力不得小于60kN。(5)顶锚杆的预紧力矩不小于100N - m,帮锚杆预紧扭矩不小于60 N-m。2、顶网铺设要求：网片之间搭接100mm,每隔500mm连1扣。(2)金属网必须拉紧并紧帖顶板、巷帮，到达支护有效。4,煤、4-3煤运回联巷支护设计审批签字表部门/职务审批意见签字日期通风科安监部地测科机电科调度室技术科

3、平安副矿长机电副矿长生产副矿长总工程师审批意见:4一2煤、4一3煤运回联巷支护设计一、工作面概况4-2煤、4-3煤运回联巷位置：1 .运输联巷东部为井田东部边界，北部为4煤东翼大巷运输顺槽。西部4-3煤 煤柱，南部为井田南部边界煤柱。开口端位于4.3煤东翼大巷运输顺槽停掘处， 方位角180。，沿南翼保护煤柱布置，先沿底板掘进10m后，按0。28, 6上山， 沿方位角247 32, 13沿顶板掘进31. 154mm（平距，中）后继续按11。4 42 上山，沿方位角180破顶掘进57. 829口至与4-2煤主辅11#联巷贯通结束。地面 无建筑。掘进对地面影响不大。运输联巷设计长度98. 983m

4、（平距，中），已掘 进0m,剩余98. 983m,设计巷道断面为矩形，巷道净宽3. 8m、净高2. 5m。2 .回风联巷东部为V煤东翼煤柱，北部为二煤东翼大巷回风顺槽。西部4-3 煤采空区，南部为井田南部边界煤柱。开口端位于4T煤东翼大巷回风顺槽停掘 处，方位角180 ,沿南翼保护煤柱布置，先沿底板掘进10m后，按9。31, 47 上山破顶掘进68. 990m （平距，中）与煤层贯通后沿底板掘进至与煤南翼 回风巷贯通结束。地面无建筑。掘进对地面影响不大。运输联巷设计长度88. 429m （平距，中），已掘进0m,剩余88. 429m,设计巷道断面为矩形，巷道净宽3. 8m、 净高2. 5mo二

5、、地质条件1.煤（岩）层赋存特征4一2煤、4煤运回联巷大部位于岩层中，局部巷道在4.2煤、3煤层中，煤层 倾角在0。3。之间。炉煤层平均厚度3. 6m, V煤层平均厚度1. 66m。顶板为 粉砂岩厚度为712nl ,抗压强度26. 15MPao底板为粉砂岩46m ,平均抗压强 度为 26. 15MPao顶底板情况表顶底板名 称岩石 名称厚度 （m）岩性特征物理性质煤4一2煤3.523.743.6属低变质烟煤，为黑色，条痕呈褐色；呈 弱沥青一沥青光泽，多为参差状、阶梯状 断口，内生裂隙发育煤多以半亮型为主抗压强度为5. 6-25. 2 MPa, 平均10.49 MPa；抗拉强度0. 22-0.

6、54 MPa,平均 0. 30MPao顶板粉砂7-12以粉砂岩为主，泥岩次之,岩体中等完整，平均抗压强度为26. 15MPa,岩属不稳定一较稳定型（I II ）o直接顶节理发育，竖直方向节理面成正 “八”字型，顶板局部破碎，易冒顶.顶板北厚南薄。RQD 值 6489%O煤4 3煤1.66全区稳定，烟煤，煤层饱和强度属软弱类 岩石，具脆性而不具韧性，宜冲击破碎；抗压强度为5625. 2 MPa, 平均10. 49 MPa；抗拉强度0. 22-0. 54 MPa,平均 0. 30MPa。底板粉砂U-I 石46底板以粉砂岩为主，泥岩次之，岩体中等 完整，属不稳定一较稳定型（III）RQD值6489%

7、,平均抗压强度为 26. 15MPa ,2.煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数厂煤层瓦斯绝对涌出量0. 91m7min,相对涌出量0. 50m7t,掘进工作面最大瓦斯绝对涌出量0. IBnf/min,无煤与瓦斯突出、喷出情况。4煤层瓦斯绝对涌出量0. 77m3/min,相对涌出量0. Glm/t,掘进工作面最 大瓦斯绝对涌出量0. 13nr7min,无煤与瓦斯突出、喷出情况。3 .地质构造本井田位于鄂尔多斯拗馅盆地伊陕单斜区之内，地层总体为倾向NWW,倾角 不大于3的单斜构造。没有发现断层、褶曲构造，邻近矿井生产也未发现有断 裂现象，地质构造属于简单类型。4 .水文地质（）含水层1

8、 .第四系松散沉积孔隙潜水含水层.侏罗系延安组裂隙孔隙承压水2 .烧变岩裂隙孔洞潜水含水层（二）隔水层特征新近系上新统保德组（Mb）,区内地表未出露，在深部呈不连续分布，其中 的红土层为隔水层，结构致密均一，半固结，可塑性强，为区内良好的不连续隔 水层。（三）地下水补径排条件第四系松散沉积孔隙潜水：主要接受大气降水补给，其次是局部地表水补给 渗入补给。1 .基岩孔隙裂隙水，露头区接受大气降水补给，局部接受地表水体的侧向径 流补给，也接受潜水的垂线渗透补给；区内沿基岩裂隙常见有下降泉出露，其为 主要排泄方式。2 .烧变岩潜水，主要是通过片沙和黄土层接受降水补给，局部地段接受同岩 层及地表水侧向补

9、给，总趋势向北部考考乌素沟潜流，多以下降泉的形式排泄。3 .最大涌水量50?/h,正常涌水量3d?/h。三、施工工艺1 .运输联巷：采用综掘工艺施工，沿煤层底板掘进10m一沿0。28, 6沿 顶板掘进31. 51m-按11 4, 42秒破顶掘进；2 .回风联巷：采用综掘工艺施工，沿煤层底板掘进10m-沿9 31 47破 顶掘进68. 990m一沿煤层底板掘进。四、巷道支护设计.支护方式选择由地质资料分析可知,4.2煤、4.3煤运回联巷所处煤层为4-2煤层、4-3煤层 及岩石层中，干煤层平均厚3.6m, 4-3煤层平均厚1. 66m,岩层主要为粉砂岩 平均厚度10. 94m。巷道主要为破顶布置，

10、直接顶为粉砂岩，厚度9. 5211. 72m。锚杆支护的作用主要有悬吊作用、组合梁作用、加固拱作用和楔固作用等。 这里主要以悬吊理论计算。悬吊作用是指锚杆把将要冒落的松软弱岩层或危岩 悬吊于上部坚固稳定的岩体上，由锚杆来承当危岩或松软弱岩层的重量。锚杆的作用主要表现为：一是阻止锚固区内的岩层扩容、离层及滑动，从 而提高岩层的水平承载能力，在破坏区范围内形成次生承载层，它可以阻止上 部岩层的进一步扩容和离层；二是次生承载层形成后，使上部岩层应力分布趋 于均匀和下移，有利于巷道稳定。因此，巷道支护应采用锚杆+金属网的支护方式。1 .锚杆支护参数确定锚杆支护参数确定采用悬吊作用理论进行。(1)顶锚杆

11、长度计算：L = KH + L+L,1J式中：L 锚杆长度，m；H 冒落高度，一般取2m；K 平安系数，一般取K=2；Ll -锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m； L2 锚杆在巷道中的外露长度，一般取0. 05m； 其中：岩层：顶=5/2/ = 3.8/（2x5）= 0.38mH帮= B/2/ = 2.5/（2x5）= 0.25m煤层：，顶=B/2/ = 3.8/（2x3）= 0.63mH 帮=B/2/ = 2.5/（2 x 3）= 0.42m式中：B 巷道掘进宽度，取3.8m,高度，取2.5m f -岩石坚固性系数，砂岩取5,煤层取3；那么 煤层：= 2 x 0.63 + 0.5

12、+ 0.05 = 1.81mL帮=2x0.42 + 0.5 + 0.05 =1.37 根岩层：L顶=2 x 0.38 + 0.5 + 0.05 = 1.31mL 帮=2 x 0.25 + 0.5 + 0.05 = 1.05m顶板选用20X2000mm高强锚杆，帮部选用由18X 1500玻璃钢锚杆满 足要求。（2）锚杆间距、排距计算，间排距取a：。28力女141d一锚杆的直径（mm）r一岩石容重（KN/n?）6 t一杆体材料的抗拉强度（MPa）顶锚取455MPa；帮锚取300MPa。顶锚取 d=20, r=10, 6 t=455,计算得 a=0. 028X20X4. 02 = 2. 25m,考虑

13、岩 体的挤压破坏范围及相同条件下的经验，为平安起见，取排距1000mm,顶部杆 间距880mm o帮锚取 d=18, r=9, 6 t=300,计算得a = 0.028x18x3.44 = 1.74。,考虑岩体的挤压破坏范围及相同条件下的经验，为平安起见，取排距1000mm,帮锚杆间距,700mmo(3)锚杆直径确实定d顶=1.13 x(Q 顶 /)12 =1,13x(105x1 ()3/455) =17.17mm取顶锚杆直径20mm；d顶=l3x(Q 顶傍y=1.13x(60xl03/3(x)r =1598mm取帮锚杆直径18mm。式中：d锚杆直径，mm；Q锚杆设计的锚固力，取Q顶=105K

14、N, Q帮=60KN；。t杆体的抗拉强度，顶锚取。t=455MPa；帮锚取。t=300MPa。(4)锚杆锚固力计算锚杆锚固力可按下式计算：顶=(1/4)x 5屈)=0.25 x3.14 xOS2 *335 x 106 =105 0式中：。屈一杆体材料的屈服极限，顶锚取。屈=335Mpa；d一杆体直径，mmo帮锚采用玻璃钢锚杆，根据三方检测报告，锚固力取60KN。(5)锚杆的选择巷道顶部锚杆选择6 20mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，Q=105KNo巷道帮部锚杆选择618mm玻璃钢锚杆，Q=60KN。(6)锚固剂确实定锚杆锚固采用MSCK2360型树脂锚固剂。3、支护参数修正结合锚杆的布置关系，修正支

15、护计算参数结果如下表。计算参数修正结果表五、支护设计布置说明序号参数名称单位计算值修正 结果说明1顶锚杆长度m煤层：1.81岩层：1. 312.02顶锚杆间排距m2. 250. 88X13顶锚杆锚固力kN105105根据锚杆杆体载荷4顶锚杆直径mm17. 17205帮锚杆长度m煤层：L37岩层：1. 051.56帮锚杆间排距m1.740. 7X17帮锚杆锚固力kN6060根据三方检验报告8帮锚杆直径mm15. 9818(1)顶板支护锚杆形式和规格：20mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，长度2000mm。托板：采 用拱型高强度托板，托板规格为150X150X10mm。金属网规格：网片规格为6X5000X

16、 1100 mm。网间搭接长度不小于100mm, 每隔500mm用不小14#镀锌双根铁丝扭结1道，顶网与帮网搭接处每隔200mm扭 结1道。锚固方式：配套2根MSCK2360型树脂锚固剂。锚杆布置：顶锚杆间距X排距二880X 1000mm,每排5根锚杆。锚杆角度：顶板中部的三根锚杆与顶板成90。布置，两边的锚杆向帮偏移15。 布置。(2)巷帮支护锚杆形式和规格：18mm玻璃钢锚杆，长度1500mm。巷道两帮分别布置4 根，间距X排距=700义1000mm,全部与巷帮成90。布置，采用1根MSCK2360型 树脂锚固剂锚固。托板：采用塑料托板。塑料网规格：网片规格为2500X 1100 mm塑料网。网间搭接长度不小于100mm, 每隔500mm用不小14#镀锌双根铁丝扭结1道，顶网与帮网搭接处每隔200mm扭 结1道。4-2煤4-3煤运会联巷支护断面图(1： 1)4-2煤4T煤运会联着支护鸟殴图(1:1)六、其它复杂条件下巷道支护方案