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近些年來, 錨桿支護(hù)技術(shù)處于穩(wěn)步發(fā)展階段, 尤 其是煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展迅速。錨噴支護(hù)具有技 術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、質(zhì)量可靠、用途廣泛等一系列明 顯的優(yōu)點(diǎn)。雙鴨山礦務(wù)局在科研院校的配合下, 在 各類巷道和硐室中推廣應(yīng)用了錨噴支護(hù)技術(shù)。

1 支護(hù)類型的選擇

支護(hù)類型的選擇, 應(yīng)根據(jù)圍巖的種類、節(jié)理裂隙 發(fā)育情況、巷道的斷面形狀與尺寸、巷道的用途及服 務(wù)年限等確定。 東榮三礦東九采區(qū)綜采工作面開切眼斷面形狀 為矩 形, 寬 度 為 a = 7 300 mm, 高 度 為 b = 3 800 mm。頂板巖石普氏系數(shù) f = 2~ 4, 為砂巖、 頁巖互層, 呈大塊狀或碎塊狀, 有大面積冒落或發(fā)生 切頂破壞的可能性。兩側(cè)煤體松軟破碎, f = 15。 因此, 控制頂板防止其發(fā)生冒頂或松動成為支護(hù)能 否成功的關(guān)鍵。 根據(jù)上述情況, 采用樹脂錨固鋼筋錨桿、金屬 網(wǎng)、鋼帶與錨索聯(lián)合支護(hù)方式。該支護(hù)方式采用了 新技術(shù), 具有安全可靠、操作簡單、施工條件好、速度 快、巷道成本低、便于綜采設(shè)備安裝等一系列優(yōu)點(diǎn)。 2 支護(hù)參數(shù)的確定

21 錨索支護(hù)參數(shù)的確定 錨索是近些年來發(fā)展起來的新型支護(hù)方式, 對 圍巖具有較強(qiáng)的控制能力, 其錨固力可達(dá)300 kN 以

上, 具有如下兩個特點(diǎn): 一是錨索的長度一般不受限 制, 可根據(jù)實(shí)際需要來確定, 使其能夠錨固到深部比 較堅(jiān)固穩(wěn)定的巖層中去; 二是可施加相當(dāng)數(shù)量級的 頂應(yīng)力, 是一種有效的主動支護(hù)形式。 錨索采用 D 152 mm 的鋼絞線, 采用樹脂錨固 劑實(shí)現(xiàn)端頭錨固,配合大托盤和特制索具, 施工方便。 211 錨索長度的確定 根據(jù)懸吊理論及免壓拱理論計(jì)算, 即: l= l1+ l 2+ l3, (1) 式中: l1 錨索的外露長度, 取 02 m; l2 錨索的有效長度, 對頂板而言, l2 為垮 落帶(或離層)的高度 h; l3 錨索的錨固長度, 取 15 m。 B. M. 莫斯特科夫?qū)Υ髷嗝嫦锏浪�出現(xiàn)的垮落 現(xiàn)象進(jìn)行了大量的統(tǒng)計(jì)分析, 得到了垮落帶高度與 拱跨的關(guān)系如下, 即: h= kl0= k{ a+ b[ cot+ cot( 45 + / 2)] }, (2) 式中: k 經(jīng)驗(yàn)因數(shù), 取 03; a 巷道頂寬, 取 71 m; b 巷道直墻高度, 取 38 m; 巷道兩幫與底板夾角, 取 90 ; 巖石(煤)內(nèi)摩擦角, 取 34 。 則 h= 2736 m, 代入式( 1) 可得錨索長度為l= 4436 m, 取 l = 45 m。 212 錨索間排距的確定 考慮每根錨索承載能力與垮落帶內(nèi)巖石重量相

13煤 第 10 卷第 4 期

等, 有: s= P K h

, ( 3) 式中: K 安全因數(shù), 取 15; P 錨索的錨固力, 取 300 kN。 則錨索間排距為 s= 1710 m。 考慮到錨桿的支護(hù)作用, 則錨索的間排距可適 當(dāng)放寬。根據(jù)經(jīng)驗(yàn), 錨索的排距取 2 100 m, 間距取 為 2 500 mm, 呈梅花形布置方式, 見圖 1。

1 錨索; 2 錨桿; 3 鋼帶; 4 金屬網(wǎng); 5 開切眼中心線 圖 1 東榮三礦開切眼錨網(wǎng)帶索聯(lián)合支護(hù) 錨索托盤采用 240 mm ! 240 mm 的大托盤, 由 鋼板切割而成, 厚度為 12 mm。樹脂錨固劑直徑為 D 23 mm( 配 D 27 mm 的釬頭) , 長度分別為 500 mm ( 超快 CK 型) 和 700 mm( 快速 K 型) 。在每個鉆孔 中分別放置超快和快速錨固劑各一卷, 要求端錨長 度在 1 500 mm 以上, 錨索錨固力在 300 kN 以上。 22 錨桿支護(hù)參數(shù)的確定 錨桿采用樹脂錨桿, 此錨桿錨固力較大, 平均在 80~ 100 kN 以上。桿體為 D 22 mm 的螺紋鋼, 在一 端滾成長 100 mm 的絲扣。該種錨桿強(qiáng)度高、孔徑 小、施工方便。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工 程類比數(shù) 據(jù), 錨桿長度取 為

2 400 mm, 排距取為 700 mm, 間距取為 900 mm, 呈 梅花型布置方式, 見圖 1。 樹脂錨固劑直徑為 23 mm, 長 35 cm, 分超快 ( CK 型) 和快速( K 型) 兩種類型, 在每個鉆孔中分 別放置超快和快速錨固劑各一卷, 要求錨桿的錨固 力在 80 kN 以上。錨桿托盤采用 D150 mm 小托盤。 23 網(wǎng) 帶 目前, 錨噴支護(hù)中所采用∀ 網(wǎng)#, 按其材料不同, 可分為金屬網(wǎng)( 包括鐵絲網(wǎng)和鋼筋網(wǎng)) 和塑料網(wǎng)。其 中金屬網(wǎng)按其網(wǎng)格形狀分為方格網(wǎng)和菱形網(wǎng), 按其 制作工藝分為焊接網(wǎng)和編織網(wǎng)。焊接網(wǎng)整體性好、 強(qiáng)度高, 但剛性較大、加工成本高, 在我國很少使用。 目前使用#多的還是方格編織網(wǎng)和菱形編織網(wǎng)。 方格編織網(wǎng)經(jīng)線與緯線聯(lián)系不緊, 在受力時(shí)往 往單獨(dú)鐵線受力, 網(wǎng)的強(qiáng)度僅為鐵線強(qiáng)度。鐵線間 空檔有時(shí)被巖石撐開形成空洞而掉塊, 影響安全。 在安裝時(shí), 各片要搭接, 并用鐵絲捆綁, 往往由于捆 綁質(zhì)量不好, 在搭接處形成薄弱環(huán)節(jié), 金屬網(wǎng)出現(xiàn)垂 門簾情況。因此, 采用菱形編制網(wǎng)。 菱形編制網(wǎng)由 8 號( D 42 mm) 鐵線編織而成, 其網(wǎng)格尺寸為 100 mm ! 200 mm。該種網(wǎng)由專門的 編織機(jī)器進(jìn)行編制, 網(wǎng)線相互絞結(jié), 整體受力狀態(tài)較 好, 提高了網(wǎng)的強(qiáng)度。同時(shí), 網(wǎng)線不會產(chǎn)生滑動, 網(wǎng) 孔不能擴(kuò)大, 防止了漏矸冒頂。菱形金屬網(wǎng)盤卷或 展放靈活省力, 便于運(yùn)輸和安裝, 使用效果較好。 近年來, 國內(nèi)外廣泛使用鋼帶作為錨桿的聯(lián)系 構(gòu)件。在一般錨桿支護(hù)的基礎(chǔ)上, 若干根錨桿共用 一條鋼帶作為輔助托板, 使它們互相聯(lián)系, 以形成整 體結(jié)構(gòu), 增強(qiáng)對圍巖的控制能力。目前, 常使用的鋼 帶有: 鋼板鋼帶、W 型鋼帶和圓鋼鋼帶。本支護(hù)采 用鋼板鋼帶, 將 4 mm 厚的鋼板切割成寬 120 mm, 長 6 700 mm 的條帶, 再在條帶上按錨桿設(shè)計(jì)的間 排距鉆錨桿眼, 即成為鋼板鋼帶。其施工方法與普 通錨桿支護(hù)施工方法基本相同, 只是增加了安放鋼 帶的工序。但應(yīng)特別注意錨桿孔的位置, 孔間距要 和鋼帶孔間距相適應(yīng)。

3 施工組織與管理

錨桿支護(hù)是否成功, 在一定程度上取決于施工 管理水平。為此, 采取了如下措施: ( 1) 提高全員意識, 聘請有關(guān)專家對工程技術(shù) 人員進(jìn)行重點(diǎn)培訓(xùn), 并進(jìn)行科研協(xié)作, ( 下轉(zhuǎn)第 17 以提高錨噴支護(hù)技術(shù)水平與施工管 理水平; ( 2) 加強(qiáng)對全員職工的實(shí)地訓(xùn)練, 使之熟練掌 握各種施工設(shè)備, 熟悉施工工藝, 提高操作水平; ( 3) 建立了技術(shù)人員的跟班制度和監(jiān)測制度, 對錨索錨固力、錨桿錨固力等進(jìn)行了系統(tǒng)的測試。

4 結(jié) 論

( 1) 采用∀ 錨網(wǎng)帶索#聯(lián)合中支護(hù)比原設(shè)計(jì)( 梯 形鋼棚子+ D16 mm ! 2 400 mm 樹脂錨矸) 每米降 低工程造價(jià) 2 068 元, 整個開切眼降低工程造價(jià) 364 萬元; ( 2) 整個開切眼施工工期減少20 d, 同時(shí)降低 了工人的勞動強(qiáng)度。 ( 3) 由于工作面開闊, 為后期采區(qū)設(shè)備安裝創(chuàng)

造了極為有利的條件, 使得綜采設(shè)備的安裝提前 2 個月完成, 其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。