顶板锚网范文

顶板锚网范文（精选4篇）

顶板锚网 第1篇

锚网索支护指的是将锚索、锚杆、金属梯、塑料网等进行联合的支护, 以此来形成一种新型的、用于支撑煤矿巷道顶板的支护技术。它的作用原理在于对锚网索梯的支护强化功能加以使用, 将一定范围之内, 巷道顶板岩层的抗剪压能力提高, 从而形成共同的承压拱, 以此来对巷道围岩变形加以抵抗, 最终达到巷道支撑维护的目的。具体作用在于:在一定的预紧力之下, 对顶锚杆进行端锚处理, 使得在端锚范围之内的复合岩层在锚杆的弹性压缩之下就能够将组合梁形成, 另外, 在一定预紧力之下, 通过锚固在稳定岩层之上的锚索, 悬吊结合梁, 这样也可以提升组合梁整体的支护强度。

2 复合顶板锚网索支护存在的问题及改善措施

2.1 合理确定层位

在矿井生产实践中, 往往存在巷道规格比煤层实际厚度大的现象, 所以锚网索巷道需要做好合理的层位确定, 究竟是跟顶掘进巷道还是跟底掘进巷道。

跟底掘进时需要对复合顶板进行一定程度的破坏, 存在的问题:第一, 由于软弱复合顶板材质的使用, 使得巷道的顶板一旦被破坏, 就需要及时地进行更新, 这样对于超前支护管理不利;第二, 由于巷道本身两帮的高度过高, 并且不具备较高的稳定性, 导致其成型存在困难;第三, 在破碎复合顶板之后, 矸石会引起煤炭含矸率过大, 这样对于煤矿的品质也会产生影响。

跟顶掘进采用时虽然不会对复合顶板产生破坏, 但是存在的问题在于:第一, 从切割到永久形成支护之前, 复合顶板容易出现局部冒落的情况, 这样会影响到作业的安全性;第二, 如果顶锚杆的长度选择同顶板的厚度相当, 并且在破坏了顶板之后, 在锚固区很容易形成离层, 这时就需要将锚杆的长度以及锚固的长度加大;第三, 在目前的煤矿巷道综掘机的条件下, 破底施工速度较慢, 并且对于综掘机的使用寿命也会产生影响。复合顶板层间不具备较高的黏结力, 这主要是因为软弱夹层以及煤线存在于顶板岩层之间, 或者是软硬岩互层的存在, 就容易发生冒顶的危险。

考虑到软弱岩层很容易出现离层的情况, 再加之矿井复合顶板本身厚度较大, 由于锚杆长度的不足, 就无法将其在上部稳定的岩层进行牢牢地固定, 所以, 在巷道开掘之后, 就会影响到巷道的整体稳定性[1]。所以, 通过锚索来加强支护能力, 才能够将锚网索本身所具备的支护功能充分地发挥出来, 根据复合顶板锚网索本身所具备的支护机理进行相应的分析之后, 想要确保复合顶板整体的完整性, 确保其稳定性和完整性能够继续保持下去, 就需要合理地选择掘进方式, 满足实际的需求。

2.2 锚杆锚索失效, 导致其破坏

由于全螺纹锚杆与锚索本身的延伸度以及锚杆锚索的施工时间会存在一定差异。在锚杆施工完毕, 进行锚索支护加强的时候, 就会出现锚杆被压出来的情况, 使得托盘出现松动, 丧失其本身的预紧力, 在这样的情况下进行锚杆支护的效果非常差, 导致锚索成为最核心的支护力量, 最终将锚索破坏。在现场的顶板锚索施工当中, 应该确保锚索眼的施工角度同巷道顶板保持垂直, 使锚索安装方向与锚索托梁安装的方向不会出现较大的分歧, 避免锚索的承载力被分解, 这样才能够避免因为剪切的作用, 导致锚索被破坏。

2.3 锚固力预紧力无法满足要求

对于这一点, 我们以阳煤集团五矿主采煤层为例, 该煤矿厚度较稳定, 半光亮-光亮型, 结构相对复杂。在“三径匹配”当中, 采用的药卷为K2335, 锚索钢绞线直径在初始匹配时选择Φ28mm的钻头, 因复合顶板中软岩层的存在导致眼孔径过大, 降低了孔壁与药卷之间的附着力, 也就是预紧力和锚固力无法满足实际的标准要求[2]。

根据实际生产实践, 大部分煤矿的井巷工程使用的锚索都是用左旋钢绞线制作的, 在左旋钢绞线使用中, 当大扭矩搅拌器具旋向为右的时候, 进行钢绞线的安装, 不能够做好破股旋进, 这样就会出现降低锚固力、树脂药卷本身的搅拌不够均匀的情况。

由于不合理的“三径匹配”对于锚固剂与围岩、锚杆体和锚固剂之间的黏结强度产生影响, 最终影响到整体的锚固力。只有针对锚索的直径, 合理地进行钻头的选取, 才能够在施工方便满足的同时, 确保锚索锚固力能够达到最佳化的状态, 因此使用Φ27mm的钻头能够满足效果。根据锚索钢绞线和旋转方向整体性的配合, 采用左旋式的锚索, 为了增加锚索搅拌效果, 可以在锚索的两个端头附近固定两道内径与锚索直径相匹配的铁环, 在锚索安装的过程当中铁环比锚索的直径要大, 可以充分地进行搅拌, 所以, 在现场的施工当中获取的效果更佳的明显。

3 复合顶板锚网索的支护施工

第一, 对于锚索和锚杆的施工质量加以控制。在设计中, 应该强调锚杆与锚索孔的实际深度, 能够根据作业的规程进行施工, 确保锚杆、药卷以及孔径满足三径匹配, 并且锚索与锚杆以及材质与构件都能够满足设计质量的要求;第二, 锚索与锚杆本身能够成功支护, 受到“主动、及时”这一核心技术要求的影响。只有当锚索和锚杆的预紧力能够满足设计要求的时候, 才能够提升整体的支护效果;第三, 在当前复合顶板的条件下, 还需要做好围岩的进一步控制。在锚索支护施工当中, 根据锚杆支护施工的实际情况, 还需要进行涨紧处理, 确保围岩的稳定性得以控制, 这样也有利于围岩支撑能力的提升;第四, 适当添加锚固剂的数量或长度, 锚杆每一个孔2块, 锚索每一个孔4块;第五, 定期对锚杆与锚索的安装进行监测, 确保锚杆与锚索本身的安装应力。

4 技术经济评价

第一, 将围岩的力学状态加以改善, 对于巷道变形进行监测, 满足了实际的要求;第二, 对于破碎岩层的适应性进行了改善, 确保复合顶板本身的锚网索支护能够更为的安全可靠;第三, 减少了掘进支护所花费的资金, 相比金属支架, 每一米的支护能够节约500元左右;第四, 施工的安全性被提高, 并且工序组织非常简单, 工艺容易掌握, 具备良好的安全性。

5 结语

锚网索支护结构合理, 而且施工更加方便, 拥有良好的承载能力, 并且在服务期限之内, 也能够将巷道整体的可靠性和安全性提升到新的高度之上。

参考文献

[1]戴耀辉.复合顶板条件下巷道合理层位模拟与应用[J].陕西煤炭, 2009, 06:56-57.

顶板锚网 第2篇

1 试验地点概况

(1) 巷道周边采掘情况。

鹤煤八矿32011北工作面位于井田的北部二水平四采区的下部, 下部为未开采的3203工作面, 南边是未回采的32011南2工作面, 北边是24F3断层, 上部是2405采空区, 该巷道为32011北工作面由3201岩中巷三联络巷向南施工的回风巷。

(2) 煤层赋存条件。

结合2405工作面采掘经验分析, 煤层平均厚度可能为6.5 m, 局部煤层顶板有起伏。该工作面煤层赋存稳定, 煤层走向南北, 倾向西东, 煤层倾角平均为25°, 煤厚均匀稳定, 煤层结构简单, 无夹石层。视密度1.41 t/m3, 煤层埋深535.00～591.82 m。

(3) 围岩特征。

直接顶为砂质泥岩, 厚7.43 m, 黑色, 致密, 含菱铁质结核及植物根部化石。基本顶为砂岩, 厚9.24 m, 上部灰色, 微发褐, 细粒, 以石英长石为主, 含黑色粒状矿物, 含少许白云母片, 具黑色炭质面, 层面含较多白云母片, 铝质胶结, 下部浅灰色发褐, 细粒, 以石英长石为主, 含黑色粒状矿物、植物化石碎片及大白云母片, 钙质胶结。煤层为二1煤, 均厚6.5 m。直接底为砂质泥岩, 厚4.31 m, 黑色, 致密, 含白云母星, 富集植物根部化石。基本底为砂岩, 厚31.54 m, 上部灰色, 微发绿, 中粒, 以石英长石为主, 含黑色粒状矿物, 含少许白云母片, 铝质胶结;下部浅灰色发褐, 细粒, 以石英长石为主, 含黑色粒状矿物及植物化石碎片, 含大白云母片, 裂隙充填黄铁矿, 钙质胶结。

(4) 主要构造。

32011工作面内有一条24F5正断层, 断层走向SE, 倾角50°, 落差7～15 m。在工作面南部有一煤层变薄带, 沿煤层走向宽约50 m, 对巷道掘进工作没有影响。

(5) 瓦斯、煤尘和自然发火期。

掘进工作面瓦斯含量高, 涌出量大, 绝对瓦斯涌出量2.5 m3/min, 相对瓦斯涌出量26 m3/t, 按突出危险区管理。煤尘具有爆炸危险性, 爆炸指数为14.72%。煤尘有自然发火倾向, 自然发火期一般为145 d。

(6) 水文地质情况。

工作面煤层顶板为厚7.43 m的砂质泥岩隔水层, 掘进过程中局部会出现顶板淋水现象;煤层基本底为厚31.54 m的砂岩, 含水性弱, 掘进过程中底板局部有渗水现象。根据上部已采2405工作面的情况, 估计工作面正常涌水量3～5 m3/h, 最大涌水量10 m3 /h, 对掘进面影响不大。

2 支护方案

(1) 采用金属网、Ø18mm梯子梁 (图1) 、锚杆加锚索联合支护, 锚杆及锚索布置如图2所示。

(2) 顶板、两帮采用锚杆支护。采用Ø20 mm2 000 mm无纵筋螺纹钢树脂锚杆, 间排距800 mm700 mm, 螺母厚20 mm, 采用中速Z2830树脂药卷, 每根锚杆用3卷树脂药卷。

(3) 菱形网铺设。全断面铺设8#镀锌菱形网。

(4) 顶板锚索支护。锚索规格Ø15.24 mm6.0 m, 采用中速Z2335树脂药卷, 每根锚索5卷, 木垫板规格350 mm250 mm50 mm (图3) , 钢板规格300 mm200 mm20 mm, 预紧力130 kN/ (30 MPa) , 锚索外露长度100～150 mm;锚索间排距均为1.4 m, 锚索滞后不超过10 m。

(5) 根据井下现场顶板坡度情况, 可考虑顶板下帮破顶板0.3～0.6m以减缓坡度, 或采用顶板下帮破顶板0.3～0.6 m顶板喷浆及使用钢带方案。

(6) 巷道中间打1排Ø16～20cm信号木支柱, 每3 m 1根, 其落后掘进面不超过10 m。

3 应用效果

鹤煤公司八矿在3201北运输巷进行了上述支护方案的现场应用试验, 实践证明效果良好。

(1) 减少了下料环节。

网索联合支护后每下1次料可以使用5～8 d, 采用原U型钢棚支护每次最多可以下20棚, 最多可以使用2 d。

(2) 降低了工人劳动强度。

职工每次运送5根锚杆 (30 kg) , 而采用U型钢棚支护时, 1根U型钢棚腿质量70 kg, U型钢棚梁更重, 需要2人同时运送。由此可看出, 采用锚网索联合支护不仅降低了工人的劳动强度, 还提高了职工劳动效率。

(3) 变被动支护为主动支护。

杜绝了前掘后垮现象, 降低了生产成本、材料消耗, 巷道断面变形量小于15%, 减少了巷道维修工程量。

(4) 提高了单进水平。

应用该项目后平均单进水平由原来的35 m/月提高到45 m/月, 实现了煤巷掘进期间安全生产。

4 结语

鹤煤公司八矿使用锚网索联合支护方式以来, 施工期间的安全性进一步提高, 保证了安全施工, 从取消架棚和减少维修次数上看, 不仅降低了生产成本, 减轻了工人的劳动强度, 也提高了掘进工作效率, 同时也提高了突出危险面单进进尺, 确保了煤巷正常接替及安全生产, 提高了掘进工的出勤率。目前, 我国多数煤矿生产企业在大倾角煤巷施工中大多仍采用架棚等被动的支护形式, 而采用锚网索等主动支护形式还不多见, 该支护方法值得推广。

摘要：鹤煤公司八矿煤巷现处于深部开采, 掘进支护均采用29U型钢棚, 成本高, 且经常出现前掘后垮的现象。通过分析研究, 在深部巷道也采用了目前煤矿巷道最常用的锚网索联合支护方式, 变被动支护为主动支护, 这样既降低了工人的劳动强度, 也降低了材料消耗, 节约了生产成本。

顶板锚网 第3篇

1 工程及地质概况

鸡东煤矿西翼-460做6D顺槽设计工作量650米, 最大掘凿断面为13.77m2, 掘凿宽度为4.2m施工中采用锚网、锚索联合支护, 该煤层顶板为泥页岩、中砂岩、细砂岩所组成的复合顶板, 层理比较发育破碎, 赋存不稳定存在着构造应力支护压力较大。见表1, 图1。

2 锚网、锚索联合支护参数的确定

2.1 锚网支护参数

锚杆支护参数依据经验公式

式中L-锚杆有效长度

N-围岩稳定系数, Ⅲ类取1.0

W-巷道跨度4.2m

根据上述公式计算该巷道采用锚杆长度为2.0m.

锚杆间、排距计算

因此确定锚杆采用树脂锚杆, 锚杆长度2.0m, 直径20mm, 托盘1201207 (mm) 中孔直径23mm铁板, 间排距800mm800mm矩形布置, 锚固剂φ25L500 (mm) 。

锚杆直径校核

理论直径:

实际直径:φs=20mm

校核:因为φs>φl所以, 锚杆直径满足要求。

锚杆拉力 (锚固力) 校核:

顶板压力计算:

实际锚固力Qs经锚杆拉力测试锚杆拉力大于10吨。

校核:因为Qs>Ql所以锚杆拉力 (锚固力) 满足要求。

施工时取间距800mm, 排距800mm符合规定。

2.2 按悬吊理论计算锚索支护参数

锚索长度的计算公式为:L=L1+L2+L3

式中:L锚索长度, m;L1锚索外露长度, 一般取0.3m;L2锚索有效长度, m;L3锚索固定长度, 一般取12m;锚索的间距、排距计算:

根据锚索间距与锚孔深之间的关系满足经验公式L4/S≥2的经验公式, 则锚索间距为S, L4为孔深。

式中:L4锚索孔深, m;S锚索间距;通过上式计算, 工作面采用锚索支护, 锚索采用φ=15.25mm长度为7.0m钢绞线锚索, 锚索排间距分别为1.6m2.0m, 完全可以满足支护强度的要求。

3 锚网、锚索联合支护施工及要求

3.1 施工工艺流程。

掘进临时支护起活石打顶部锚杆眼打帮锚杆眼安装锚杆、网打锚索眼安装钢绞线-上托盘上锁头锁紧张拉。

3.2 施工方法。

3.2.1 锚杆、网安装。由巷道两边按设计尺寸向巷道中心依次用锚杆机打锚杆眼, 安装锚杆、网。安装时用锚杆体将锚固剂送到眼底, 挂好网启动钻机边搅拌边推进, 当锚杆托盘、网紧贴顶板岩面时, 停止升钻机, 在搅拌20s后保持推力60s后, 再次启动钻机退出钻机, 用锁紧工具锁紧锚杆螺母实现预应力。3.2.2锚索安装。锚索安装要求够一组安一组, 锚索安装2min后, 方可上托盘 (长500宽300厚150mm) 。然后安装锁头, 进行锁紧张拉, 达到设计预紧力200KN为止。钢绞线外露长度300mm, 如果顶板有下沉要进行二次锁紧张拉。

3.3 施工要求。

锚杆、锚索的施工安装要求孔径、杆 (索) 直径及锚固剂直径三者必须相匹配, 锚杆锚固力要大于70KN, 锚杆、锚索外露长度分别为50mm、300mm。锚杆与锚索间排距允许误差为±100mm, 锚索预紧力不小于150KN。

4 应用效果

4.1 支护效果好。

由于6D煤层顶板为复合顶板, 采用了锚网、锚索联合支明显的改善了围岩受力状态, 有效地控制顶板的离层和下沉, 保持了顶板的完整性, 大大提高了顶板支护的安全可靠性。

4.2 减轻了工人的劳动强度, 加快了施工速度。

锚杆 (索) 与架棚支护相比, 重量轻, 安装方便, 进而减轻了劳动力提高了掘进的速度 (架棚支护月进尺为180m, 锚网支护月进280m) 。

4.3 经济效益显著。

顶板锚网 第4篇

1概况

肥城矿区3Ⅰ煤层采空区下的部分3Ⅱ层煤, 厚0.44~1.4m, 平均厚0.96m, 属于厚度不稳定、局部可采的薄煤层, 煤层结构比较复杂, 含夹石1~2层, 夹石厚度变化较大, 往往是煤层形成2~3个分层。该煤层上距煤3Ⅰ为1.6m~11.6m, 平均6.5m左右, 下距煤4为30.29~40.6m, 平均35.1m, 煤层倾角6°~15°。3Ⅱ煤层顶板为约3.0m厚的灰色、泥质胶结的粉砂岩, 其上为约4.0m厚的细砂岩, 煤层底板为约5.5m厚的粉砂岩。

根据煤3Ⅱ的赋存情况, 下部2个分层比较稳定, 上部分层厚度不稳定, 与其下的分层间距不均匀, 开采时主要回采下部2个分层。

2采空区下复合顶板的破坏机理及对策

2.1顶板的力学特征及破坏机理

该类顶板的最大特点是上部采空区造成顶板岩层产生裂隙, 岩石性质、强度变化明显, 岩层间粘结性差, 极易脱层冒落, 受地质构造影响, 易解离成块状碎体, 巷道两帮煤体软弱, 受震动易破碎跨落。巷道沿煤层掘进或采面推进放顶前的过程中因顶板岩石强度低, 爆破受震动后的暴露顶板易松动跨落;或支护不及时, 造成顶板松动岩层位移量大, 顶板整体下沉, 甚至顶板离层发生冒顶事故, 造成支护失败或顶板跨落现象。

2.2支护原则及对策

锚杆支护运用锚杆安装时所提供的初始安装应力及时地加固围岩形成加固圈, 以充分发挥围岩的自承载能力。由于煤系地层是层状沉积岩层, 所以组合梁是最适合的理论。为了使组合梁达到其最佳强度, 必须设计合适的锚杆长度及锚索长度, 增加组合梁的厚度。达到最佳组合梁的锚杆系统设计应满足下列条件:

(1) 通过调整安装应力, 使锚杆支护系统能够控制锚固范围内的顶板 (煤层) 离层, 这需要选择合理的锚杆类型和安装应力;

(2) 锚固系统应能够减少或消除顶板的拉应力区;

(3) 锚杆应能够稳定地锚固在煤 (岩) 层中;

(4) 锚固系统应有足够的能力来控制顶板, 并且在整个需要支护期间内不失效。

根据锚杆支护机理, 虽然3Ⅱ煤层顶板为采空区下的复合顶板, 但经分析, 采用科学设计, 完全可以采用锚杆支护系统稳定地控制顶板。

2.3支护形式的选择

根据以上分析, 对巷道设计为矩形断面:净宽×净高=2.6×2.0m, 并采用锚网梯+锚索联合支护, 锚杆用L×Φ=2000×18mm的等强螺纹钢锚杆, 顶部每排打设4根, 锚杆间距×排拒=700×900mm;两帮锚杆用L×Φ=1600×18mm的等强螺纹钢锚杆, 每排打设2根, , 间距×排拒800×1000mm, 用K2535树脂锚固剂;网片用8#经纬网, 网格为50×50mm, 顶部和两帮网片全封闭;锚索采用L×Φ=4500×15.24mm的钢绞线, 每排打设2根, 间距×排拒=1500×3000mm。

3支护施工

施工采用炮掘全断面一次掘进成巷方式。工序为:爆破后铺顶网、架设超前临时支护、打锚杆孔、放置树脂锚固剂、搅拌树脂锚固剂、等待锚固剂固化、上紧螺母等工序。由于受采空区的影响岩体裂隙发育, 在爆破后极易跨落。为此对施工过程中的部分工序进行了优化和改进, 加快施工速度, 减少空顶时间。

3.1严格锚杆、锚索施工质量。锚杆、锚索孔的深度、角度应符合设计要求, 按作业规程施工, 保证孔径、药卷、锚杆三径匹配, 并保证锚杆、锚索及构件、材质和树脂锚固剂质量满足要求。

3.2锚杆、锚索支护的成败关键看是否达到了“及时、主动”这一核心技术要求, 因此锚杆、锚索的预紧力必须达到设计要求, 预紧力越大, 其支护效果越好。

3.3采空区下复合顶板条件下应及时加强深部围岩控制, 因此锚索支护施工必须随锚杆支护施工并涨紧, 确保控制深部围岩稳定, 整体提高围岩的支撑能力。

3.4增加锚杆剂的数量, 锚杆每孔为2块, 锚索每孔为4块。

3.5加强巷道监测。定期做锚杆、锚索安装应力监测, 保证锚杆、锚索的安装应力。

3.6每10米探查一次与采空区的间距, 确保间距不小于5m。

4技术经济评价

4.1改善了围岩力学状态, 巷道变形较小, 巷道变形监测, 满足要求。

4.2改善了对破碎岩层的适应性。只要与采空区间距大于5m, 复合顶板采用锚网索支护是安全可靠的。

4.3减少了巷道掘进支护投入。与金属支架支护方式相比, 每米节约500元。