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　　淮南礦業(yè)集團(tuán)潘二煤礦受地應(yīng)力作用，井田內(nèi)大中型斷層和折曲發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜、煤層賦存情況不穩(wěn)定，頂?shù)装鍘r性以砂質(zhì)泥巖、泥巖為主。過(guò)去的掘進(jìn)支護(hù)工藝以棚式支護(hù)為主，勞動(dòng)情況大、支護(hù)難度大、成本高；近年來(lái)，錨桿支護(hù)技術(shù)在煤巷掘進(jìn)中的研究、推廣和應(yīng)用給礦井的安全、高效生產(chǎn)帶來(lái)了很大益處，錨桿支護(hù)技術(shù)降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度、成本較低，錨桿支護(hù)率在煤巷掘進(jìn)中已達(dá)到85%以上，錨桿支護(hù)技術(shù)必將代替棚式支護(hù)，也將是安全、快速、高效掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

 

 

　　1.1近年來(lái)，淮南礦業(yè)集團(tuán)潘二煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)主要推廣應(yīng)用于煤巷中，礦先后在普采、綜采工作面上下順槽、工作面及綜采工作面收作等條件下試驗(yàn)和推廣應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)?，F(xiàn)應(yīng)用煤層主要有5、6、7、8、11煤層，并進(jìn)一步向1、3、4、13難采煤層推廣應(yīng)用，錨桿支護(hù)率在逐年增加，棚式支護(hù)逐年下降，全礦煤巷錨桿支護(hù)進(jìn)尺已占煤巷總進(jìn)尺的85%以上，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

 

　　1.2錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)煤層賦存狀況及煤層頂?shù)装鍘r性、厚度，塊段地質(zhì)條件、巷道設(shè)計(jì)斷面等條件，分別采用單體錨桿、錨索配合金屬網(wǎng)支護(hù)，錨桿、錨索(梁：錨索梁可以根據(jù)需要采用槽鋼等材料加工長(zhǎng)度、數(shù)量)、帶(根據(jù)地質(zhì)條件采用輕型鋼帶，178mm寬、280mm寬M鋼帶或皮帶機(jī)皮子：長(zhǎng)度可以根據(jù)斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行確定)配合金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)等支護(hù)方式。

 

　　1.3錨桿一般采用φ18×1200mm、φ18×1800mm、φ20×2000mm、φ20×2200mm、φ22×2600mm高性能預(yù)拉力錨桿；錨索一般采用φ15.24×5600mm、φ17.8×6500mm、φ17.8×8000mm、φ21×6500mm、φ21×8000mm；樹脂錨固劑主要采用Z2355型中速樹脂藥卷；錨桿桿體抗拉輕度不小于490MPa。一般根據(jù)煤層賦存狀況、頂板巖性等條件采用不同的支護(hù)參數(shù)。

 

　　2影響錨桿支護(hù)形式和參數(shù)選擇的因素

 

　　2.1巷道所處標(biāo)高深度巷道所處標(biāo)高的深度影響錨桿支護(hù)參數(shù)主要為錨桿的間排距、錨桿(索)直徑及桿體長(zhǎng)度。隨著所處深度的增加，通常錨桿的間排距要縮小、錨桿(索)的直徑及桿體長(zhǎng)度要增加。

 

　　2.2煤層厚度隨著煤層厚度的增加，頂部錨桿密度和桿體長(zhǎng)度應(yīng)增加，幫部錨桿的長(zhǎng)度也應(yīng)增加。

 

　　2.3直接頂厚度及巖性直接頂厚度及巖性，影響錨桿(索)的間排距和錨桿(索)的桿體長(zhǎng)度。如果直接頂厚度較大，可以適當(dāng)增加錨桿(索)間排距；同時(shí)必須確保錨桿桿體錨固長(zhǎng)度可以深入堅(jiān)硬巖體不小于1100mm，錨索桿體錨固長(zhǎng)度可以深入堅(jiān)硬巖體不小于2200mm；如果直接頂厚度較小，必須確保錨桿桿體錨固長(zhǎng)度深入堅(jiān)硬的老頂巖體不小于1100mm，錨索桿體錨固長(zhǎng)度深入堅(jiān)硬的老頂巖體不小于2200mm。

 

　　2.4節(jié)理裂隙間距分層厚度節(jié)理裂隙間距和分層厚度是影響錨桿支護(hù)的重要因素。隨著節(jié)理裂隙和分層厚度的減小，頂板穩(wěn)定性降低，錨桿(索)數(shù)量要增加，間排距要減小。特別是節(jié)理裂隙間距和分層厚度較小時(shí)，決定著是否采用錨索梁支護(hù)。

 

　　2.5地質(zhì)構(gòu)造情況在施工迎頭遇地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，及時(shí)采取錨桿(索)縮小間排距、增加錨桿(索)密度、加設(shè)錨索梁等針對(duì)性措施。

 

　　2.6煤柱厚度煤柱厚度也是決定錨桿支護(hù)形式和支護(hù)參數(shù)的一個(gè)重要因素。當(dāng)煤柱寬度大于20米時(shí)，應(yīng)力較小，影響不明顯。隨著煤柱寬度的減小，相應(yīng)頂板錨桿(索)密度及桿體長(zhǎng)度要增加，間排距要縮小，幫部的錨桿長(zhǎng)度也應(yīng)增加。

 

 

　　我礦主要采用工程類比法設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)參數(shù)。

 

　　根據(jù)已施工的同煤層巷道支護(hù)情況、支護(hù)效果，結(jié)合要施工巷道的地質(zhì)概況、周圍采動(dòng)影響情況、圍巖維護(hù)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)斷面等條件，綜合分析安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各方面因素，設(shè)計(jì)最適合該巷道的支護(hù)參數(shù)；同時(shí)要在施工過(guò)程根據(jù)施工狀況、現(xiàn)場(chǎng)遇構(gòu)造帶時(shí)等情況下，及時(shí)提出合理的支護(hù)參數(shù)變更設(shè)計(jì)，使支護(hù)效果達(dá)到最合理、最有效、最經(jīng)濟(jì)。

 

　　4我礦錨桿支護(hù)參數(shù)介紹及支護(hù)情況

 

　　4.1潘二煤礦位于淮南市潘集背斜東部隆起轉(zhuǎn)折端，軸線延展方向?yàn)镹WW～SEE，傾伏方向?yàn)镾E，傾角5°左右；背斜北翼地層走向?yàn)镹60°W，傾角10～45°。

 

　　因受南北方向的地應(yīng)力作用，井田內(nèi)大中型斷層和折曲發(fā)育，其中逆沖斷層規(guī)模較大，為典型的逆沖迭瓦型構(gòu)造，井田大致可分為東部?jī)A伏區(qū)、西部?jī)A伏區(qū)、北翼和西部逆沖斷層帶共四個(gè)構(gòu)造區(qū)。

 

　　區(qū)內(nèi)斷層數(shù)量多、規(guī)模大、斷裂帶區(qū)內(nèi)次生斷層，地質(zhì)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜。給正常的采掘工作面布置及煤炭資源回收造成一定影響。

 

　　我礦現(xiàn)在的采煤煤層有5、6、7、8煤層，在工作面的上、下順槽及工作面掘進(jìn)中，主要采用錨桿支護(hù)，支護(hù)率達(dá)到85%以上；在今后的開采過(guò)程中，礦井要逐步向1、3、4、11、13煤層開采，錨桿支護(hù)技術(shù)這幾槽煤層中的研究、推廣和應(yīng)用是相當(dāng)必要，也是十分重要的。

 

　　4.2我礦所采煤層的賦存情況及頂?shù)装鍘r性為：

 

　　4.2.113-1煤層煤層厚度1.49～7.13m，井田平均厚3.66m，屬較穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單～較復(fù)雜，常有1～3層夾矸。下距11-2煤層約67m。

 

　　偽頂以炭質(zhì)泥巖為主，厚度較小，賦存極不穩(wěn)定，分布零星。直接頂板主要為泥巖或砂質(zhì)泥巖。底板巖性多為砂質(zhì)泥巖和泥巖。

 

　　4.2.211-2煤層煤層厚度0.26～4.60m，井田平均厚度1.86m。煤厚變化不大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般不含夾矸，屬穩(wěn)定煤層。下距8煤約87m。

 

　　頂板主要為砂質(zhì)泥巖或互層。直接底板為砂質(zhì)泥巖及泥巖。

 

　　4.2.38煤層煤層厚度0～5.89m，井田平均厚度3.2m，屬較穩(wěn)定煤層。下距7-1煤層13m左右。

 

　　直接頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為細(xì)砂巖或中粗砂巖。

 

　　4.2.47-1煤層煤層厚度0～3.93m，井田平均厚2.6m，屬較穩(wěn)定煤層。下距6-1煤層15m左右。

 

　　直接頂巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。老頂多為粉細(xì)砂巖、中砂巖。直接底板為泥巖，砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。

 

　　4.2.56-1煤層煤層厚度0～5.85m，井田平均厚2.00m。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，煤層含有夾矸。下距5-1煤層21m。

 

　　直接頂巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。直接底巖性多為泥巖，砂質(zhì)泥巖，或泥質(zhì)砂巖。

 

　　4.2.65-1煤層煤層厚度0～3.20m，井田平均厚1.3m，煤層薄，變化無(wú)規(guī)律，為不穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般無(wú)夾矸。下距4-2煤層8m左右。

 

　　老頂巖性多為粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖等組合。直接底巖性多為泥巖、砂質(zhì)泥巖或砂、泥巖互層。

 

　　4.2.74-1煤層煤層厚度0.72～8.48m，井田平均厚3.70m，煤層厚度變化較大，無(wú)規(guī)律。均屬較穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單～較簡(jiǎn)單，含夾矸1～2層。下距3煤約80m。

 

　　由于4-1煤層與4-2煤層層間距在1～5m之間，形成復(fù)合頂板，直接頂板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖和砂泥巖互層。直接底板為泥巖、砂質(zhì)泥巖。

 

　　4.2.83煤層煤層厚度1.28～9.17m，井田平均厚5.07m，屬穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，極少見夾矸。下距1煤1～2m。

 

　　直接頂多為泥巖、砂質(zhì)泥巖和粉砂巖。老頂為砂巖(細(xì)～粗砂巖)。

 

　　4.2.91煤層煤層厚度1.16～7.77m，井田平均厚度3.78m，屬較穩(wěn)定煤層。下距太原組一灰約15m。

 

　　1煤層和3煤層的層間距為1～2m，底板巖性多為泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉細(xì)砂巖。老底(亦即1煤底板)多為粉細(xì)砂巖互層。

 

　　4.3我礦現(xiàn)采煤層主要為5、6、7、8煤層，錨桿支護(hù)技術(shù)也主要應(yīng)用在這幾槽煤的煤巷掘進(jìn)中。

 

　　5煤煤層較薄，平均煤厚為1.3米，頂板巖性較好，直接頂巖性為粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖等組合。 錨桿支護(hù)技術(shù)在5煤中的應(yīng)用支護(hù)效果很好，其主要支護(hù)參數(shù)為；設(shè)計(jì)斷面為凈寬×中高=4.4m×2.4m，凈面積為10.56m2，錨桿排距為1000mm，頂部采用φ20×2200mm錨桿配合金屬網(wǎng)、4200mm長(zhǎng)178mm寬M鋼帶支護(hù)，幫部采用φ18×1800mm錨桿配合金屬網(wǎng)、2200mm長(zhǎng)輕型鋼帶支護(hù)，幫下部巖石區(qū)可采用1～2根φ18×1200mm錨桿進(jìn)行支護(hù)；同時(shí)頂部每隔一排安裝一套單體錨索(即“1-0-1”布置方式)；樹脂藥卷采用Z2355型中速樹脂藥卷；錨桿采用2卷、錨索采用4卷樹脂藥卷加長(zhǎng)錨固。在地質(zhì)條件變化時(shí)，可以適當(dāng)增加錨索或縮小錨桿間排距進(jìn)行加固。根據(jù)施工中的地質(zhì)變化情況，及時(shí)進(jìn)行支護(hù)參數(shù)更改設(shè)計(jì)。

 

　　6、7、8煤層，煤層平均厚度在2.0m、2.6m、3.2m，直接頂巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。錨桿支護(hù)技術(shù)在6、7、8煤層的用用中整體效果不錯(cuò)，只有在地質(zhì)變化帶、壓力集中區(qū)等條件下，需要點(diǎn)柱、挑棚或套棚進(jìn)行加固。這幾槽煤層的主要支護(hù)參數(shù)為：設(shè)計(jì)斷面為凈寬×中高=5.0m×2.8(3.0)m，錨桿排距為800mm，頂部采用φ22×2600mm錨桿配合金屬網(wǎng)、4800mm長(zhǎng)178mm寬(或280mm寬)M鋼帶支護(hù)，幫部采用φ20×2000mm錨桿配合金屬網(wǎng)、鋼帶(根據(jù)幫部壓力條件、周圍采動(dòng)情況進(jìn)行選型)支護(hù)；同時(shí)頂部可以根據(jù)情況施工單體錨索或錨索梁(一般采用每隔一排施工每排兩個(gè)單體錨索、每排施工兩個(gè)單體錨索或每排安裝一套錨索梁)；樹脂藥卷采用Z2355型中速樹脂藥卷；錨桿采用2卷、錨索采用4卷樹脂藥卷加長(zhǎng)錨固。在地質(zhì)條件變化時(shí)，可以適當(dāng)增加錨索或縮小錨桿間排距進(jìn)行加固。根據(jù)施工中的地質(zhì)變化情況，及時(shí)進(jìn)行支護(hù)參數(shù)更改設(shè)計(jì)

 

　　4.4我礦錨桿支護(hù)技術(shù)在5、6、7、8煤層巷道應(yīng)用中，整體支護(hù)效果很好，在煤巷掘進(jìn)中，做到了“掘的快、支的住、支的省”，給礦井的安全生產(chǎn)、快速掘進(jìn)及降低成本等方面起到了很大的作用；但煤巷支護(hù)技術(shù)在11煤層中應(yīng)用不是很成功，在今后的生產(chǎn)施工中，錨桿支護(hù)技術(shù)將要向1、3、4、11、13難采煤層、厚煤層、不穩(wěn)定煤層中研究、推廣、應(yīng)用。

 

 

　　錨桿支護(hù)在我礦現(xiàn)采煤層中的推廣及應(yīng)用，減少棚式支護(hù)，大大的降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度；錨桿支護(hù)成本較低，大大的降低了成本消耗，節(jié)約資金投入。因此，在今后的生產(chǎn)中，1、3、4槽煤層將是我礦主采煤層，其瓦斯含量較大，煤層厚度較厚，平均厚度在3.5～5m，錨桿支護(hù)尚未在這些槽別使用過(guò)，在1、3、4槽煤層中大力的研究、推廣、應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)，對(duì)我礦的安全高效生產(chǎn)及成本投入、效益方面等都將具有深遠(yuǎn)意義。