锚杆支护在潞安司马煤矿3号煤层的实践.pdf

维普资讯 2007年第5期 中州煤炭 总第149期 锚杆支护在潞安司马煤矿3号煤层的实践 周茂普 (煤科总院太原研究院 ，山西 太原 030006) 摘要 ：利用极限平衡 区锚杆支护设计和锚 网索耦合设计 的方法确定了节理发育煤层在采动影响下的锚杆巷 道 的支护参数，并模拟 出了锚索的关键部位 ，分析 了锚索在支护 中的作用。 关键词 ：锚杆支护 ；锚索；耦合 中图分类号：TD353 文献标识码 ：B 文章编号：1003—0506(2007)05—0017—02 司马矿位于长治市西南部 ，设计年产 150万 t， 式中，尺为不考虑采动影响巷道周边极 限平衡区半 服务年限为30a，主采 3号煤层，煤层厚度 6．83m， 径；。为巷道理论半径，根据文献[1]中有关公式，矩 局部夹矸 0．05m，位于 山西组下部。煤层结构简 形断面 (宽 4．5m、高 3．0m)巷道 的理论半径为 单，层位稳定 ，煤质呈黑色，块状为主，粒状次之；亮 2．49m； 为上覆岩层平均容重 ，取 2．2X9．8kN／ 煤为主，暗煤次之 ，加镜煤条带 ，属半光亮型煤 ，属低 m ；H为巷道埋深，取280m；Pi为支护阻力 ，8kN；C 灰、特低硫、高发热量的贫煤。3号煤层的直接顶为 为黏结力，1．0MPa； 为 内摩擦角，55。；K：为煤岩 泥岩、砂质泥岩 ；底板为砂质泥岩。3号煤层层理 、 体力学修 正系数 ，0．8；A= = = 节理发育，煤体疏松 ，且采动影响较大。 0．11。 1 支护设计 △=R—a (2) 1．1 支护设计理念 式中。△为不考虑采动影 响极限平衡 区深入围岩 的 按现代巷道支护围岩分类方法 ，受采动影响的 深度 。 煤巷归类为极限平衡区的煤巷。按现代的煤矿锚杆 1．3．2 锚杆支护参数设计 支护理论 ，采用单一 的锚杆支护形式很难达到 良好 (1)锚杆长度的确定。 的支护效果。在正常的锚杆支护后 ，应进行二次支 Lb=Lb1+△+Lb2 (3) 护——锚索补强加固。 式中，L为锚杆长度 ，m；L 为锚杆锚 固长度，取0．5 1．2 极限平衡区锚杆支护设计的理论基础 m；△为极限平衡区深入巷道围岩的深度，m；L2为锚 简单地讲，极限平衡区锚杆支护设计的理论基 杆外露长度 ，取 0．1m。 础为弹塑性理论和悬 吊理论 。众所周知 ，弹塑性理 (2)锚杆直径的确定。 论有它的局限性 ，它是建立在均质弹性体、圆形巷道 锚杆的直径 ，也即单根杆体的最大承载能力 同 基础上的力学模型。为此 ，引入 了煤岩体物理力学 锚杆的间排距之间存在着相互关联的反 比关系。在 参数修正系数和采动影 响系数加以修正 ，以克服其 每根锚杆负责的维护面积确定 的情况下 ，需支护加 局限性。 固的最大荷载密度为 1．3 极限平衡区锚杆支护设计 q=n(尺一h) (4) 1．3．1 极限平衡区半径的确定 式中，n为荷载备用系数 ，取 2；h为矩形