基坑支護(hù)錨索

本文格式為Word版，下載可任意編輯——基坑支護(hù)錨索在地質(zhì)條件繁雜，周邊是風(fēng)氧化帶和采空區(qū)的老礦井，通過(guò)對(duì)礦山壓力分布及頂板處境舉行論證，告成應(yīng)用了錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)，提高了支護(hù)效率，保障了掘進(jìn)巷道的安好生產(chǎn)。

錨網(wǎng)、錨索；應(yīng)用

0.引言

蒼村煤業(yè)公司今年5月前，五采區(qū)掘進(jìn)巷道采用木腿棚支護(hù)，由于煤層直接頂板為灰色砂質(zhì)泥巖，厚8.43m；煤層底板以深灰色泥巖為主，厚2.75m左右，掘進(jìn)工作面往往展現(xiàn)底鼓、頂板破碎、切斷下沉及棚腿斷裂現(xiàn)象，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效益低，礦井安好生產(chǎn)管理困難；現(xiàn)掘進(jìn)的500工作面煤層頂板5m以上為棕黃色砂質(zhì)泥巖，若采用木棚支護(hù)，不能按時(shí)完成籌劃進(jìn)尺，也會(huì)給安好管理帶來(lái)重重困難，因此我公司根據(jù)實(shí)際處境，結(jié)合頂?shù)装遒x存條件，選擇了錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，現(xiàn)使用正常，支護(hù)效果良好，可推廣應(yīng)用。

地質(zhì)處境及工作面設(shè)計(jì)：

1.地質(zhì)處境

500工作面煤層賦存穩(wěn)定，頂板以黑色泥巖為主，局部為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，厚度12-14m，一般13m左右。直接頂下有一層偽頂為薄層粉砂巖或砂質(zhì)泥巖，厚度最大0.2m，隨掘隨落，為破碎型頂板。老頂以塊狀灰白色中細(xì)粒石英砂巖為主，稱(chēng)七里鎮(zhèn)砂巖，為本井田K2標(biāo)志層，有時(shí)相變?yōu)榉?、?xì)砂巖互層或粉砂巖，厚0.9-21.87m，一般2-3m，層位較穩(wěn)定，堅(jiān)硬，不易垮落。底板為灰黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖為主的根土巖，該層遇水易膨脹，松軟。水文地質(zhì)劃分為以裂隙為主，屬簡(jiǎn)樸型。

2.500掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)

500工作面沿煤層傾斜布置，南至F3正斷層，北為1400采空區(qū)，東到煤層風(fēng)氧化帶，其中原蒼斜二號(hào)井之1401工作面在風(fēng)氧帶鄰近回采116m，西臨原蒼村二號(hào)斜井1402、1403工作面采空區(qū)和平峒1303、1305工作面采空區(qū)。500運(yùn)輸順槽長(zhǎng)650m，回風(fēng)順槽長(zhǎng)630m，聯(lián)絡(luò)巷為40m。

3.工作面支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1確定巷道支護(hù)形式

根據(jù)地質(zhì)資料分析，煤層直接頂為中等穩(wěn)定頂板，適合錨網(wǎng)支護(hù)。為了將錨桿加固的組合梁懸吊于堅(jiān)硬巖層或壓力平衡拱內(nèi)，需用錨索做輔佐支護(hù)。開(kāi)拓巷道再采用噴漿封閉圍巖，厚度不小于30mm。根據(jù)六采區(qū)巷道的支護(hù)閱歷，巷道選用矩形斷面，錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)。

3.2支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)

3.2.1采用類(lèi)比法選擇支護(hù)參數(shù)：

根據(jù)地質(zhì)資料和鄰近巷道的支護(hù)閱歷，支護(hù)錨桿選用Φ16×2000圓鋼錨桿，間距，開(kāi)拓巷道為650-750，回采巷道為700-800；排拒均為1000。幫錨選用Φ16×1000圓鋼錨桿和Φ18×1000玻璃鋼錨桿，間距為700-800，排拒為1000。錨索均選用Φ15.24×6000、1860級(jí)低松弛鋼絞線(xiàn)，沿巷中部布置兩排，間距1600，開(kāi)拓巷道排距為2000-3000；回采巷運(yùn)順沿巷中部布置兩排，間距3000，回順沿巷中部三花布置，排距3000，間距1200。

錨桿錨固力不小于50KN，扭力矩不小于100N.m；幫錨桿錨固力不小于30KN，扭力矩不小于60N.m；錨索預(yù)緊力不小于120KN，錨固力不小于230KN。

3.2.2計(jì)算法校核支護(hù)參數(shù)：

（1）錨桿長(zhǎng)度校核：

頂錨桿通過(guò)懸吊作用，幫錨桿通過(guò)加固幫體作用，達(dá)成支護(hù)效果的條件，應(yīng)得志：L≥L1+L2+L

式中L——錨桿總長(zhǎng)m。

L1——錨桿外露長(zhǎng)取50。

L2——有效長(zhǎng)度（頂錨桿免壓拱高b，幫錨桿煤幫破碎深度c）m。

L3——錨固端深度（頂錨桿取500，幫錨桿取300）。

普氏免壓拱高：

b=[B/2+Htan（45o-ω幫/2）]/f頂

式中B、H巷道掘進(jìn)寬和高（按最寬巷道效驗(yàn)）B=5500H=2400；

f頂——頂板巖石普氏系數(shù)取3煤取2

ω幫——兩幫圍巖的內(nèi)摩擦角取45o

b=[5500/2+2400×tan（45o-45o/2）]/3=1250

C=2400×tan（45o-45o/2）]/2=497

依據(jù)上述計(jì)算頂錨桿長(zhǎng)度L頂≥50+500+1250=1800

幫錨桿長(zhǎng)度L幫≥50+300+497=847

所選錨桿長(zhǎng)度得志要求。

（2）錨桿錨固力效驗(yàn)：

錨固力就是錨固劑與錨桿的粘劑力、錨固劑與錨孔的粘結(jié)力及錨桿的抗拉力的最小值確定的，再考慮確定的安好系數(shù)來(lái)計(jì)算。

頂錨桿錨固長(zhǎng)度500，錨桿直徑Φ16，錨固段巖錨孔直徑40。

幫錨桿錨固長(zhǎng)度300錨桿直徑Φ16，錨固段與煤錨孔直徑40。

錨固力P=（P1，2）/K

錨固劑與錨桿的粘結(jié)力P1，2=Φ1，2×π×L3×T1，2

式中P1——錨固劑與錨桿的粘劑力KN，P2——錨固劑與錨孔的粘結(jié)力KN，

Φ1——錨桿直徑Φ2——錨固段錨孔直徑，L3——錨固段長(zhǎng)頂錨桿為500幫錨桿為300，Τ1——錨固劑與錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度N/2，取5，Τ2——錨固劑與錨孔的粘結(jié)強(qiáng)度N/2，煤孔取1.2，巖孔取1.8，K——安好系數(shù)取頂1.5-2幫取1-1.3

頂錨桿錨固力驗(yàn)算：

錨固劑與錨桿的粘結(jié)力

P1=16×π×500×5=125600N=125.6KN

錨固劑與錨孔的粘結(jié)力

P2=40×π×500×1.8=113040N=113KN

那么P=（P1，2）/K=113/2=56.5KN大于50KN

幫錨桿錨固力驗(yàn)算：

錨固劑與錨桿的粘結(jié)力

P1=16×π×300×5=75360N=75KN

錨固劑與錨孔的粘結(jié)力

P2=40×π×300×1.2=45216N=45KN

那么P=（P1，2）/K=45/1.3=35KN大于30KN

（3）錨桿抗拉力：

P3=π/4×Φ2×σT

P3——錨桿破斷力KN，σT——錨桿抗拉強(qiáng)度N/2取375（金屬錨桿），Φ——錨桿直徑取16

那么P3=π/4×162×375=75360N=75KN大于50KN得志要求。Φ18的玻璃鋼錨桿，強(qiáng)度優(yōu)于同等規(guī)格的金屬錨桿，所以更能得志要求。

4.結(jié)論

（1）我礦五采區(qū)通過(guò)支護(hù)方式的提升，錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)的應(yīng)用，變更了巷道支護(hù)技術(shù)面貌，提高巷道安好生產(chǎn)管理水平和煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。（2）我礦五采區(qū)原來(lái)每班掘進(jìn)2茬，即3.