鸿升煤矿巷道支护设计

1、山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井巷道支护设计天地科技股份有限公司开采设计事业部山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司二零一零年十二月地址：北京市朝阳区青年沟路5号电话政编码：100013传真目名称：山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井巷道支护设计委托单位：山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司受托单位：天地科技股份有限公司 受托单位项目负责人：颜立新 天地科技股份有限公司 研究员受托单位项目主要参加人：郭相平 天地科技股份有限公司 工程师张占涛 天地科技股份有限公司 工程师姜鹏飞 天地科技股份有限公司 工程师李 飞 天地科

2、技股份有限公司 工程师方案设计执笔：郭相平方案审查：林 健 研究员姚建国 研究员批准：孙 震 研究员目 录前 言11 锚杆支护设计方法介绍22 试验点调查和地质力学评估22.1地层22.2 顶底板条件32.3 区域水文地质概况32.4 区域构造42.5 地应力42.6 粘结强度测试43 锚杆支护初始设计43.1 巷道情况43.2断面设计63.3巷道锚杆支护设计64 高强锚杆支护材料224.1锚杆224.2钢筋梯梁224.3树脂药卷224.4锚索225 井下施工工艺和安全措施225.1 施工机具225.2 施工前的准备工作235.3 施工工艺和技术要求235.4 安全技术措施246 矿压监测25

3、6.1 矿压监测前的准备工作256.2 矿压监测内容和方法256.3 监测仪器和物品27山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井巷道支护设计前 言山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司位于晋城市城区西南约3km处西上庄吴家沟村，行政区划属晋城市城区西上庄管辖。其地理坐标为东经112°4748112°4906，北纬35°282835°3009。矿井生产能力由150kt/a提升至450kt/a，整合后矿区面积2.7598km2。该矿井田位于太行山脉南端西侧，沁水盆地东南边缘，属低山丘陵黄土剥蚀性地貌，地形主要以平缓的黄土台、梁及冲沟为主，地形较简单。井田内

4、地表总体地势为西部东南部山梁高，东北及南的冲沟低。最高点位于井田西北部的山梁顶，海拔842.6 m，最低点位于井田东北部边界的冲沟底，海拔733.2m，最大相对高差109.4m。井田位于沁水煤田东南部边缘，晋获断裂带南段，白马寺逆掩断层南东盘，井田总体呈向东南倾伏的单斜构造，地层走向北东南西，向南东倾伏，倾角在3°4°之间。 综合原梨园煤矿和庞疙瘩煤矿构造情况，井田内未发现断层、陷落柱及岩浆岩侵入体，井田地质构造复杂程度属简单类型，为一类。山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司兼并重组整合矿井， 为了保证矿区巷道安全和正常回采，以及加强矿井生产管理和煤矿安全管理，必须全面系统地掌

5、握矿区的地质力学参数，为巷道支护及开采提供科学、合理的基础数据，解决矿区巷道的支护技术问题。因此山西晋煤集团晋圣鸿升煤业有限公司与天地科技股份有限公司开采设计事业部合作进行研究和试验，以确定鸿升煤矿巷道的合理支护方式及施工工艺。经过大量的基础参数搜集、理论计算，现提出鸿升煤矿大巷及工作面顺槽锚杆支护初始设计。该设计的主要内容包括：地质力学调查，支护形式和参数设计，支护材料选择，井下施工工艺和安全措施，矿压监测设计等内容。该设计实施于井下后，还应进行矿压监测，以验证或修改本设计，保证巷道安全。1 锚杆支护设计方法介绍现有的锚杆支护设计方法很多，如基于以往经验和围岩分类的经验设计法，基于某种假说和

6、解析计算的理论设计法，以现场监测数据为基础的监控设计法。大量实践经验证明，单独采用任何一种方法都不符合巷道围岩复杂性和多变性的特点，因而达不到理想的设计效果。只有采用包括试验点调查和地质力学评估、初始设计、井下监测和信息反馈、修正设计和日常监测的动态信息设计方法,才是符合井下巷道围岩特性的科学的设计方法。其中试验点调查包括围岩强度、围岩结构、地应力及锚固性能测试等内容，在此基础上进行地质力学评估和围岩分类，为初始设计提供可靠的参数。初始设计采用数值计算和经验法相结合的方法进行，根据围岩参数和已有实测数据确定出比较合理的初始设计。然后将初始设计实施于井下，并进行详细的围岩位移和锚杆受力监测，根据

7、监测结果验证或修正初始设计。正常施工后还要进行日常监测，保证巷道安全。本设计包括试验点调查和地质力学评估，锚杆支护初始设计，井下施工所需材料、设备和工艺，矿压监测设计和仪器等内容。2 试验点调查和地质力学评估2.1地层井田内含煤地层主要为上石炭统太原组（C3t）和下二叠统山西组（P1s）。(1) 太原组（C3t）：为井田主要含煤地层之一，由深灰色灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩 、煤层组成 。含煤9层，自上而下编号为5、6、7、8、9、11、12、13、15号，其中可采2层（9、15号）。发育57层石灰岩，由下而上分别称为K2、K3、K4、K4上、K5下、K5、K6，是良好的对比标志（其中K

8、2灰岩老资料标为K1）。本组厚61.2388.23m，平均77.76m。本组总的说来，属三角洲相和碳酸盐台地相沉积。K1砂岩为分流河道沉积，向上逐渐过渡到泻湖、湖沼环境，最后形成闭流沼泽，发育了15号煤层。由于水流不畅，处于还原环境，利于黄铁矿的形成，所以15号煤含硫量较高。随着海侵范围逐渐扩大，三角洲停止向前生长，破坏了三角洲平原的发育，形成了碳酸盐台地相沉积。以后海水退却，岸进作用加强，碳酸盐台地逐渐变成以河流搬运为主的三角洲相沉积，其顶部为三角洲泥炭沼泽沉积，形成一些厚度不大、层位稳定的煤层。当海侵开始，又逐渐变为碳酸盐台地的浅海环境。由于当时地壳振荡运动频繁，形成了多个三角洲碳酸盐台地

9、相的沉积旋回。(2) 山西组（P1s）：为井田主要含煤地层之一。由灰白色深灰色砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤层组成。含煤3层，自上而下编号为1、2、3号，其中3号煤为主要可采煤层。本组厚48.0281.21m，平均54.48m。本组属三角洲平原亚相和泻湖、湖沼相沉积。K7砂岩为分流河道沉积。随着海平面的下降，沉积了一套以泥岩、粉砂岩为主的细粒沉积物。后由于地壳相对稳定，为煤炭沉积提供了良好的条件，发育了稳定性好、厚度大、含硫低的3号煤层。以后，地壳相对上升，被上三角洲平原分流河道、决口扇、溢岸沉积所覆盖。这些溢岸、决口沉积对分流间湾进行充填，沉积物以细中粒砂岩为主，间夹砂质泥岩和不稳定之煤层，

10、由于泥炭沼泽分布有限，又近碎屑岩沉积体系，故形成薄而不连续的煤层（1、2号煤），不具工业价值。2.2 顶底板条件15号煤层直接顶板为K2石灰岩，厚7.4013.3m，平均10.22m左右，呈深灰色，质较纯，含有黄铁矿浸染颗粒及方解石细脉，并含动物化石。该层硬度大，块状结构，强度较高。据2007年07月26日山西省煤炭地质研究所对邻区山西晋煤集团泽州天安吴王山煤业有限公司井田内ZK5号钻孔15号煤层顶板化验资料，其灰岩采样深度为152.40161.50m，抗压强度平均为26.30Mpa，抗拉强度平均为3.96Mpa，抗剪强度平均为7.13Mpa。ZK1号钻孔15号煤层顶板化验资料，其灰岩采样深度

11、为68.0081.30m，抗压强度平均为52.1Mpa，抗拉强度平均为4.38Mpa，抗剪强度平均为5.34Mpa。底板为灰黑色泥岩、砂质泥岩，抗压强度为12.9823.51Mpa。2.3 区域水文地质概况区域位于沁水煤田东南部边缘，白马寺背斜东翼，太行复式背斜南段西翼，晋获褶断带东侧，区域水文地质单元为三姑泉域，井田处于三姑泉域西北部径流区。三姑泉域北起金泉山、色头一带，以丹河与浊漳河南源地表分水岭为界，与辛安泉域相邻；西北以丹河与沁河地表分水岭为界；西南以晋获断裂带白马寺断层为界，与延河泉域毗邻；南界以近东西向弧形褶断带地堑构造为界，自大箕-三姑泉-南石瓮一线为界；东至太行山麓隔水层隆起地

12、带，从柳树口-夺火-黄金窑-马圈一带，与焦作泉域分界。区域内主要河流为丹河支流白水河，白水河为丹河一支流，发源于晋城市区北的白马寺山，全长约61km，河床宽约50m，流域面积约411.7km2，南掌村以南约1300m以下为常流河。井田内无常年性河流和大的地表水体，地表水排泄条件较好。2.4 区域构造井田位于沁水盆地东南边缘，白马寺背斜东翼，太行复式背斜南段西翼，晋获褶断带东侧，受区域构造影响，井田总体为背斜的一翼，背斜轴部位于井田外西南部，井田内地层倾角4°左右，现井田内未发现断层、陷落柱构造，未见岩浆岩侵入，根据DZ/TO2152002煤、泥炭地质勘查规范对照，井田构造总体属简单类

13、型。2.5 地应力鸿升煤矿为晋煤集团新近整合的矿井，没有进行地质力学参数测试。鸿升煤矿距离晋煤集团的古书院煤矿较近，借用古书院矿15#煤盘区进行的3个测点的地应力测试，三个测点中H最大为9.45MPa，最小为7.11MPa，三个测站侧压系数H/V分别为1.69，1.21 ，1.65 ，侧压系数均大于1，可见以水平应力为主，属于构造应力场类型。三个测站最大水平主应力方向位于为：N33.1°E、N50.4°E、N77.5°E，可见最大水平主应力方向为北偏东方向。2.6 粘结强度测试采用锚杆拉拔计确定树脂锚固剂的粘结强度。采用强力锚杆时，拉拔力不得小于10t。测试应采用

14、施工中所用的锚杆和树脂药卷，分别在巷道顶板和两帮设计锚固深度上进行三组拉拔试验。粘结强度满足设计要求后方可在井下施工中采用。3 锚杆支护初始设计3.1 巷道情况本次锚杆支护设计主要是针对鸿升煤矿的两条大巷和首采工作面两条顺槽和切眼。鸿升煤矿在整合以前部分巷道已经掘出，已有的大巷宽为3.5m，高为2m，断面积为7m2，后期生产之前要将大巷宽度扩至4.7m，高度扩至2.4m，断面积为11.28m2。两条大巷之间的煤柱宽度为20m，工作面停采线距回风巷的距离为30m。图1为鸿升煤矿的采掘工程平面图。图1 15# 煤采掘工程平面图3.2断面设计考虑到掘进过程中设备尺寸，通风要求和巷道围岩变形预留量，鸿

15、升煤矿大巷掘进断面尺寸如下：宽4.7m，高2.4m，掘进断面积为11.28m2，首采面巷道掘进断面尺寸如下：宽4.1m，高2.4m，掘进断面积为9.84m2，切眼掘进断面为：净宽5m，净高2.4m，掘进断面积为12 m2。3.3巷道锚杆支护设计由于十五号煤直接顶顶板条件变化较大，因此初始设计根据灰岩厚度进行3种方案的设计。3.3.1 大巷支护初始设计(1)直接顶为灰岩且厚度大于3.5m 时的初始设计当直接顶为灰岩，且厚度大于3.5m，顶板结构完整时，采用以下支护方式：顶板支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用两支锚固剂

16、进行锚固，1支MSZ2360和1支MSK2335，钻孔直径为28mm，锚固长度为1100mm。钢筋托梁规格：SB-14-3300-3和SB-14-1700-2，采用14号圆钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为3300mm和1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。锚杆布置：锚杆呈五花布置，锚杆排距1800mm，间距1600mm。锚索布置：在巷道中部施工1根直径为15.24mm、长度为5300mm的锚索进行补强，排距为5400mm(即每3排锚杆打1根锚索)，采用1支K2

17、335和2支Z2360的锚固剂进行锚固，锚固长度为1480mm。锚索托板为300×300×16mm的钢板，其预紧力为100kN以上。巷帮支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用1支Z2360的锚固剂进行锚固。钢筋托梁规格：SB-14-1700-2，采用14号园钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排2根锚杆，间距1600mm。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫和塑料减摩垫片），规格：100×1

18、00×8mm。网片：巷帮挂金属网或者阻燃抗静电塑料网，规格为1.6×1.8m。直接顶为灰岩，顶板结构完整且没有软弱夹层时的锚杆支护如图2所示。(2) 直接顶为灰岩，厚度小于3.5m且大于1.5m时的设计在直接顶灰岩厚度小于3.5m且大于1.5m时，顶板结构完整且没有软弱夹层时，采用以下支护方案。 顶板支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用两支锚固剂进行锚固，1支Z2360和1支K2335，钻孔直径为28mm，锚固长度为1100mm。钢筋托梁规格：SB-14-3300-3，采用14号圆钢焊接而成，宽度

19、为50mm(净)，长度为3300mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排3根锚杆，间距1600mm。锚索布置：在巷道中部施工1根直径为15.24mm、长度为5300mm的锚索进行补强，排距为4500mm(即每3排锚杆打1根锚索)。 巷帮支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用1支Z2360的锚固剂进行锚固。钢筋托梁规格：SB-12-1700-2，采用12号圆钢焊接而成，

20、宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫圈和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排2根锚杆，间距1600mm。网片：巷帮挂金属网或者阻燃抗静电塑料网，规格为1.6×1.8m。直接顶灰岩厚度小于3.5m且大于1.5m时，顶板结构完整且没有软弱夹层时锚杆支护如图3所示。(3)直接顶灰岩厚度小于1.5m或相变为其它相对软岩时的设计(1) 顶板支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚

21、固方式：采用两支锚固剂进行锚固，1支Z2360和1支K2335，钻孔直径为28mm，锚固长度为1100mm。钢筋托梁规格：SB-14-3700-4，采用14号圆钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为3300mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫圈和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。锚杆布置：锚杆排距1200mm，每排4根锚杆，间距1200mm。锚索布置：在巷道中部施工1根直径为15.24mm、长度为5300mm的锚索进行补强，排距为3600mm(即每3排锚杆打1根锚索)。 (2) 巷帮支护锚杆形式和规格：采用

22、高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用1支Z2360的锚固剂进行锚固。钢筋托梁规格：SB-14-1700-2，采用14号圆钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。锚杆布置：锚杆排距1200mm，每排2根锚杆，间距1600mm。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫圈和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。网片：巷帮挂金属网或者阻燃抗静电塑料网，规格为1.3×1.8m。直接顶灰岩厚度小于1.5m或相变为其它软岩时锚杆支护如图4所示。图2 直接顶为灰

23、岩且厚度大于3.5m时的大巷锚杆支护布置图图3 直接顶为灰岩且厚度小于3.5m且大于1.5m时的大巷锚杆支护布置图图4 直接顶灰岩厚度小于1.5m或相变为其它软岩时的大巷锚杆支护布置图3.3.2 顺槽巷道支护初始设计(1)直接顶为灰岩且厚度大于3.5m 时的初始设计当直接顶为灰岩，且厚度大于3.5m，顶板结构完整时，采用以下支护方式：顶板支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用两支锚固剂进行锚固，1支MSZ2360和1支MSK2335，钻孔直径为28mm，锚固长度为1100mm。钢筋托梁规格： SB-14-1700-2，

24、采用14号圆钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。锚杆布置：锚杆呈三花布置，锚杆排距1500mm，间距2100mm、1600mm和1300mm。锚索布置：在巷道中部施工1根直径为15.24mm、长度为5300mm的锚索进行补强，排距为9000mm(即每6排锚杆打1根锚索)，采用1支K2335和2支Z2360的锚固剂进行锚固，锚固长度为1480mm。锚索托板为300×300×16mm的钢板，其预紧力为100kN

25、以上。巷帮支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用1支Z2360的锚固剂进行锚固。钢筋托梁规格：SB-14-1700-2，采用14号园钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排2根锚杆，间距1600mm。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。网片：巷帮挂金属网或者阻燃抗静电塑料网，规格为1.6×1.8m。直接顶为灰岩，顶板结构完整且没有软弱夹层时的锚杆

26、支护如图5所示。(2) 直接顶为灰岩，厚度小于3.5m且大于1.5m时的设计在直接顶灰岩厚度小于3.5m且大于1.5m时，顶板结构完整且没有软弱夹层时，采用以下支护方案。 顶板支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用两支锚固剂进行锚固，1支Z2360和1支K2335，钻孔直径为28mm，锚固长度为1100mm。钢筋托梁规格：SB-14-3300-3，采用14号圆钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为3300mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫和塑料减摩垫片），规格：

27、100×100×8mm。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排3根锚杆，间距1600mm。锚索布置：在巷道中部施工1根直径为15.24mm、长度为5300mm的锚索进行补强，排距为6000mm(即每4排锚杆打1根锚索)。 巷帮支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用1支Z2360的锚固剂进行锚固。钢筋托梁规格：SB-12-1700-2，采用12号圆钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫圈和塑料减摩垫片），

28、规格：100×100×8mm。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排2根锚杆，间距1600mm。网片：巷帮挂金属网或者阻燃抗静电塑料网，规格为1.6×1.8m。直接顶灰岩厚度小于3.5m且大于1.5m时，顶板结构完整且没有软弱夹层时锚杆支护如图6所示。(3)直接顶灰岩厚度小于1.5m或相变为其它相对软岩时的设计顶板支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用两支锚固剂进行锚固，1支Z2360和1支K2335，钻孔直径为28mm，锚固长度为1100mm。钢筋托梁规格：SB-14-3300-3，采用1

29、4号圆钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为3300mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫圈和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排3根锚杆，间距1600mm。锚索布置：在巷道中部施工1根直径为15.24mm、长度为5300mm的锚索进行补强，排距为4500mm(即每3排锚杆打1根锚索)。巷帮支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用1支Z2360的锚固剂进行锚固。钢筋托梁规格：SB-14-1700-2，采

30、用14号圆钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。锚杆布置：锚杆排距1200mm，每排2根锚杆，间距1600mm。托盘：采用高强度钢性拱型托盘（加球形垫圈和塑料减摩垫片），规格：100×100×8mm。网片：巷帮挂金属网或者阻燃抗静电塑料网，规格为1.3×1.8m。直接顶灰岩厚度小于1.5m或相变为其它软岩时锚杆支护如图7所示。图5 直接顶为灰岩且厚度大于3.5m时的顺槽锚杆支护布置图图6 直接顶为灰岩且厚度小于3.5m且大于1.5m时的顺槽锚杆支护布置图图7 直接顶灰岩厚度小于1.5m或相变为其它软岩时

31、的锚杆支护布置图3.3.3 工作面切眼支护初始设计(1)切眼正常条件锚杆支护设计顶板支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用两支锚固剂进行锚固，1支MSZ2360和1支MSK2335，钻孔直径为28mm，锚固长度为1100mm。锚杆布置：锚杆排距1800mm，每排4根锚杆，锚杆间距1200mm。钢筋托梁规格：SB-14-3700-4，采用14号园钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为3700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。锚索布置：在巷道中部施工1根直径为15.24mm、长度为5300mm的锚索进行

32、补强，排距为5400mm(即每3排锚杆打1根锚索)。(2) 巷帮支护锚杆形式和规格：老塘帮采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm，工作面侧采用贴帮打DZ-28型的单体液压支柱进行护帮，柱距1.0m。柱径为100mm，初撑力达到90kN以上。锚固方式：采用1支MSZ2360的锚固剂进行锚固。钢筋托梁规格：SB-14-1700-2，采用14号园钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排2根锚杆，间距1600mm。老塘巷帮挂金属网或者阻燃抗静电塑料网，网片规格为1.6

33、×1.8m。切眼正常条件锚杆支护如图8。(2)切眼困难条件下锚杆支护设计 顶板支护锚杆形式和规格：采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm。锚固方式：采用两支锚固剂进行锚固，1支MSZ2360和1支MSK2335，钻孔直径为28mm，锚固长度为1100mm。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排4根锚杆，锚杆间距1200mm。钢筋托梁规格：SB-14-3700-4，采用14号园钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为3700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。锚索布置：锚索呈三花布置，第一排布置2根锚索，间距2m，距巷帮1.5m，第

34、三排切眼正中布置一根锚索。锚索直径为15.24mm、长度为5300mm的锚索进行补强，每4排打设3根锚索。巷帮支护锚杆形式和规格：老塘帮采用高强度螺纹钢锚杆，钢号为BHRB400，规格为18×2000mm，工作面侧采用贴帮打DZ-28型的单体液压支柱进行护帮，柱距1.0m。柱径为100mm，初撑力达到90kN以上。锚固方式：采用1支MSZ2360的锚固剂进行锚固。钢筋托梁规格：SB-14-1700-2，采用14号园钢焊接而成，宽度为50mm(净)，长度为1700mm，在安装锚杆的位置处焊上两段纵筋，以便安装锚杆。锚杆布置：锚杆排距1500mm，每排2根锚杆，间距1600mm。老塘巷帮

35、挂金属网或者阻燃抗静电塑料网，网片规格为1600×1800mm。切眼困难条件下锚杆支护如图9所示。注：如遇直接顶为砂质泥岩或其他软弱岩层等其他特殊地质条件时，掘进队组要及时上报矿生产技术部门，再由天地科技股份有限公司和生产技术部门根据具体地质情况及时调整支护设计。(1)打锚索的作用主要是探顶板岩层，要求打钻人员根据钻进速度判断灰岩厚度及岩层层理和岩性。(2) 采用一根锚固剂进行锚固时，搅拌完后不要立即退下钻机，等待一分钟后，在锚固剂凝固后再撤下钻机进行预紧。(3) 因十五号煤层理复杂，为使锚杆不至打在软煤中，帮锚杆距顶不大于300mm。(4) 如煤层厚度变化大，采用破底掘进。(5)

36、如顶板破碎、裂隙发育、风化严重等现象，顶板采用挂网护顶或者架棚支护。(6) 其它巷道、硐室、联络横川所用锚杆锚索规格和正常巷道材料规格相同。图8 顶板条件正常时切眼锚杆支护布置图图9 顶板条件较差时切眼锚杆支护布置图4 高强锚杆支护材料4.1锚杆锚杆杆体为18#左旋无纵筋螺纹钢筋，锚杆专用钢材，钢号为BHRB400。杆体公称直径为f18mm，极限抗拉强度为570MPa，极限破断拉力为156kN，屈服强度为400MPa，屈服拉力为109kN，延伸率为18%。杆尾螺纹规格为M20mm，采用滚压加工工艺成型。所有锚杆采用拱型高强托板，规格为100×100×8mm，配合M20

37、15;3高强螺母、高强托板调心球垫和尼龙垫圈。4.2钢筋梯梁净宽为50mm，采用14号圆钢焊接而成。4.3树脂药卷采用低粘度树脂药卷，型号为： K2335（即直径为f23mm，长度为350mm，固化时间为快速的低粘度树脂药卷），Z2360（即直径为f23mm，长度为600mm，固化时间为中速的低粘度树脂药卷）。4.4锚索锚索采用1×7股钢绞线，直径为15.24mm，延伸率4。5 井下施工工艺和安全措施井下施工是该项目的关键部分，所以必须按照设计要求，保证施工质量。5.1 施工机具本次试验所需施工机具如表1所列。采用MYT-150钻机打孔，安装锚杆。配套钻杆直径为26mm，钻头为f28

38、mm。表1施工所需机具名称型号数量 锚杆钻机 MYT-1503台 钻杆 f26mm，1.0m30套 钻杆 f26mm，2.0m30套 钻头 f28mm 200个5.2 施工前的准备工作(1) 准备好试验所需的一切材料、机具和矿压观测仪器，并保证质量。(2) 对施工队伍进行技术培训，使其了解试验目的，施工工艺和要求，掌握有关机具的操作，以便在井下施工中保证质量。5.3 施工工艺和技术要求5.3.1 施工工艺过程施工工序包括掘进和支护两大部分。巷道顶板支护的施工工艺流程为：掘进出煤®敲帮问顶找掉危岩®临时支护®用锚杆钻机钻进顶板中部锚杆钻孔®清孔®

39、往钻孔内放入树脂药卷®用锚杆头部顶住树脂药卷并送入孔底®升起锚杆钻机并用搅拌器联接锚杆钻机和锚杆尾部®转动锚杆钻机搅拌树脂药卷至规定时间（根据树脂药卷使用说明书，一般为1530秒）®停止搅拌并等待规定时间（根据树脂药卷使用说明书，一般为1分钟）®用安装器联接锚杆钻机和锚杆尾部®转动锚杆钻机拧紧螺母(200N.m)®安装其它顶板锚杆。两帮锚杆施工工艺：上钢筋托梁®用煤电钻钻进两帮锚杆钻孔®清孔®往钻孔内放入树脂药卷®用锚杆头部顶住树脂药卷并送入孔底®用搅拌器联接煤电钻和锚杆尾部

40、®转动风动帮钻搅拌树脂药卷至规定时间（根据树脂药卷使用说明书，一般为1530秒）®停止搅拌并等待规定时间（根据树脂药卷使用说明书，一般为1分钟）®用扳手拧紧螺母(200N.m)®安装其它两帮锚杆。5.3.2 技术要求(1) 掘进采用掘进机掘进。要求按设计尺寸施工，保证成形质量。不得超挖或欠挖。巷道掘进尺寸与设计尺寸相差不得超过200mm。(2) 临时支护采用两根单体柱托板梁进行临时支护。(3) 安装顶板锚杆 · 锚杆应紧跟掘进头及时支护，当直接顶为灰岩时，最大空顶距不得超过4.1m，最小控顶距为0.5m。当顶板比较破碎时，应适当缩小空顶范围(将

41、每循环掘2排缩小为1排)。 · 锚杆钻孔采用单体锚杆钻机完成。(1) 顶板为灰岩时，只能采用7655钻机施工，先用1.0m的短钻杆，后换2.1m的长钻杆，采用f28mm岩石钻头。钻孔时钻机升起,使钻头插入相应的钢筋托梁孔中，然后开动钻机进行钻孔。孔深要求为1910-1950mm。钻头钻到预定孔深后下缩锚杆钻机，同时清孔，清除泥浆。(2) 顶板为其它软岩时，采用锚杆钻机施工，先用1.0m的短钻杆，后换2.1m的长钻杆，采用f28mm岩石钻头。钻孔时钻机升起,使钻头插入相应的钢筋托梁孔中，然后开动钻机进行钻孔。孔深要求为1910-1950mm。钻头钻到预定孔深后下缩锚杆钻机，同时清孔，清

42、除煤粉和泥浆。· 放入树脂药卷：放入MSK2335快速树脂药卷和MSZ2360中速树脂药卷。锚杆杆体套上托板及带上螺母，杆尾通过安装器与锚杆机机头联接，杆端插入已装好树脂药卷的钻孔中，升起锚杆机，将孔口处的药卷送入孔底。 · 利用锚杆钻机搅拌树脂药卷：树脂药卷搅拌是锚杆安装中的关键工序，搅拌时间按厂家要求严格控制（根据树脂药卷使用说明书，一般为1530秒）。同时要求搅拌过程连续进行，中途不得间断。停止搅拌后等待规定时间（根据树脂药卷使用说明书，一般为1分钟）。 · 利用锚杆钻机拧紧螺母，使锚杆具有一定的预紧力。拧紧力矩应达到200N·m。 ·

43、锚杆排距误差不得超过设计值±50mm。(4) 安装两帮锚杆孔深要求1910-1950mm。采用钻机搅拌。拧紧力矩应达到200N·m。其它技术要求同顶板锚杆。5.4 安全技术措施(1) 须定期进行井下锚杆锚固力拉拔试验，每次数量不少于3根。如果发现锚杆实际锚固力与设计值相差较大，必须对锚固参数进行调整和修改。(2) 为了保证施工质量，须对锚杆锚固力进行抽检（不小于15%的比例），抽检指标为螺纹钢锚杆锚固力顶板不低于100kN，巷帮不得低于80kN。发现不合格锚杆，应在其周围200mm的范围内补打合格锚杆。(3) 掘进时形成的巷帮超宽或片帮超宽时，应及时处理，可采用加长钢筋托梁和补打锚杆的方法进行补强。(4) 巷道地质条件发生变化时，应根据变化程度，调整支护参数或采取应急措施及时处理，如采用锚索加固或缩小排距等。(5) 试验过程中，每隔50m在顶板安装一个离层指示仪，观测围岩移动情况。一旦发生异常现象，观测人员应立即报告有关领导，以便采取相应措施。6 矿压监测矿压监测是动态信息设计方法的核心内容之一。通过测试锚杆受力和巷道围岩位移分布，就可比较全面地了解锚杆支护的工作状态，进而验证或修改锚杆支护初始设计，并保证巷道