新兴支护材料的推广使用

1、新型支护材料的推广使用-即W钢带、锚杆在兑镇煤矿掘进工作面的成功应用樊建明山西离柳焦煤集团有限公司摘 要：面对兑镇煤矿井田小窑破坏严重，以及巷道断面增大的实际情况，在锚杆支护巷道中推广使用钢带具有重大的现实意义。关键词：W钢带 推广 顶板 安全由于兑镇煤矿井田内煤层赋存较浅，井田范围内小窑、古窑分布较多。2008年以前井田内小煤矿越层越界比较严重，破坏了我矿井田内所采9#、10#、11#煤层，而且小煤矿采用不正规房柱式开采，致使我矿巷道难以维护和综采工作面严重漏风。另一方面，由于综采放顶煤技术的推广应用，两顺槽巷道断面增大，给矿井顶板管理带来极大的困难。原有的工字钢梯形棚在使用过程中支护效果难

2、以维护顶板，出现冒顶。为加强顶板管理，兑镇煤矿于2006年在综放工作面顺槽推广使用W钢带。首先在41107运输顺槽和回风顺槽掘进工作面进行应用。现使用锚网、W钢带、锚索联合支护的巷道（包括6米宽的切眼）有2500m左右，应用效果良好。现顶锚杆排距1.0 m ，W钢带宽280 mm，使得两根钢带之间顶板仅空余720 mm，有效地支护和控制了顶板。对于顶板较破碎地段，W钢带其本身以及对金属网的有效支撑，从而更能有效地控制顶板，充分发挥了金属网的支护作用。一、 使用锚网、W钢带、锚索联合支护的巷道技术参数与顶、底板情况。项 目单位41107运输顺槽断面积掘12.22净11.25 宽 度掘mm4700

3、净mm4500高 度掘mm2600净mm2500净周长m14支护形式锚（索）网带支护材料锚杆、锚索、钢带金属网断面形状矩 形（一）、以41107运输顺槽为例：41107运输顺槽断面参数见上表（二）、41107工作面顶、底板情况41107工作面煤层老顶为K2石灰岩，厚度4.3m，致密、坚硬、抗压强度940kg/cm2。直接顶泥岩，厚度1.5m，深灰色、性脆，抗压强度389kg/cm2，无伪顶，直接底为铝土质泥岩，厚度5m，有滑感，性软，抗压强度147kg/cm2。二、顶锚杆支护选型(一)、锚杆长度1、按悬吊理论即单体锚杆悬吊作用，锚杆长度可按L=L1L2L3公式计算（出自山西焦煤公司采掘运规程管

4、理细则）式中，L-锚杆长度，mL1-外露长度（托梁直径+托饼厚+点螺帽厚+0.02m）,mL1=0.01+0.03+0.025+0.02=0.085mL2-巷道顶板岩体破碎带高度,取1.0mL3-伸入非破碎稳定带的长度,由L3=dt/4c计算,式中d-锚杆直径,取0.022mt-材料杆体设计抗拉强度,取335Mpac-锚杆与砂浆的粘结强度,螺纹钢50千克力/厘米2,约4.9MpaL3=dt/4c=0.022335/44.9=0.376m故 L=L1L2L3=0.085+1.0+0.376=1.461m2、锚杆长度通常按L=L1L2L3公式计算（出自煤巷锚杆支护中国矿业大学出版社）式中，L-锚杆

5、长度，mL1-锚杆外露长度（托梁直径+托饼厚+点螺帽厚+0.05m）,mL1=0.01+0.03+0.025+0.05=0.115mL2-锚杆有效长度,取1.4mL3-锚杆锚固段长度,一般端锚时L3=0.30.4m,由拉拔试验确定,当围岩松软时,L3应加大,根据经验值取0.6m故 L=L1L2L3=0.115+1.4+0.6=2.115m经上述计算,锚杆长度选用2.2m。（二）、顶锚杆支护能力验算根据矿压资料，我矿围岩松动圈为1.0m，单位面积冒落岩石重量为：1.01.01.02.35=2.35T, （1822）mm2.2m的螺纹钢锚杆屈服强度为8.7T,大于2.35T,符合承载要求。单位长度

6、内冒落岩石重量为：1.01.04.22.35=9.87T单位长内顶锚杆支护重量为:168.7=52.2T9.87T经上计算,锚杆符合承载要求。综上所述，41107运输顺槽所采用的锚杆规格及支护形式是合理的。（三）、支护参数选择按悬吊理论即单体锚杆悬吊作用，锚杆间距按下式计算（出自山西焦煤公司采掘运规程管理细则）a=0.887 t/kL2式中,a-锚杆的间距,通常锚杆间距等于锚杆的排距，mt-材料杆体设计抗拉强度,取335Mpa,约85kNk-安全系数,取2-岩体容重,2.35T/m2,约23kN/m2L2-巷道顶板岩体破碎带高度,取1.0ma=0.887 t/kL2 =1.2m经上计算，结合兑

7、镇煤矿顶板情况及实际支护经验，41107顶锚杆间排距为1.01.0m。三、W钢带与钢筋托梁对比首先，W钢带比钢筋托梁在支护使用强度上有很大提高。W钢带由专用高强度钢板加工而成。钢筋托梁强度取决于两根主体钢筋和焊接点的质量。特别是焊接点多，顶板来压情况下焊接点容易开裂，是钢筋托梁不可避免的致命弱点。而W钢带根本不存在这个问题。因为其本身就是一个整体，其强度是显而易见的。其次，另一个显著特点，是W钢带与顶板支护接触面大。接触面的增大，使顶锚杆均匀受力，杜绝了局部锚杆受力过大，出现顶板离层、跨落，致使锚杆产生失效的现象。我们使用的W钢带，宽度达280mm，而钢筋托梁宽度仅50mm。这一组数据的对比，

8、其支护效果和支护面的增加，金属网的铺设质量和支护效果也就有了很大改观，确实起到联合支护的最佳效果。在施工中，我们狠抓现场管理，加强支护质量。首先保证巷道成型，杜绝超、欠挖现象发生，保持壁面平整度，为支护打下良好基础。其次，严把支护材料质量关。比如：锚杆螺帽与扣是否合套；树脂是否失效等等。再次，严格按照树脂要求使用，数量并要保证。同时，按照搅拌时间进行操作，并将螺帽紧固好，确保锚杆支护质量。四、矿压观测为监测锚杆、W钢带的支护效果，我们加大顶板矿压的观测力度。按照规程要求，巷道内每50m安设一个顶板离层仪；切巷内每50m安设一个。由矿压组人员及跟队技术员定时观测，并做好牌板记录和地面分析记录。五、W钢带支护效果分析通过对比，W钢带的优越性是显而易见的。从W钢带使用强度和支护支撑面两个方面比钢筋托梁有着明显优势。随着支护效果的增强，给