高强复合顶板高强锚杆锚索支护技术

龙煤鸡西分公司（荣华一矿6AB复合顶板木托盘缓冲技术应用）技术创新成果奖申报书一、项目基本情况：申报时间：2023.08.22项目名称荣华一矿6AB复合顶板木托盘缓冲技术应用重要完毕部门：荣华一矿综掘区资金来源（自筹、公司专项、其它）自筹金额（万）专业分类掘进起止日期2023.3月01日-5月1日申报等级联系电话：联系人：二、申报项目重要完毕人员情况序号姓名年龄性别职称职务现工作岗位在本项目承担具体工作内容1234567三、申报项目的具体技术内容：立项背景（项目实行前状况描述、项目实行的可行性及必要性）荣华一矿中二6AB煤层接续工程，中二6AB左一面开采深度（埋深）1100米，6AB煤层平均厚度2.4米，煤层顶板实见柱状由下至上为伪顶0.03-0.05米凝灰质泥岩、0.08米黑灰色煤页岩、0.02米凝灰质泥岩、0.53米黑灰色片状页岩、7.89米深灰色层理片状粉砂岩、2.0米左右灰白色中砂岩，属复合顶板，巷道前期施工时采用每米3根φ21.6×6.7米长锚索、6根φ22×2.4米长500型锚杆支护顶板，支护效果并不抱负，施工300米巷道共计拉断锚索23根，原巷道中高3.5米，中宽4.4米，施工后30天顶板平均下沉量在340mm左右，底鼓量在800mm左右，顶板下沉及底鼓严重，支护极其困难，支护强度大，严重影响施工进度。项目实行的技术理论依据锚杆支护参数的拟定：按加固拱原理拟定锚杆参数：(1)锚杆长度：Ｌ=N（1.1+B/10）=1.1×(1.1+4.2/10)=1.672m；根据我矿支护经验，锚杆长度取Ｌ=2.4m。式中：L—锚杆长度；N—围岩稳定影响系数，取1.0m；B—巷道跨度。锚杆直径：Ｄ=2.2/110=2.2/110=0.020m，取D=20mm。锚杆间距：d≤0.5L=0.5×2.0=1.0m，取间排距为1000×750mm。(4)锚杆型号：选用φ20×2400mm的螺纹钢锚杆，其锚固力≥150KN/根；配用W钢带及金属网联合支护顶板。按悬吊理论拟定锚杆参数：锚杆长度LL=L1+L2+L3=50+1500+300=1850mm设计锚杆长度L=2400mm式中：L1——锚杆外露长度L2——软弱岩层厚度，可根据柱状图拟定mmL3——锚杆伸入稳定岩层深度一般不小于300mm锚固力N：可按锚杆杆体的屈服载荷计算N=P×S2=0.01×0.01×3.14×500=157KN锚杆间排距锚杆间距D≤1/2LD≤0.5×2023=1000mm锚杆排距L0=Nn/2kraL2=105×103×5/2×3×24×103×2.1×1.2=1.16m设计锚杆间排距为1000×750mm式中：n——每排锚杆根数N——设计锚固力，KN/根K——安全系数，取2-3r——上覆岩层平均容重，取24KN/m3a——1/2巷道掘进宽度m锚索支护参数的拟定：1、锚固长度LaLa≥fst/πfcsd1=（1770/3.14×10）×21.6=1217mm设计锚固长度1.4m＞1.06m式中：d1—锚索钢绞线直径，mmfst—钢绞线抗拉强度，Mpafcs—锚索与锚固剂的设计粘接强度，按10MPa计算锚索间排距L/S≥2S≤L/2=5200/2=2600mm设计排距1.1m＜2.6m设计间距1.0m＜2.6m式中：L—锚索孔深度S—锚索间距锚索锚固力PP1≥P≥P1/K或P2/KP≥360/2=180KN设计锚固力180KN式中：P—设计锚索锚固力，KNP1—锚固段锚固剂与孔壁的粘结力，KNP2—锚固段锚固剂与钢绞线的粘结力，KNK—安全系数，取2根据上述计算锚杆采用φ20×2.4米长500型高强锚杆，锚索采用φ21.6×5.2米长，锚杆支护间排距1.0米×0.75米，锚索支护间排距1.0米×1.1米足已满足对巷道顶板的支护规定。技术创新重要内容或技术特点运用高强锚杆、锚索减少了巷道支护数量，加强了巷道支护强度，由原每米施工1根φ17.8×8.0m长锚索、2根φ17.8×5.2m长锚索、2根φ20×2.0m长335型普通锚杆修改为每米2根φ21.6×5.2m长锚索、5根φ20×2.4m长500型高强锚杆，锚杆支护强度比普通锚杆增强1.5倍，原每米循环进尺时间110分钟缩短为85分钟，循环进尺提高近1.3倍。根据开拓提供支护材料数据比照：名称规格初锚力（t）锚固力（t）锚杆（335#）Φ20×2023513锚杆（500#）Φ20×20237.8515.7锚索Φ17.8×52001422Φ21.6×52001832应用推广前景（本页不敷可加附页）应用起止时间2023年3月01日—8月10日实行地点荣华一矿中二6AB左一面工程（尾排巷、上、下巷及切眼）应用情况修改支护形式后（每米采用3根φ21.6×6.7m长锚索、6根φ22×2.4m长500型高强锚杆，锚索配8毫米厚0.3×0.3米铁托盘一块、0.15×0.3米木托盘一块），1361队施工中二6AB左一面运送巷，已施工600米，1362队施工中二6AB条带面尾排巷及切眼，已施工560米，巷道每60米安设一个顶板离层仪并安设顶板压力表，每三天观测顶板下沉、底鼓量及顶板压力情况。实际效果：通过3个月对各综掘队组的观测，修改支护形式后；1361队施工的中二6AB左一面运送巷顶板最大下沉量为212mm，底鼓840mm，根据顶板压力表观测巷道顶板压力最大值为14.58吨；1362队施工的中二6AB左一面尾排巷及切眼顶板最大下沉量166mm，底鼓570mm，根据顶板压力表观测巷道顶板压力最大值13.5吨；支护材料强度规定足以满足巷道顶板压力。施工后巷道顶板完整，支护可靠有效控制巷道顶板变形，达成了预期效果。使用单位负责人：使用单位（盖章）：年月日四、项目具体实行情况：五、申报项目应用于生产实践的效益证明：经济效益计算基础：原中三6AB机轨合一巷每米需φ17.8×8.0m长锚索一根、φ17.8×5.2m长锚索2根、锁具3个，锚锁垫3个、W275型钢带1片、φ20×2.0m长锚杆2根巷、药卷18个每米巷道顶板支护材料费用728.6元，现巷道每米需φ21.6×5.2m长锚索2根、锁具2个、锚索盘2个、φ20×2.4m长锚杆5根，药卷14个、W275型钢带1根共计顶板支护费用708元，每米工程节省材料费用20.6元。总会计师：（签字）应用单位