全断面预应力钢棒支护技术在漳村矿的应用.pdf

第184期
doi:10.3969/j,isn.1005-2798.2014.12.012
全断面预应力钢棒支护技术在嶂村矿的应用
王峰
(潞安环能股份公司漳村煤矿,山西长治046032)
摘要;预应力钢棒支护技术充分结合了锚杆与锚索支护的优点,该技术既有锚杆的施工方便性,又有锚
索的支护强度,采用该技术降低了材料支护费用,提高了掘进效率,是铺网支护技术的一次飞跃。
关键词:预应力钢棒;巷道支护;漳村牒矿
中图分类号:TD353文献标识码:B文章编号:1005-2798(2014)12-0035-02
锚杆支护技术因其施工便利、成本较低、结构简形;采用预应力钢棒+钢筋网支护
单及适应性强的优点,在井巷工程中得到广泛的应
表1钢棒与锚杆参数对比
用。漳村矿现采用锚杆支护的巷道占全矿的90%
型号
规格
屈服强度
抗拉强度
以上,因此,锚杆支护的有效性在漳村矿显得尤为重
要。然而,巷道围岩条件千变万化,不同地质条件下
00号螺纹钢锚杆D22L2400
ン670
钢棒
D2012400
≥1140
≥1270
巷道的支护状况不尽相同,以往遇到地质条件复杂
型号
破断载荷
延伸率
冲击吸收功
时往往采取缩小锚杆间排距、增加锚索或套架工钢
等措施,虽然可以确保施工安全与巷道使用,却造成
500号螺纹钢锚杆255
≥15
钢棒
400
10
30
材料消耗增加。因此,寻求一种既能有效加强巷道
支护,又具备锚杆支护成本低、结构简单、施工简便
预应力钢棒支护参数
等优点的新型支护材料,成为井巷工程中的又一个
钢棒规格:D0mmnx2400mm专用预应力钢
重要课题。
棒
预应力钢棒支护技术简介
钢棒锚固方式:采用一支K2335和一支22360
型树脂药卷锚固。
预应力钢棒支护技术结合了铺杆支护与锚索支
钢棒配件:250mmx250mmx14mm高强度拱
护的特点,预应力钢棒的杄体与锚杆类似,钢棒预紧
形托板及配套锁具,配合调心球垫,拱高不低于
力的施加是利用张拉器张拉钢棒(与铺索类似),可
以达到200~250kN,其强度与锚索基本一致。而
mmo
锚杆支护对围岩的预应力是靠将螺毋紧固来施加
布置形式:顶部每排布置4根,间距1200mm
的
每帮每排布置3根,间距1300mm;排距均为
钢棒杄体为专用预应力钢棒,屈服强度不低于
1200mm
打设角度:顶部钢棒均垂直巷道顶板,两帮钢棒
拉强度不低于1200MPa,破断载荷为400N,延伸均水平打设(即垂直巷帮
率大于10%,冲击吸收功不低于30J
预紧力:首次施加预紧力不小于200kN,预应
预应力钢棒支护技术具有支护强度大、支护刚力损失后不低于120kN。
度大等优点。
钢筋网:顶网4400mm×1300mm、帮网
钢棒与锚杆杄体主要参数对比见表1。
3200mmx1300m、网孔规格80mmx80mm,采
2巷道断面及钢棒支护参数
用直径6mm的钢筋焊接而成。用16号铅丝逐孔
连接。
2.1巷道断面
锚索规格:D22mmx6300m,采用两支
漳村煤矿25排水进风巷设计长度600m,沿煤Z2360和一支K2335型树脂药卷锚固。
层底板布置,设计断面为4.4m×3.3m(宽ⅹ高)矩
锚索托:300mm×300mmx16mm(长×宽
收稿日期:2014-11-14
作者简介:王峰(1974-),男,山西沁县人,工程师,从事煤矿生产技术和管理工作。
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2014?12月
王峰:全断面预应力钢棒支护技术在漳村矿的应用
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ⅹ厚)高强度可调心托板及配套锁具
护密度,排距增大至1.2m,而相同断面支护数量也
错索布置形式:采用2-0-2布置即每两排锚由13根/排降为10根/排,支护费用每米可节约
杆打设2根锚索,锚索间距1600mm、排距120元,施工进度可提高70m/月,彻底解决了铺杆
2400mm。巷道支护布置示意如图1。
支护能力低、密度大、施工时间长的难题,为掘进效
1号
2号塞
率提升打下坚实基础。
4.2技术效果
1号2号3号4号
预应力钢棒支护技术使巷道支护状况发生了根
D20mmn×2400mm
衝应力钢棒
本性变化,巷道支护效果与安全程度大幅度提高,取
得多方面的技术效果。
5号
巷道支护状况发生本质性变化。围岩的完整性
号
8号
大大提高,顶板、两帮完整、稳定。顶板破碎、明显下
沉、“网兜”,两帮破坏、鼓出等原支护巷道的破坏现
图125排水进风巷断面及支护
象基本消失。巷道围岩变形大幅度减小,顶板离层
矿压监测
得到有效控制。实测数据表明,巷道围岩变形量可
降低70%左右,顶板离层可以控制到原来的5%~
25排水进风巷施工中和施工后,采用巷道锚杆10%
(索)测力计、表面位移测站、顶板离层指示仪等方
预应力钢棒配合钢筋网的支护技术符合“三高
法对巷道矿压进行综合监测。
一低”支护原则,钢棒所具有的高预应力和支护刚
)铺杆(索)测力计监测。图2为测力计安度,不仅有效控制了顶板离层与两帮收缩,同时也提
设后连续一周观测数据及安设后30d的测试数据高顶板与两帮的支护刚度,可明显减少巷道底鼓量。
的曲线对比,通过对比可知:8根钢棒、2根锚索在打4.3对漳村矿安全的作用
设后30d内受力变化均无明显起伏,且钢棒受力均
采用预应力钢棒支护技术显著提高了巷道的稳
匀,达到了预期效果。
定性,有效遏制了顶板事故。预应力钢棒支护从本
450
1号错索
质上改变了巷道支护状况,显著提高了支护的可靠
号铺索
性,抑制了冒顶、片帮事故的发生,对改善漳村矿安
z300
全状况起到重要作用,有利于通风管理与瓦斯事故
250
200
防治。高预应力钢棒支护大幅度减少了巷道变形
量,保证了有效通风断面,对回采工作面瓦斯管理十
0
分有利;保持了煤顶巷道顶煤的整体性与完整性,有
AA ase, a6a aA 4
效避免了冒落空洞,造成局部瓦斯积聚;有效控制了
观测日期
煤体中节理、层理、裂隙等不连续面的离层与变形,
图225排水进风巷预应力钢棒、锚索受力数据曲线
以及新裂纹的产生,从而抑制煤巷瓦斯涌出,有利于
2)表面位移观测。连续观测四周后发现:巷煤巷瓦斯管理。
道两帮最大移近量为29mm,平均移近量17mm;顶5结语
底板最大移近量为32m,平均移近量21mm。未
出现支护失效现象,有效控制了巷道围岩变形。
预应力钢棒支护技术是锚杆支护技术的新突
破,该技术的首次试验成功,将为多年来锚杆支护技
4应用效果
术得到广泛应用并取得多项科技成果的潞安集团及
4.1支护成本及掘进效率
漳村煤矿在煤巷锚杆支护领域再一次拓宽了境界
漳村煤矿25排水进风巷应用