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煤矿锚网索与U型钢棚应用论文(一)
煤矿锚喷锚网支护施工技术论文
浅谈煤矿锚喷锚网支护的施工技术
[摘 要]本文主要阐述了喷射混凝土的原材料及其配比，喷射混凝土支护结构等问题。分析了锚喷和锚网喷射混凝土施工的喷射混凝土施工设备布置、锚杆喷射混凝土支护、锚网喷射混凝土施工等技术措施。
[关键词]锚喷 锚网 支护结构 施工技术
中图分类号：tv93 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）04-0152-01
引言
为了保持煤矿巷道的稳定性，避免围岩出现垮落或过大变形，巷道掘进后一般都要进行支护。支护的主要方法是架设棚式支架、砌筑石材整体式支架和锚喷、锚网支护。进行支护以前一般选打砌达碹方式或砼碹方式。这些支护方式的缺点是加大了掘进断面，影响了掘进速度，还爆破、运输、支护等材料费用高。支护效果上，埋深厚，砼碹开裂，巷道变形，底鼓现象比较严重，满足不了安全生产的需要。目前，一些煤矿采用锚喷支护技术。
在采用锚喷支护技术后，可明显改善围岩受力状态，有效地控制围岩变形，提高支护的安全可靠性。与砼碹相比，锚喷支护技术可减少掘进荒断面，降低支护费用，经济效益显着。锚喷支护技术可缩短工期。因掘进断面比砼碹支护方式小，掘进工程量小，掘进速度快，可缩短工期20%左右。
喷射混凝土作为用喷射方法制备的混凝土，是砂石料、水泥和速
煤矿锚网索与U型钢棚应用论文(二)
浅谈锚网支护在顶板管理中的应用
浅谈锚网支护在顶板管理中的应用
【摘要】随着全县煤矿开采能力的不断提升、开采深度的不断延伸，资源整合建设矿井的逐一投产运行，煤矿采准巷道的围岩条件日趋复杂，锚网支护作为一种经济有效、相对安全稳定的支护方式，在煤矿采准巷道顶板管理中已得到广泛应用，实践应用中也突显出其支护成本低、成巷速度快、劳动强度轻等经济效益的特性优势，但由于煤矿井下地质条件的复杂性和多变性，断锚、断索等不安全因素时有发生，对安全生产及人员生命构成威胁。通过分析锚网支护方式的合理选配，对改良施工巷道科学应用锚网支护提出相应的技术及防范措施。
【关键词】顶板管理 锚网支护 安全经济 合理措施。
井下开采矿井，大多数巷道开拓工程都要经受采动的强烈影响，使煤矿巷道的围岩控制要比其他工程困难，在受地质条件变化、采掘结构布臵不合理等诸多因素影响下，煤矿巷道开掘和维护不仅要花费巨额资金增加经济投入比例，而且巷道围岩控制直接影响井下的安全和生产，是煤矿工业生产建设中的突出问题之一，随着煤矿采深的延伸，我县延伸15#煤层开采矿井大部分巷道布臵在原始煤层中，巷道支护方式选择了锚网支护，经过近几年的使用表明，锚网支护效果良好、支护强度达到要求，完全能够满足安全生产需要，从而解决了矿用工钢及U型钢棚支护的使用、回撤、运输等方面的问题，减轻了工人的劳动强度、降低了吨煤成本、提高了巷道
利用率，但在个别区段锚网支护的应用也暴漏出亟需改良的问题所在。
一、巷道支护概述【煤矿锚网索与U型钢棚应用论文】
巷道支护形式及支护材料的选择取决于巷道围岩性质、压力大小、巷道的服务年限、用途及巷道的断面形状等因素，传统的巷道支护类型有棚架支护（矿工钢支护、U型钢支护）、石材整体式支架（俗称砌碹）、锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷网联合支护（包括锚喷支护、锚网支护、锚喷网支护）等。但从目前了解，矿井结合安全与经济效益的双向考虑，锚网支护普遍在采准巷道中得以广泛应用。
1.1锚网支护原理【煤矿锚网索与U型钢棚应用论文】
锚网支护是将铁丝网、钢筋网或塑料网等用托盘固定在锚杆端头上所组成的复合支护形式，金属网多用铅丝织成网格为50×50mm的网片，其作用是维护锚杆间的围岩，防止松动小石块掉落，该支护方法工艺简单、支护成本低，可用于围岩稳定性较差、跨度小、服务年限不长的煤矿井下巷道。
1.2锚杆支护作用原理
锚杆支护是一种安设在巷道围岩体内的杆状锚栓体系。采用锚杆支护的巷道,就是在巷道掘进时向围岩中钻锚杆眼,然后将锚杆采用机械或化学药剂的方式安装在锚杆孔内,对巷道围岩进行加固,以维护巷道的稳定性，主要起以下作用：
1.2.1.加固拱作用：对于被纵横交错的弱面所切割的块状或【煤矿锚网索与U型钢棚应用论文】
破裂状围岩，如果及时用锚杆加固，就能提高岩体结构弱面的抗剪强度，在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定，而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道的稳定。
1.2.2.组合梁作用：可将平顶巷道层状顶板看作是由巷道两帮为支点的叠合梁,在荷载作用下,各层板梁都单独弯曲,每层板梁的上下缘分别处于受压和受拉状态。但是用锚杆将各组合板梁压紧之后,在荷载作用下,就如同一块板梁的弯曲一样,提高了板梁的抗弯强度,可以提高顶板岩层的承载能力。
1.2.3.悬吊作用：将要冒落的围岩或者软弱岩层,用锚杆悬吊于上部的坚硬岩体上,由锚杆来承载围岩或者弱岩的重量。
1.2.4.减小跨度作用：在巷道内安设锚杆,能够减少压力拱的高度和跨度。如在巷道跨中打一根锚杆,相当于在该处打一根支柱,使原来的拱分为两个小拱,小拱的跨度为原拱的一半。如果打三根锚杆,就相当于将原来的拱分成四个小拱,压力拱的跨度为原拱的四分之一,同时压力拱的高度也明显降低。
1.2.5.围岩补强加固作用：巷道深处围岩内的岩石处于三向受力状态,而靠近巷道周边的岩石则处于二向受力状态,后者的强度远远小于前者,因此容易受破坏而丧失稳定性。在巷道内安设锚杆后,有些围岩又部分地恢复为三向受力状态,增强了自身的强度。此外,锚杆还可以增强岩层弱面的抗剪强度,使巷道周边的围岩不易破坏和失稳。
1.3锚网支护的优越性
锚网支护能够通过提高围岩自稳能力来提高巷道围岩强度，对于成层、含裂隙岩体都有较好的效果；在实际作业中具有劳动强度低、施工速度快，几分钟就可以完成一根锚杆的安装，相对于砌碹架棚等方式都具有优势；适用范围广，通过改变锚杆长度、直径、间排距、锚杆端部的桁架联系，结合锚索、梯子梁、喷砼等基本适用大部分范围，它是一种积极防御的支护方式，是矿山支护的重大变革。
1.4锚网支护的施工
锚杆支护施工工艺流程为：掘进出煤→铺、联金属网→上钢筋托梁或钢带→临时支护→钻顶板中部锚杆孔、清孔→安装树脂药圈和锚杆→用锚杆钻机搅拌树脂药圈至规定时间→停止搅拌、等待规定的时间→拧紧螺母达到锚杆设计预紧力→从中部向外依次安装顶板锚杆。
1.5锚网支护质量的检测检验
锚杆支护施工质量检测主要包括锚固性能和安装质量。锚固性能一般采用拉拔试验检测；锚杆安装质量，包括预紧力、几荷参数、托板、钢带及金属网等采用相应的仪器与方法检测。
二、锚网支护的应用
2.1 锚网支护在原始煤层的使用
荫城辖区的红山煤矿（3#）、北峙峪煤矿（9#、15#）、晋永泰煤矿（15#二采区）等矿大部分巷道布臵在原始煤层中（即实体煤
层中），巷道支护采用了锚网支护方式，经过巷道开拓、切眼布臵、工作面回采推进的时间验证，锚网支护效果很好，支护强度能够达到规定要求，能够满足安全生产的需求，从而解决了金属支护钢铁在使用、回撤、运输、变形维护等方面的问题，减轻了工人的劳动强度，降低了吨煤生产成本，提高了巷道的利用率，达到了预期的设计目的，取得了安全经济双收益的成功业绩，验证了煤巷锚网支护的稳定性和实效性。
2.2锚网支护在残采煤层或应力变化大的煤层中的使用
随着煤炭资源整合矿井的投入生产、矿井末采回收资源的进行，旧采迹、冒落带增多、临空开拓巷道量增加，围岩压力极不稳定加大了维护强度，这就给锚网支护带来了一定的难度，在经过压实后再生顶板坚固的旧采迹、冒落区进行锚网支护，困难很多，施工过程中合理采用锚网支护与金属棚架联合使用，即先进行锚网支护，适当加密锚杆间、排距，网边交错，网网相扣，在铁制托盘上加一木制托板，增加缓冲作用，延迟铁托盘变形时间，打设锚网支护一段距离在后路备3-5mU型钢棚，棚距可相应加大，经过联合支护的巷道比直接支护的巷道服务时间要长100天以上，能够满足采区从准备到开采结束的时间需要。经过长时间的应用，取得了实践性的成功，这说明锚网支护不仅仅能在原始煤层中使用，也可以应用到残采煤层及应力大的巷道中。
三、锚网支护巷道破坏形态及分析
3.1锚网支护巷道变形破坏的过程可简述如下：顶板整体稳定
煤矿锚网索与U型钢棚应用论文(三)
U型钢支护技术在煤矿巷道中的应用
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U型钢支护技术在煤矿巷道中的应用
作者：刘欣
来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2013年第08期
摘要：煤炭资源关系到国家经济社会的健康有序发展，矿井的安全与否对国民经济的发展和社会发展都具有中大的作用，随着浅层煤炭资源开采日益枯竭，煤矿逐步向更深的方向发掘、矿井越深承受的来自各个方向的压力也就越大，煤矿巷道的变形与否直接与煤矿安全开采有重大的关联。U型钢技术在煤矿巷道中的应用主要是为了抗击来自煤矿巷道中各个方向的压力，确保煤矿巷道不变形，不变质，能够抵住各种压力，从而确保煤矿巷道的安全。本文主要对U型钢支护技术在煤矿巷道中应用的优点、存在的缺点以及实际的应用进行了探讨。 关键词：U型钢支护技术 煤矿巷道 应用
煤炭作为我国最重要的能源，在现代化建设中发挥着重要作用。煤矿是开采煤炭资源的重要来源地，确保煤矿安全是确保煤炭资源有效供应的最重要保障。随着煤矿开采的深入，矿井也越来越深，煤矿巷道也越来越多，来自于各个方向的压力也越来越大，这就对巷道抗压能力提出了更高的要求，煤矿巷道在煤矿矿井中占据着重要的地位，确保煤矿巷道的安全是保障整个矿井安全的重要内容，在此背景下，U型钢支护技术在煤矿巷道中正在得到推广和应用。 1 U型钢支护及在煤矿巷道中应用的背景
U型钢是一种横截面像英文字母“U”的钢铁。目前在我国实行的最新标准是2008发布的，从2009年4月1日开始执行的国家推荐标准GB/T 4697-2008。其具有承受压力大、支撑时间久、易安装不易变形等特点，近些年来在煤矿巷道中逐步应用和推广。煤炭资源关系到国家经济社会的健康有序发展，矿井的安全与否对国民经济的发展和社会发展都具有重大的作用。随着浅层煤炭资源开采日益枯竭，煤矿逐步向更深的方向发掘、矿井越深承受的来自与各个方向的压力也就越大，煤矿巷道的变形与否直接与煤矿安全开采有重大的关联。特别是近些年来，煤矿事故不断发生，也成为了媒体关注的焦点。如何才能够确保整个煤矿矿井的安全，这就要求我们应该从大局出发，从煤矿矿井的点点滴滴抓起，尤其是在煤矿矿井巷道上不能出现差错，为了抵抗来自各个方面的压力，确保煤矿巷道安全，U型钢支护技术具有承受压力大、支撑时间久、易安装不易变形等特点，在煤矿巷道中正在得到推广和应用。
2 煤矿巷道中U型钢支护技术的应用
U型钢技术在煤矿巷道中的应用主要是为了抗击来自煤矿巷道中各个方向的压力，确保煤矿巷道不变形，不变质，能够抵住各种压力，从而确保煤矿巷道的安全。从理论上来说，对付煤矿压力可以采用“抗压”、“让压”、“躲压”和“移压”等四种方式，但是由于煤矿巷道的特殊性，通常绝大多数都是采用抗压的方式来进行布设的。抗压的方法主要是通过提高支架的支撑能力或支护密度，用加强支护的手段去抑制或减少围岩移动，增强巷道抗变形能力以对付矿压
煤矿锚网索与U型钢棚应用论文(四)
浅析锚网索联合支护技术在软岩巷道中的应用
[摘 要]本文浅析软岩巷道矿压显现的基本特点、锚网索和钢筋梯联合支护的作用与原理、支护方式及参数选择、施工支护工艺及总体效果评价。 [关键词]煤矿井巷；锚网索；联合支护；技术
中图分类号：U455.7+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0384-01
矿井开采过程中，随着深度的增加，井巷岩体压力也在逐步加大，受力环境更加复杂。当施工永久性大断面巷道时，传统的支护理论与方式就不能满足要求了，必须应用现代支护理论。采用锚网索联合支护方式，就能保证破碎岩石巷道得到有效的支护。
1 软岩巷道矿压显现的基本特点
①巷道矿压显现随埋深的增加而加大。此时一般围岩应力小于围岩强度，若采用锚网喷支护，巷道维护效果就好。②地质构造不同，岩层的岩性与矿压显现也不同。受断层等地质构造影响的围岩压力也加大，变形加快；断层破碎带的围岩离散、松软，巷道易发生冒顶、片帮。③巷道掘进后初始来压较快、应力较大。巷道开掘后应力重新分布，岩石极限抗压强度降低，围岩易变形破坏。④软岩巷道受采动及邻近巷道的掘进与维修的影响，其矿压显现剧烈，围岩变形加快。⑤因巷道断面及形状不同，其矿压显现也不同。断面越大，所揭露出来的构造弱面越多，矿压显现越明显。同样，巷道曲面率越小，巷道显现越明显。软岩巷道常采用圆形或椭圆形断面，就是因为其断面自承结构合理，矿压显现相对较小，所以有利于保持巷道稳定。
2 锚索网和钢筋梯联合支护的作用与原理
由于锚杆的挤压加固作用，在围岩中形成一定厚度均匀压力连续压缩带，从而能保持自身稳定，又能承受地压，阻止上部围岩松动变形；当喷射混凝土及时封闭围岩，能改善围岩应力状态，增强围岩稳定，并起到柔性支护结构；钢筋网和钢筋梯的使用，也可以增强支护的整体性，并起到桁架支承作用。应用锚索控制围岩松动向深部扩展，采用联合支护就是利用围岩自身的受力特点，来提高围岩自身支承能力和外部支承能力，促进围岩提早形成稳定状态，并尽量限制松动圈扩展的。
3 支护方式及参数选择
针对软岩巷道的支护方式，采用锚网喷支护及U29型钢棚、锚、网、喷联合支护等形式比较有效，但对于巷道多次返修变形严重，松动圈变大的情况，若仍采用该支护方式，则也会存在以下问题：①因围岩松动圈增大，围岩整体性差，支护结构对改善围岩承载能力的作用显著减小。②支护体本身的支护强度无法抵抗作用于其上的围岩应力，会导致巷道再度变形和破坏，对长期稳定不利。③工序和劳动组织复杂，维修工作量大，占用工期长，影响正常生产。1）支护方式选择。巷断面大、服务年限长的，选择好正确的支护方式能保证将来安全使用。传统支护方式：①锚喷临时支护与混凝土砌碹永久支护的联合支护。②可缩性U型钢棚与喷碹联合支护。第一种由于巷道变形压力持续作用时间长，混凝土易开裂冒落，且施工工艺复杂，施工中掘进与支护作业相互影响，工作面与砌碹支护之间要做临时支护，进度慢，工序复杂，工资费用高，材料消耗多。第二种支护由于断面大，施工难度大，安全系数小，且容易造成抽顶，支架易变形，巷道维修费用高。因此，现实中常采用锚索网、钢筋梯联合支护。2）支护参数选择。如某处锚杆选用ф2Omm左旋螺纹钢锚杆，根据加固拱原理，可确定锚杆系数。①锚杆长度（锚杆规格型号为GM20/2400、材质为无纵筋螺纹钢式树脂锚杆金属杆体）：L=N（1.1+B/10）=1.2×（1.1+ 4.8/10）=1.85；②锚杆间距（800×800mm）：D≤0.5L=0.5×1.85=0.92（B为巷道跨度，m；N为围岩稳定性系数―IV类围岩取1.1、V类围岩取1.2）；锚杆长度2.0m，间、排距1.0m。③锚索间、排距的确定：Sa=3（δa）/4a2rk（式中：δa为为单根锚索超极限破断力，kN，取260；a为巷道宽度，m；r为为上覆岩层平均容重，Kn/m3，取25.3；k为安全系数，取2）。通过计算，确定锚索为15.24mm钢绞线，长度根据围岩性质为5～8m，锚索排距为2.0m，每排两根锚索，其托盘采用工字钢制成，长0.8m。钢筋网（Φ6.0mmm圆钢编焊，规格2600×950mm，网孔150×150mm）选择规格1.2×2m，网眼50×50mm，钢筋直径4mm，钢筋梯选用ф=12mm圆钢制成。425#水泥、矸石作骨料，5mm以下矸石作细料，5～16mm矸石作粗骨料。水泥与矸石按1：4配比，水灰比0.45，混凝土标号达到200#，最终喷碹厚度为150mm。锚固剂选择聚脂树酯锚固剂，选用快速和中速两种。锚索锚固剂直径为23mm，锚杆锚固剂为25mm。锚索或锚杆使用2个锚固药卷时，眼底用快速锚固剂，外侧使用中速锚固剂即可。
4 施工支护工艺
1）锚网喷支护。对巷道破坏段在全断面刷帮挑顶后，先进行初喷，喷厚30～50mm，再打安树脂锚固的螺纹钢锚杆和金属网。螺纹钢锚杆采用单向左旋无纵筋螺纹钢制作，锚杆规格（同前）520×1800mm。采用2卷型号为Z2950树脂药卷锚固（锚固力100kN以上）。锚杆间排距700×700mm，矩形排列。金属网（同前）可用10#铁丝编织成菱形网。用8mm钢板制作的半球形托盘（锚杆用200×200mm型托盘）和高强度螺母固定锚杆并压紧网子。2）内注浆锚杆的安装与支护。初喷和锚网支护后，布置端锚内注浆锚杆（间距1400×1400mm），为螺纹钢锚杆间排距的两倍，树脂端锚。注浆锚杆安好后进行喷浆，喷浆层盖严原螺纹锚杆和金属网，保证内注浆锚杆的孔口外露30～50 mm，最后利用内注浆锚杆进行注浆加固围岩，并安装锚杆托盘。注浆材料采用单一水泥浆，浆液水灰比为0.8～1.0，注浆压力1.5～2.0MPa。3）工艺质量要求。喷浆时要注意断面的成型并规整；打安螺纹钢锚杆要牢固可靠，达到规定锚固力；锚杆托板紧压金属网，并贴近岩帮，以产生足够支撑力，最好用机械方式紧固螺母；巷道底脚锚杆要比其它锚杆长200～400mm，为保证支护效果，底脚处要保证喷网层超过底板处100～200mm，与底板喷射混凝土层紧密结合，以避免底脚注浆时从底板处跑浆；注浆自上而下，由帮到顶；浆液配制必须按规定的水灰比，事前过滤，注浆后待浆液凝固达到一定强度时及时安装锚杆托盘。
5 总体效果评价
①锚、网、喷、注联合支护技术，因注浆可滞后于锚网喷，既不影正常使用，又可缩短工期，节省材料。②巷道帮、顶底板移近量小。其支护技术方法可行，工艺合理，效果显著。③松软破碎软岩，长期蠕变，注浆后从根本上改变了其应力结构，增加了内聚力和内摩擦角，提高了整体性和抗压强度，再加上高强度锚杆支护，使锚杆与注浆形成一体，互为保证，可有效阻止深部围岩进一步软化和支护结构的挤压错动作用，有利于保证长期稳定。④要采用合适的支护方案，必须根据围岩的各种物理力学性质、应力条件及巷道底鼓的程度，再加技术经济比较，以确定最佳支护方案。
6 结论
①提高巷道成形质量，关键是要减轻爆破时围岩的松动破坏，减少支护工作难度。缩短围岩暴露时间，爆破后要刷大断面，按光面爆破控制好周边轮廓及围岩松动范围，充分发挥围岩自身承载能力，改善支杆受力状态，提高支护效果。②因受围岩稳定的限制和采用中深孔爆破循环进度过大，极易产生片帮、抽冒顶问题，难以实施联合支护，钢筋网规格要满足循环作业，并及时锚喷支护。③锚喷网+钢筋梯+锚索支护技术具有较好的支护作用，又发展前景，并能实现施工安全，减轻工人劳动强度，且有显著的经济效益。
参考文献
[1]张明.锚网喷注联合支护技术在修复软岩巷道中的应用[J].矿山压力与顶板管理，2003，3：29-30.
煤矿锚网索与U型钢棚应用论文(五)
锚网索带+喷砼联合支护技术在车集煤矿托煤顶巷道中的应用
[摘 要]根据以往的工作经验及施工要求，巷道掘进期间，托煤顶（岩柱小于4m）必须采取套棚支护或锚网索+套棚复合支护，采用套棚支护时，支护成本高，施工进度较慢且安全系数较低。根据托煤顶巷道地质条件及用途，合理选择支护方式。实践表明，托煤顶巷道采用锚网索带+喷砼联合支护效果较好。 [关键词]支护技术；托煤顶；安全生产；经济效益
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0377-02
目前，我国煤炭行业形势不景气，大部分煤矿处于亏本状态，小煤矿已关闭停产，因此，在这关键时期，如何降低煤炭生产成本，关系到一个煤矿的存亡。采用了锚网索带+喷砼联合支护即保证了巷道的支护强度，又降低了巷道的支护成本，因此在托煤顶巷道中采取锚网索带+喷砼联合支护是可行的，也是十分有必要的。
我矿南翼并联回风大巷及2715下巷底板抽放巷回风联巷托煤顶施工期间，采用锚网索带+喷砼联合支护技术。
2 支护设计
2.1 方案对比
与托煤顶巷道传统支护技术对比，采用锚网索带+喷砼联合支护大幅度减少了钢材和背板的消耗，其支护成本远低于锚网索+套棚复合支护。又由于支护材料少，材料轻，辅助运输量少，减少了架棚这一道工序，很大程度上减轻了工人的劳动强度，实现了安全快速掘进，为煤矿高产高效创造了良好条件。巷道断面支护断面图如图1所示。
2.2 参数设计
（2） 巷道两帮移近量。从图4中可知，观测点1、观测点2巷道两帮的相对位移量均较小，最大值只有40mm，且慢慢趋于稳定，这说明巷道采取锚网索带+喷砼联合支护后，巷道两帮围岩得到了有效控制。
5 结语
（1）根据巷道顶底板及两帮巷道相对位移量变化分析，巷道采取锚网索带+喷砼联合支护后，有效控制了巷道顶板及两帮围岩的移动，说明巷道支护参数合理。
（2）巷道顶底板及两帮巷道相对位移量随着观测时间的延长，相对位移量逐渐趋于稳定，说明巷道顶板及两帮围岩趋于稳定。
（3）采用了锚网索带+喷砼联合支护后，即保证了巷道的支护强度，又降低了巷道的支护成本，因此在托煤顶巷道中采取锚网索带+喷砼联合支护是可行的。
参考文献
[1] 陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1994.
[2] 孙其朋.锚网索联合支护在沿空掘巷中的应用[B].中州煤炭，2013（3）：67-68.
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/fanwen371172/
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