锚杆支护参数的改革与应用
本文阐述了锚杆支护参数的改革与应用。
标签 支护;实验;经济分析;建设
一、问题提出。
锚杆支护在七台河矿区已使用多年。实践证明,这种支护方式非常适合该区域的围岩特点,深受现场欢迎。但到目前为止,锚杆支护设计理论堂不成熟,仍停留在主要根据工程类比法设计支护参数阶段。如果测试工作不细致,盲目简单化支护,往往敢安全系数过大,不科学,带来一些不必要的经济投入。
调查发现,该矿区不论巷道所处的围岩条件如何,均采用直径16mm、长1.6m、密度1.0m×l.0m的金属锚杆支护,许多回采巷道采过后,尽管有60%的锚杆失效,但巷道围岩状态仍然保持良好,这说明原来的支护方式不够合理,造成不必要的人力、物力消耗。因此,建立一套科学、合理的支护设计方案,是该矿区急需解决的问题。
二、新建矿概况及围岩特征。
新建矿共有4个生产采区、一个开拓区,区回采7层煤×(85、87、90、92、93、94、96),煤层厚度为0.8-1.5m。矿井设计能力120万t/a,有8个正规采煤队和20个掘进队,每年要掘进 20000m以上的巷道,才能保证采煤接续。掘进大都按半煤岩施工,煤层顶板即为巷道顶板,均采用金属锚杆支护。
该矿煤层顶板为沉积砂岩,呈层状构造,比较坚硬,个别区域也有顶板破碎现象。
三、支护方案设计
1、设计依据。地下巷道开掘后,将在巷道围岩形成松动圈,其大小是地应力和围岩共同作用的结果,不同的围岩条件,巷道的松动圈差别很大。目前,巷道围岩松动圈的研究,已进入到实际应用阶段,中国矿业大学董方庭教授提出按松动圈大小时行围岩分类。并以此设计巷道支护参数,具有一定的科学性和实用性,该矿就是以这套理论为基础,设计锚杆支护参数的。
2、围岩松动圈的测试。首先该矿千斤中层具有代表性的巷道布置测点,打测试钻孱,然后利用超声波探测仪,往复中层顶板岩石的超声波,最后整理绘出各层的声速图,找出声速变化的拐点,拐点至煤层顶板的距离即为该层顶板的松动圈。