锚网支护施工工艺研究范文

锚网支护经过多年的研究、改进和生产实践，已经成为我国煤矿巷道施工的主要支护形式，其主要生产特点是支护费用少、劳动强度低、回采时有利于快速推进。伴随着煤矿生产条件日益复杂（如地应力、复合顶板、瓦斯区域、富水区域等），煤矿支护施工工艺就需要不断地改进、探索，满足生产的需要。

1工程地质概况

1.1煤层赋存情况6377工作面为7煤层，7煤层为复结构中厚煤层，光亮-半光亮型，以半光亮型为主。块状，中硬。但在本工作面范围内，七煤层不含夹石。煤层平均厚度为3.93m。7s-1～7s-2煤层平均间距为7.07m，7s-2～8煤层平均间距为4.85m，8～9煤层平均间距为10.83m。

1.2顶、底板情况基本顶：基本顶为灰色细砂岩，主要成分为石英，长石，泥质胶结，含少量植物碎屑化石，夹粉砂岩薄层。平均厚度4.07m。直接顶：直接顶为深灰色粉砂岩，水平层理，泥质胶结，致密，细腻，均一，含丰富植物碎屑化石。平均厚度3.0m。

1.3水文地质情况6377工作面位于-950m三采下部皮带石门南侧，其倾斜上方6373工作面回采完毕，6375工作面正在回采。下伏8煤层的6383工作面正在掘进，其他各煤层均无其它采掘工程，区域内没有积水。7煤层顶板含水层组为该工作面的直接充水含水层，该含水层在此区域富水性较强，6375工作面在回采过程中涌水量仍保持在2.2m3/min，因此7煤层顶板含水层未得到有效的疏降，7煤层顶板含水层对工作面涌水补充较充分，不易短期疏干。掘进时的预计涌水量：正常涌水量为34.2m3/h，最大涌水量为：55.2m3/h。

2锚网支护结构及参数要求

2.1巷道支护强度计算，巷道选用矩形断面，宽度4.8m，高度2.8m。按加固拱原理计算：

2.1.1锚杆长度L式中：N为围岩影响系数，取1.1；B为巷道跨度，取5m。经计算：L取值为1.76m。

2.1.2锚杆间距D

2.1.3锚杆直径根据计算，锚杆长度取2.2>1.6m，直径取20>14.5mm的左旋螺纹金属锚杆，符合掘进锚杆支护规范要求。

2.1.4锚固长度L2=12d=12×20=240mm,为增加锚固强度，决定采用Z2333型树脂药卷，每眼三卷加长锚固，锚固长度为1363.8mm，考虑到钻孔时钻杆摆动影响系数（取0.9），锚固长度为1227.4mm。

2.1.5根据所选锚杆长度验算锚杆间排距D=0.5×2.2=1.1m，取计算值1，锚杆悬吊面积为1.0m2，大于计算实际锚杆间排距所悬吊面积0.61m3（锚杆间距0.75m、排距取0.8m，计算得悬吊面积为0.61m3）。

2.2锚杆悬吊重量及拉力验算

2.2.1锚杆悬吊重量：式中：G为锚杆悬吊岩石重量；K为安全系数，取1.8；r为岩石容重，取2.65t/m3；L2为锚杆有效长度，取2.1m；S0为每根锚杆承载面积，取0.61m2。经计算，G取值为6.11t/根。

2.2.2锚杆的屈服力式中：P1为锚杆的屈服力；d为锚杆直径，取20mm；δ1为左旋螺纹金属锚杆的屈服强度，经计算，P1取值14.26t/根。

2.2.3锚杆的抗拉力：计算得锚杆悬吊岩石重量小于锚杆的屈服力和抗拉力。故锚杆直径选择合理，并确定锚杆的锚固力达到8t为合格。根据实测采用3卷K2333树脂药卷加长锚固，锚固力大于8t。

2.3锚网支护结构设计由于煤层顶板属于富水条件，施工锚杆过程中顶板水顺着锚杆眼流出较小，只是滴淋水，但是个别地段施工锚索眼时，流水较大，可以达到0.1m3/min，无法直接注入锚杆药进行锚索施工。所以在选择支护结构设计时考虑了两种情况：“锚杆+金属网+钢筋梁+锚索”和“锚杆+金属网+钢筋梁+异型支架”。（1）选用“锚杆+金属网+钢筋梁+锚索”支护。锚杆长度2.2m，直径20mm，锚杆间距0.75m，排距0.80m。顶锚杆每眼3卷K2333型树脂药卷。金属网采用12号铅丝编制的金属菱形网，规格为5.5m×1m。钢筋梁使用规格为φ14mm的钢筋制作的长宽为4890mm×50mm梁。锚索用直径为17.8mm，5×7股高强度低松弛预应力钢绞线制造的鸟笼式锚索，长度6.5m。采用4卷K2333型树脂药卷锚固。锚杆每排布置7根锚杆，锚索顺巷道方向布置，托盘选用400mm“十字”U型钢制作的锚索托盘。（2）采用“锚杆+金属网+钢筋梁+异型支架”支护。在第一形式中无法进行锚索施工时，在锚杆排距中加补异型支架代替锚索进行施工。架棚支护与锚网支护排距相对应，采取棚距0.8m。这种联合支护形式支护强度高，更提高了支护的安全性。

3方案施工说明

3.1关于排水系统的施工说明根据排水设计要求，在巷道低洼地点集中建立沉水池，选用好合适的排水泵及排水管路。使用明渠排水地点要及时清理，保证排水畅通。排水池地点泵要备有备用泵，电源要布置双电源，关键部位管路要求双管路布设，排水系统如图1所示。

3.2关于利用锚索孔提前泄水的施工说明采用“锚杆+金属网+钢筋梁+锚索”支护施工时，随锚网支护掘进在顶板布置泄水孔进行泄水(图2)，从而为补打锚索孔创造条件，当泄水孔泄完水时可安设锚索，又可起到锚索孔作用。当顶板水影响锚网巷道范围较大、距离较远时，可采取打带帽点柱临时代替锚索支护补强作用，直到泄水孔水量小时再补打锚索，并替换下单体柱。

3.3支护措施当顶板富水区利用泄水孔泄水无法满足要求时，采取“锚杆+金属网+钢筋梁+异型支架”支护。利用异型棚子替代锚索进步补强支护，棚子加补滞后迎头15~20m施工，避免与槽口锚网施工冲突，可平行作业。

4结语

通过在6377工作面实践证明，在顶板富水区域巷道锚网施工时，利用泄水孔提前泄水方法可行，取得了很好的效果。局部巷道利用异型棚子进行锚网-棚联合支护，增强巷道的抗压性。对此很好地解决了顶板富水地质条件下的锚网施工工艺，又保证了安全生产。

作者：卞立国 单位：开滦能源化工股份有限股份公司 吕家坨矿业分公司