综放回采巷道桁架锚带网支护研究

综放回采巷道桁架锚带网支护讨论1、问题的提出兖州矿务局厚煤层综放采煤法自 1992 年在兴隆庄矿试验成功以来，由于高产高效、安全低耗和能适应煤厚变化等优点，显示出强大的生命力，快速进展成该局主要的采煤方法。在进展过程当中也出现了不少新问题，回采巷道支护问题就是其中之一。该局现普遍采纳梯形矿工钢棚支护，与综放采煤法不相适应主要表现在如下几个方面：（1）回采巷道超前替棚支护工作任务繁重，占用时间长，直接影响了综放面的快速推动和高产高效能力的进一步发挥；（2）不能主动加固围岩和充分利用围岩自承能力，因而掘进冒顶严重，并导致顶煤自燃发火；（3）断面收缩率大，不适应综放采煤法对通风、运输及设备搬运安装等方面的要求；（4）消耗钢材多，支护成本高；（5）棚子及围岩变形严重，维护工作任务繁重，占用人员多；（6）端头维护工劳动强度大，超前替棚作业人身安全隐患大。针对上述问题，我们提出一种新型支护方式——桁架锚带网支护。2、桁架锚带网支护作用原理桁架锚带网支护的关键构件是桁架锚杆。桁架锚杆一般由两根顶板斜锚杆和一根水平拉杆及托盘组成，如图 1 所示。在斜锚杆和水平拉杆作用下，桁架锚杆支护系统对顶板中部产生压缩和托顶作用，增大了顶板裂隙体中的压应力和摩擦力，减小甚至抵消了顶板中部的可能产生的拉应力。两根斜锚杆通过拉杆协调受力，且具备一定的柔性，允许顶板适量下沉，在下沉过程当中顶板裂隙体摩擦力增大，产生自锁作用，从而能够有效地维护高应力区的破裂顶板。钢带及金属网的作用在于增加单体锚杆间的联系，防止锚杆间围岩松脱冒顶。3、综放回采巷道桁架锚带网支护讨论以兴隆庄矿五采区综放回采巷道为讨论对象，运用数值模拟方法(FLAC 软件)模拟讨论了如下内容。3.1 围岩稳定性与断面高宽比数值模拟限于断面积 12m² 的矩形和梯形断面。对高宽比分别为0.47、0.67、0.75、0.84、0.91、1.33 和 2.08 等 7 种矩形断面的模拟分析表明：合理的断面高宽比为 0.75。进一步模拟上宽 3.4m、下宽4.2m、高 2.8m、平均高宽比为 0.75 的梯形断面表明：梯形断面优于矩形断面。3.2 系统锚杆支护参数与围岩稳定性有关文献讨论表明，对弹模为 5.4GPa 的软岩试块，系统锚杆合理的参数范围为：L/e 且 e<0.9-1.2m (L 为锚杆长度，e 为锚杆间距)。煤体的弹模一般小于 5.4GPa，布置系统锚杆加固煤体可参考该范围取值。为了具体确定 L、e 及 L/e 值，模拟了表 1 所列的 16 ...