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⑴、安设顶板离层监测仪必须由队长或跟班队长负责指挥,技术员负责技术指导。
⑵、安设顶板离层监测仪时,现场负责人必须在安设顶板离层监测仪地点前后20米范围支护完好的安全地点设岗拦人。打眼和安设时均不准其他人员通行和运输。
⑶、打眼采用锚索钻机或液压锚杆机;安设顶板离层监测仪由人工采用锚索接力钻杆将顶板离层监测仪顶入,有关打眼作业必须严格按《作业规程》和《操作规程》的有关规定执行。
⑷、打眼和安设顶板离层监测仪时,必须严格执行“敲帮问顶”制度,仔细检查打眼位置附近10米顶帮支护安全状况,不安全不作业。
⑸、安设顶板离层监测仪完毕后,必须将钻机、工具等放至安全的地点,以防损坏。
⑹、其它方面的有关安全严格按工作面规程和措施要求执行。
(二)锚杆支护质量检测:采用MSL-100锚杆拉力计每间隔100米要做一组锚杆拉力实验,并留有明显标记。
锚杆拉力实验安全措施
1、施工作业前,必须进行“敲帮问顶”的安全检查,将顶、帮的聋煤、活矸处理干净,确认安全后方可作业。
2、做锚杆拉力实验的锚杆,必须先紧固,然后拧下双帽中的一个上拉力计进行拉力实验。
3、进行拉力实验时,拉杆必须拧入锚杆25毫米以上,以防发生意外事故。 4、进行拉力实验时,上下拉杆和拉力器2米范围内,严禁有其他人员工作、停留和行走。
5、进行拉力实验打压时,锚杆下2米范围内,严禁有人工作,停留和行走。 6、进行拉力实验打压时,要一边观察所拉锚杆,一边观察压力表指针,压
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力达到8吨时,要及时停止打压,进行卸压。
7、拆除拉力器和拉杆时,必须先检查卸压情况,确认卸压后方可作业。 8、拆除拉力器和拉杆时,必须先检查托板完好情况,如有损坏先处理,确认安全后方可作业。
9、拆除拉力器和拉杆后,要及时将损坏的托板更换,没有损坏的托板要及时按规定拧紧。
四、数据处理:
1、锚杆拉力实验,锚杆锚固力不小于8吨,否则重新施工。 2、顶板离层量达到100毫米时,重新计算支护设计。
第三节 支护设计
根据《东周窑煤矿12#层402盘区5220-4、2220-4巷掘进地质说明》煤层顶、底板情况分析,确定 5220-4 、2220-4巷及联巷选用矩形断面,采用锚杆、锚索联合支护。具体参数选择如下:
一、5220-4、5220-4巷锚杆、锚索支护设计
1、用解析法确定单体锚杆的支护参数(按单体锚杆悬吊作用计算) (1)锚杆长度L的确定: L=l1+l2+l3
式中:l1—锚杆外露长度,考虑配合铁托板支护,l1取30mm,
l2—l2≥有范围易调查确定的易碎直接顶厚度,我矿顶板围岩属于Ⅱ、Ⅲ类较稳定或中等稳定围岩,l2取值范围为400~1500mm。
L3—深入稳定岩层长度,按锚固粘结力(πdτcl3)等于杆体屈服或拉断承载力(l3=
d?4?tc?4d?2t)而得的公式估算:
?500mm=
20?5004?5
式中:d—锚杆直径,20mm;
σt—杆体材料的设计抗拉强度,υ20螺纹钢锚杆设计抗拉强度为
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500Mpa。
τc—锚杆与树脂的粘结强度,螺纹钢取5.0 Mpa。
所以锚杆长度确定为L= l1+l2+l3=30+(400~1500)+500=930~2030mm,取最大值确定锚杆长度为2200mm。
(2)按锚杆杆体承载力与锚固力等强度原则确定锚杆直径d
锚杆锚固力Q等于锚杆杆体承载力P,P=
d?1.13Q?4d?2t,由P=Q得:
?t式中:Q—按我矿现场锚固力拉拔试验数据取6t=58800N;
σt—锚杆杆体材料的设计抗拉强度,按普通低碳钢抗拉强度取值420 Mpa。
d?1.13Q?1.1358800420?106??0.014m=14.0mm
t所以锚杆直径选择为20mm大于14.0mm可满足支护需要。 (3)、按悬吊理论计算锚杆整体参数
若用锚杆把不稳定的软弱岩层悬吊在坚固岩体上,锚杆参数可按悬吊理论计算
锚杆间距根据锚杆的锚固力应等于或大于被悬吊软弱岩层重量的原则确定,即
Q≥KHD22γ 则: D≤
QK?H??
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式中:Q—锚固力,吨。现场拉拨试验5~10吨,取8吨 γ—软弱岩层平均容重,t/m3,查表取2.5 K—安全系数,取K=2 H—冒落高度,取H=1.1 则: D≤
QK?H?? D≤
82?1.1?2.5 D≤1.09m。
从计算结果可知,当软弱岩顶板厚度在0.5~1.04m时,可采用2.2m锚杆支护,取锚杆排间距为1.0m31.0m。
通过验算,5220-4 、2220-4 巷及联巷选择υ20左旋螺纹钢锚杆可满足支护需要,选择锚杆排间距小于等于1.0m31.0m可满足正常条件下顶板支护的需要。
(4)锚索参数设计
考虑到12#层402盘区地质条件复杂,为提高顶板支护安全系数,采用锚索深层次悬吊加固浅层组合拱以进一步提高顶板支护的安全系数。采用锚索υ15.24mm。
①锚索长度的确定
为了加强锚固体的强度,减少煤岩顶板冒落,采用预应力锚索作加强支护,采用低松弛、高强度钢绞线,υ15.24mm钢绞线的最低破断载荷240.2KN,应用悬吊理论进行参数计算:
锚索长度:L= l1+l2+l3 L-锚索长度;
l1-锚索外露长度,取0.30m;
l2-巷道顶板潜在破坏范围,取L2=2.0m; l3-锚索伸入老顶长度,按l3=
d?4?tc计算
式中 d—锚索直径为15.24㎜
σt—锚索钢绞线的抗拉强度,240.2KN的破断载荷作用在υ15.24㎜的钢绞线上相当于强度1317Mpa 所以σt取1317Mpa τc—钢绞线与树脂粘结强度,取10Mpa 代入数据得L3=0.5m
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计算得:L=0.3+2.0+0.5=2.8m
根据近年来锚索使用的效果分析,选择锚索长度6.0m能锚固在稳定岩层中1.25m以上,可以有效控制顶板。 锚索排间距及锚固力设计的确定 按悬吊理论验算锚索间距:
为防止巷道顶板岩层发生大面积整体跨落,采用υ15.2436000mm的钢绞线将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于稳定岩层中校核锚索间距,冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑。此时,靠锚索发挥悬吊作用,在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下,取垂直方向力的平衡,可用下式计算锚索间距。
L=nF2/[BHγ-(2F1sinθ)/L1]
式中 L—锚索排间距,m;
B—巷道最大冒落宽度,取4.5m;
H—巷道冒落高度,按最严重冒落高度取2.5m; γ—岩体容重,25kN/m3; L1—锚杆排、间距,1m; F1—锚杆锚固力,80kN;
F2—锚索极限承载力,取240kN;
θ—锚杆与巷道顶板的夹角,按最小角度取,75°; n—锚索排数,取2。
L=23240/[4.532.5325-(23803sin75)/1]=3.80m 根据以上确定2排锚索,间距应不大于3.80m。
5220-4 、2220-4 巷巷及联巷确定为两排锚索(υ15.24㎜36000),排间距为200033000㎜;在施工过程中锚索预紧力必须达到80~100KN。 (5)两顺槽巷帮体支护
两帮采用玻璃钢锚杆加高分子塑料托盘护帮,玻璃钢锚杆的规格为Ф1632000mm,托盘直径3厚为150310mm,锚杆为每排两根,间距为1000mm,排距为1200mm;同时采用高分子塑料网护帮,用托板固定,网的规格为(8﹟)1500310000mm,横纵向搭茬不小于200mm,搭茬部分要用14﹟双股绑丝绑好,绑线间隔
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