顶板离层仪观测周期的安全技术措施.docx

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顶板离层仪观测周期的安全技术措施

采煤备用工作面顶板离层仪观测周期

安全技术措施

审批记录

措施名称

采煤备用工作面顶板离层仪观测周期

安全技术措施

色连一矿

总工程师

2018年月日

生产矿长

2018年月日

安全矿长

2018年月日

机电矿长

2018年月日

通风矿长

2018年月日

采掘副总

2018年月日

掘进副总

2018年月日

机电副总

2018年月日

地测副总

2018年月日

调度室

2018年月日

生产科

2018年月日

安通科

2018年月日

机电科

2018年月日

会审意见

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掘进顺槽工作面支护变更补充

安全技术措施

根据同鄂公司要求，对色连一矿掘进顺槽工作面顶板支护进行变更、探水硐室及倒车硐室顶板支护统一要求，为保证变更后掘进施工安全，特制定该安全技术措施，待审批、贯彻后执行。

1、目前工程施工情况：

1、自本措施审批之日起，掘进顺槽工作面剩余工程量按照变更后支护进行施工。

2、巷道断面尺寸、方位角、坡度、砼底板、喷浆按原设计进行施工。

2、变更前永久支护参数：

（一）8100运输顺槽（2100巷）

1、顶部支护选用左旋无纵筋螺纹钢锚杆（Φ20×2400㎜）矩形布置，每排6根，间排距为1000×1000㎜，每根锚杆配K2335及Z2360树脂药卷各1卷，托盘为150×150×10㎜拱形预应力托盘。

2、顶部钢带眼距为1.0m，规格为5300×275×2.75mm,顶网选用Φ5.0钢筋网片，网孔为100×100mm，搭接不少于100mm，用双股14#铅丝每隔200mm绑扎一道，呈双边三花布置。

3、锚索选用Φ17.8×7300mm预应力钢绞线，布置在钢带间，间排距为1500×3000mm，每排3根，锚索托盘300×300×16mm预应力托盘，每根配K2335树脂药卷1卷和Z2360树脂药卷2卷。

（二）8100辅运顺槽（5100巷）

1、顶部支护选用左旋无纵筋螺纹钢锚杆（Φ20×2400㎜）矩形布置，每排6根，间排距为950×1000㎜，每根锚杆配K2335及Z2360树脂药卷各1卷，托盘为150×150×10㎜拱形预应力托盘。

2、顶部钢带眼距为0.95m，规格为5100×275×2.75mm,顶网选用Φ5.0钢筋网片，网孔为100×100mm，搭接不少于100mm，用双股14#铅丝每隔200mm绑扎一道，呈双边三花布置。

3、锚索选用Φ17.8×7300mm预应力钢绞线，布置在钢带间，间排距为1500×3000mm，每排3根，锚索托盘300×300×16mm预应力托盘，每根配K2335树脂药卷1卷和Z2360树脂药卷2卷。

（三）8108运输顺槽（2108巷）

1、顶部支护选用左旋无纵筋螺纹钢锚杆（Φ20×2400㎜）矩形布置，每排6根，间排距为1000×1000㎜，每根锚杆配K2335及Z2360树脂药卷各1卷，托盘为150×150×10㎜拱形预应力托盘。

2、顶部钢带眼距为1.0m，规格为5300×275×2.75mm,顶网选用Φ5.0钢筋网片，网孔为100×100mm，搭接不少于100mm，用双股14#铅丝每隔200mm绑扎一道，呈双边三花布置。

3、锚索选用Φ17.8×7300mm预应力钢绞线，布置在钢带间，间排距为1500×3000mm，每排3根，锚索托盘300×300×16mm预应力托盘，每根配K2335树脂药卷1卷和Z2360树脂药卷2卷。

（四）8108辅运顺槽（5108巷）

1、顶部支护选用左旋无纵筋螺纹钢锚杆（Φ20×2400㎜）矩形布置，每排6根，间排距为950×1000㎜，每根锚杆配K2335及Z2360树脂药卷各1卷，托盘为150×150×10㎜拱形预应力托盘。

2、顶部钢带眼距为0.95m，规格为5100×275×2.75mm,顶网选用Φ5.0钢筋网片，网孔为100×100mm，搭接不少于100mm，用双股14#铅丝每隔200mm绑扎一道，呈双边三花布置。

3、锚索选用Φ17.8×7300mm预应力钢绞线，布置在钢带间，间排距为1500×3000mm，每排3根，锚索托盘300×300×16mm预应力托盘，每根配K2335树脂药卷1卷和Z2360树脂药卷2卷。

3、变更后永久支护参数：

（一）8100运输顺槽（2100巷）

1、取消钢带间锚索支护。

2、用锚索替代部分锚杆，间距仍为1.0m具体为沿巷道前进方向，第一根钢带自左向右为：

锚杆、锚索、锚杆、锚索、锚索、锚杆；第二根钢带上均为锚杆。

3、以每两根钢带为一组，循环反复。

4、锚索规格为Φ17.8×7300mm，托盘规格为300×300×16mm，锚杆规格不变。

5、帮部支护不变。

（二）8100辅运顺槽（5100巷）

1、取消钢带间锚索支护。

2、用锚索替代部分锚杆，间距仍为0.95m具体为沿巷道前进方向，第一根钢带自左向右为：

锚杆、锚索、锚索、锚杆、锚索、锚杆；第二根钢带自左向右为：

锚杆、锚杆、锚杆、锚索、锚杆、锚杆。

3、以每两根钢带为一组，循环反复。

4、锚索规格为Φ17.8×7300mm，托盘规格为300×300×16mm，锚杆规格不变。

5、帮部支护不变。

（三）8108运输顺槽（2108巷）

1、取消钢带间锚索支护。

2、用锚索替代部分锚杆，间距仍为1.0m具体为沿巷道前进方向，第一根钢带自左向右为：

锚杆、锚索、锚索、锚杆、锚索、锚杆；第二根钢带上均为锚杆。

3、以每两根钢带为一组，循环反复。

4、锚索规格为Φ17.8×7300mm，托盘规格为300×300×16mm，锚杆规格不变。

5、帮部支护不变。

（四）8108辅运顺槽（5108巷）

1、取消钢带间锚索支护。

2、用锚索替代部分锚杆，间距仍为0.95m具体为沿巷道前进方向，第一根钢带自左向右为：

锚杆、锚索、锚杆、锚索、锚索、锚杆；第二根钢带上均为锚杆。

3、以每两根钢带为一组，循环反复。

4、锚索规格为Φ17.8×7300mm，托盘规格为300×300×16mm，锚杆规格不变。

5、帮部支护不变。

4、探放水硐室：

1、大探放水硐室规格为长4m*深3*设计巷高，探放水边缘与巷道掘进放心平行，硐室深度与巷道方向垂直，硐室斜边为5m。

2、小探放水硐室规格为长3m*深3m*设计巷高，探放水边缘与巷道掘进放心平行，硐室深度与巷道方向垂直。

3、沿硐室开口方向布置锚杆锚索，间排距间附图，锚杆为Φ20×2400㎜右旋等强螺纹钢锚杆，托盘为150×150×10㎜拱形预应力托盘；锚索锚索规格为Φ17.8×7300mm，托盘300×300×16mm。

5、倒车硐室

1、硐室规格为5m×6m×巷高（长×深×设计巷高），硐室两边各抹角3m，开口总长度为11m。

2、沿硐室开口方向布置锚杆及锚索，间排距见图，锚杆规格为Φ20×2400mm，托盘150×150×10mm。

锚索规格为Φ17.8×7300mm，托盘300×300×16mm。

3、其他支护按照作业规程规定执行。

6、采用计算法校核支护参数

（一）悬吊理论

1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：

L≥L1+L2+L3

式中：

L——锚杆总长，m；

L1——锚杆外露长（铁丝网片厚度+托板厚度+螺母厚度+0.03～0.05m，取0.08m）。

L2——有效长度（顶锚杆取免压拱高b，帮锚杆取煤帮破碎深度c），m；

L3——锚入岩层内深度（取300mm）。

普氏免压拱高（L2）：

L2=b=［B／2+Hcot（45°+ω帮／2）］／f顶

式中：

B、H——巷道掘进跨度和高度，B=5.6m，H=3.85m；

f顶——顶板岩石普氏系数，f顶取2；

ω帮——两帮围岩的内摩擦角，ω帮为arctanf顶，取63°。

L2=b=［5600／2+3850cot（45°+63／2）］／2=1862mm

L2=c=3850tan（45°－63／2）=924mm

依据上述公式计算得出：

顶锚杆长L顶≥80+1862+300=2242mm；

帮锚杆长L帮≥80+924+300=1304mm。

顶板及帮部选择锚杆长2400mm符合设计要求。

2、杆直径：

d=1.13

=1.13

=14mm

取d=20mm能满足要求。

σt—杆体抗拉强度，MPa试验得σt=520MPa

Q—锚杆的锚固力，80kN。

3、按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的间排距：

每根锚杆悬吊岩体重量G=γL2a²，锚杆锚固力Q应能承担G的重量。

为安全起见，再考虑安全系数k，取k=2。

kG＜Q

a——锚杆排距，

Q——锚杆锚固力设计，Q=80KN

γ——岩石容重，γ=21KN/m³

L2——锚杆有效长度，L2=1.862m

K——安全系数，取1.5-1.8

a＜所选顶锚杆的锚固力Q≥80kN，计算得a＜1.06m。

因此，锚杆排距选取1.0m能满足计算结果。

4、确定锚索长度：

L=La+Lb+Lc+Ld

L——锚索总长度，m

La——锚索深入稳定层锚固长度，m

Lb——需要悬吊不稳定岩体（煤体）厚度，取4m

Lc——上托盘及索具厚度，取0.07m

Ld——需要外露的张拉长度，取0.3m

La≥Kd1fa/4fc

K——安全系数，取K=2

d1——锚索钢绞线直径，d1=17.8mm

fa——钢绞线抗拉强度，试验得fa=1860N/mm²

fc——锚索与锚固剂粘合强度，取10N/mm²

计算得出La≥1.655m，

L=1.655+4+0.07+0.3=6m

通过上述计算，选用L=7.3m的锚索满足设计要求。

5、悬吊理论校核锚索间距：

根据地质钻孔柱状分析，直接顶无坚硬岩层。

为加强支护，采用φ17.8mm、L=7300mm的钢绞线，将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于坚硬岩层中，校核锚索间排距，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，巷道两帮的顶底锚杆和锚索一起发挥悬吊作用，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排距。

L=nF2／［BHγ－（2F1sinθ）／L1］

式中：

L——锚索间距，m；

B——巷道最大冒落宽度，5.6m；

H——巷道冒落高度，按最严重冒落高度取2.5m；

γ——岩体容重，21kN／m3；

L1——锚杆排距，1000mm；

F1——锚杆锚固力，80kN；

F2——锚索极限承载力，取350kN；

θ——锚杆与巷道顶板的夹角，75°；

n——锚索排数，取3。

L=3.52m

通过上述计算，锚索间距L=3.52m，永久支护变更后锚索间排距所选锚索参数满足设计要求。

通过以上悬吊理论计算，可知，锚杆支护排距为1.0m、锚索排距为2.0m符合支护要求。

在掘进过程中，遇顶板破碎时，锚杆支护仍执行原设计排距0.8m、锚索排距1.6m。

现有帮部支护为钢筋梯子梁+锚杆+金属网，实际掘进过程中，若出现局部片帮，则钢筋梯子梁不能贴紧帮壁，在强度、杆径及长度不低于现有螺纹钢锚杆情况下，选取右旋等强螺纹钢锚杆更能适应现有帮部条件。

七、临时支护和永久支