预应力锚索梁绞顶技术在新桥煤矿里切眼支护中的应用下载

weixin_39821260 2020-10-02 08:01:07

针对新桥煤矿2304综采工作面开切眼受地质构造影响局部地段巷道高度过高的情况,研究设计了预应力锚索梁绞顶技术。矿压监测结果表明,预应力锚索梁绞顶施工后,顶板位移量逐渐趋于平缓。该技术不但起到了主动加固顶板的作用,而且还提前降低了切眼巷道高度,为综采工作面安装提供了便利条件。
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针对新桥煤矿2304综采工作面开切眼受地质构造影响局部地段巷道高度过高的情况,研究设计了预应力锚索梁绞顶技术。矿压监测结果表明,预应力锚索梁绞顶施工后,顶板位移量逐渐趋于平缓。该技术不但起到了主动加固顶板的作用,而且还提前降低了切眼巷道高度,为综采工作面安装提供了便利条件。

在分析高强预应力支护体系支护结构与原理的基础上,结合王村煤矿大跨度综采开切眼的具体条件,确定高强预应力支护体系的支护形式与参数。在井下的实验表明:预应力锚杆、锚索梁联合支护能够有效控制大断面煤层巷道围岩变形,巷道支护效果良好,保证巷道安全,具有显著的经济效益。

通过五家沟煤矿5203综放面开切眼顶板岩性分析,结合桁架锚索闭锁型支护结构的力学计算求解,研究顶板岩层中性轴位移规律及桁架锚索与单体锚索支护结构的区别。数值模拟确定5203特大断面开切眼桁架锚索支护关键参数,结合五家沟现场地质生产条件设计桁架锚索与单体锚索平行布置联合支护方案。研究及试验结果表明:①桁架锚索支护巷道,顶板岩梁中性轴位置整体下移,使顶板更大范围煤岩体处于三向压缩应力状态,改善了顶板岩梁力学特性,提高了顶板岩梁承载能力,支护结构更为合理;②单体锚索不能提供水平支护力,单独布置时支护范围有限,但适用于局部区域的加强支护;③桁架锚索与单体锚索平行布置可充分发挥两种支护结构自身的优点,总体支护结构更合理。

福城煤矿1302南切眼跨度大,顶板厚层泥岩破碎范围大、破坏严重,采用普通锚网支护技术巷道维护困难。基于此,论文研究了不稳定厚层泥岩顶板条件下大跨度切眼围岩内外承载结构控制原理,提出了高强锚杆(索)、高锚固点(大锚固范围)及高承载结构的"三高"支护技术,确定了以高强度长锚杆、加厚"W"钢带、钢筋网、高预应力长锚索梁及单体支柱的联合支护形式,实现了巷道围岩的稳定控制。

为了研究大断面煤巷在桁架锚索作用下锚固区的受力情况,建立力学模型分析了预应力衰减对锚固区中性轴位置的影响,得出桁架锚索支护条件下顶板岩梁内中性轴的分布规律;同时,采用FLAC数值模拟软件对新元煤矿西三中间巷三种不同支护效果进行计算,得出桁架锚索支护具有明显优越性。结果表明,水平预应力F随着桁架锚索与锚索水平弯曲点距离x的增大而逐渐衰减。同时,与普通锚杆索支护相比,预应力桁架锚索联合支护的中性轴下移,引起拉应力区的范围减小,煤巷顶板下沉量和两帮移近量也相应的减小8%。

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