CN103075165A - 煤巷纵向梁复合式支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤巷纵向梁复合式支护方法。利用纵向梁(工字钢纵向梁或W型钢带纵向梁)将锚杆、锚索、横向钢带和钢筋网连接成整体，将锚杆、锚索的支护力合理地分配到纵向梁和横向钢带，再通过钢筋网均匀地分配到煤巷围岩的表面，提高煤巷整体稳定性。用工字钢纵向梁时，将两根工字钢通过数根钢条焊接在一起，两端焊接带4个螺栓孔的优质钢板；前后相邻的工字钢纵向梁通过端部钢板用高强度螺栓连接。用W型钢带纵向梁时，将前后相邻的两个W型钢带纵向梁端部的孔重合，用一根锚索连接，并锚固在煤巷围岩上。本发明通过改善围岩应力状态，减小煤巷变形量与极限平衡区，提高整体稳定性与支护效果，保证煤巷在服务期内的安全性。

Description

煤巷纵向梁复合式支护方法

技术领域

本发明涉及采用纵向梁的煤巷支护方法，尤其适用于高矿压、煤岩体破碎的煤巷支护。

背景技术

煤层面积占巷道断面4/5或4/5以上的巷道，称为煤巷。煤巷是回采工作面的主要通道，维护其在服务期内的整体稳定性及安全性具有重要意义。我国煤巷现场条件复杂多变，围岩物理力学参数普遍较低；同时，由于煤层开采深度不断增加，使巷道围岩应力日益增大且分布复杂，导致煤巷支护难度越来越大。

如图1所示，常规煤巷支护方法主要在巷道顶板与帮部，一排一排地打设多根锚杆、锚索进行支护，使得巷道锚杆、锚索支护力只能一排一排单独发挥作用，未能发挥整体支护效果。此外，煤巷围岩一般松散破碎，强度和弹性模量低，在较大矿压作用下，巷道冒顶、片帮等事故时有发生。

发明内容

本发明的目的是提出一种煤巷纵向梁复合式支护方法，该方法能提供一种整体复合式支护方式，提高煤巷支护强度，从而达到改善煤巷围岩受力状态，增加煤巷整体稳定性的效果。

本发明通过以下技术方案实现：

煤巷纵向梁复合式支护方法利用纵向梁(工字钢纵向梁或W型钢带纵向梁)将锚杆、锚索、横向钢带和钢筋网连接成整体，使得锚杆、锚索的支护力被合理地分配到纵向梁和横向钢带，进一步通过钢筋网均匀地分配到煤巷围岩的表面，提高煤巷的整体稳定性。首先，铺设φ6.5mm钢筋网；然后，用φ18～22mm，长度2.0～2.4m的左旋螺纹钢锚杆与横向钢带(W型钢带或钢筋钢带等)进行横向支护；最后，用纵向梁(工字钢纵向梁或W型钢带纵向梁)和φ21.6mm，长度6～10m的锚索进行纵向支护，形成整体支护结构，提高巷道稳定性。

利用工字钢纵向梁实现时，将两根工字钢通过数根厚度为10mm、宽度为20mm的钢条焊接在一起，两端焊接带4个螺栓孔的优质钢板。钢板厚度为16mm，高度为工字钢高度与两个钢条厚度之和。前后相邻的两个工字钢纵向梁通过端部的钢板用4个高强度螺栓进行连接。

利用W型钢带纵向梁实现时，采用厚度为3～5mm，宽度为280mm的W型钢带纵向梁。将前后相邻的两个W型钢带纵向梁端部的孔重合，用一根锚索连接，并锚固在煤巷围岩上。

由本发明的技术方案可见，纵向梁煤巷支护方法能形成一种整体复合式支护方式，将锚杆、锚索的支护力较均匀的施加到煤巷围岩表面，提供很强的整体支护力，从而提高煤巷整体稳定性，保证煤巷的安全性。

附图说明

图1为煤巷常规顶板支护示意图；

图2为煤巷单根纵向梁复合式支护示意图；

图3为煤巷两根纵向梁复合式支护示意图；

图4为单根工字钢纵向梁结构示意图；

图5为工字钢纵向梁连接处斜俯视图；

图6为工字钢纵向梁连接处斜仰视图；

图7为W型钢带纵向梁连接处斜俯视图；

图8为W型钢带纵向梁连接处斜仰视图。

图中：1-锚杆，2-横向钢带(W型钢带或钢筋钢带等)，3-锚索，4-铁丝网，5-纵向梁(工字钢纵向梁或W型钢带纵向梁)，6-钢筋网，7-钢条，8-工字钢，9-钢板，10-螺栓孔，11-螺栓，12-锚索托盘，13-W型钢带，14-W型钢带孔。

具体实施方式

本发明提出的煤巷纵向梁复合式支护方法较佳的具体实施方式如下：

煤巷开掘后，第一步进行横向支护，第二步进行纵向支护。

(1)进行横向支护。(参照图2、3)

钻锚杆孔后，在煤巷围岩铺设钢筋网6，用14#铁丝将钢筋网6与先前铺设的钢筋网相连接。安装横向钢带2，横向钢带2采用W型钢带或钢筋钢带等。然后安装锚杆1，对锚杆1施加预紧力，通过锚杆托盘将横向钢带2与钢筋网6贴紧煤巷围岩，从而提供横向支护力。

锚杆1为φ18～22mm，长度2.0～2.4m的左旋螺纹钢锚杆。每根锚杆用两卷锚固剂(一卷MSK2355树脂锚固剂与一卷MSCK2355树脂锚固剂，MSCK2355树脂锚固剂在孔底)。横向钢带2可选用厚度为3～5mm，宽度为280mm的W型钢带或φ14mm钢筋制作的钢筋钢带。钢筋网6选用φ6.5mm钢筋加工制作。

(2)进行纵向支护。

利用纵向梁将锚杆、锚索、横向钢带和钢筋网连接成整体。一条煤巷设一道或多道纵向梁，纵向梁有工字钢纵向梁和W型钢带纵向梁两种形式。

①工字钢纵向梁。(参照图2～6)

钻锚索孔后，安装工字钢纵向梁5，通过高强度螺栓11连接纵向梁端部的钢板9，从而将这根工字钢纵向梁5与相邻的工字钢纵向梁连接在一起。安设一根或数根锚索3，然后对锚索3施加预应力，使工字钢纵向梁5和横向钢带2紧密结合，从而提供纵向支护力，同时把锚杆1、横向钢带2、钢筋网6等连接成一个支护整体。

锚索3为φ21.6mm，长度6～10m。每根锚索用三卷锚固剂(两卷MSK2355树脂锚固剂与一卷MSCK2355树脂锚固剂，MSCK2355树脂锚固剂在孔底)。工字钢纵向梁由两根工字钢8通过数根厚度为10mm、宽度为20mm钢条7焊接在一起，两端焊接带四个螺栓孔10的优质钢板9。钢板9厚度为16mm，高度为工字钢高度与两个钢条厚度之和。

②W型钢带纵向梁。(参照图2、3、7、8)

钻锚索孔后，安装W型钢带纵向梁13，使W型钢带纵向梁13的端部孔14与前后相邻W型钢带纵向梁端部孔重合，用一根锚索3穿入此孔14，并锚固在煤巷围岩上。对锚索3施加预应力，使W型钢带纵向梁13和横向钢带2紧密结合，从而提供纵向支护力，同时把锚杆1、横向钢带2、钢筋网6等连接成一个支护整体。

锚索3为φ21.6mm，长度6～10m。每根锚索用三卷锚固剂(两卷MSK2355树脂锚固剂与一卷MSCK2355树脂锚固剂，MSCK2355树脂锚固剂在孔底)。W型钢带13的厚度为3～5mm，宽度为280mm。

本发明在煤巷项板支护与帮部支护中均具有适用性。煤巷纵向梁复合式支护方法通过与FLAC^3D软件相结合，针对具体的工程概况优化煤巷支护参数，如锚杆具体长度和间排距、锚索具体长度和间排距、横向钢带和纵向梁具体长度等，从而得出科学的煤巷支护方案，提高煤巷稳定性。

煤巷纵向梁复合式支护方法，能改善围岩应力状态，减小巷道变形量与极限平衡区，提高巷道整体稳定性，从而使煤巷支护效果得到大幅提高与改善，保证巷道在服务期内的安全性。

以上所述，仅为较佳的具体实施方式。本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种煤巷纵向梁复合式支护方法，其特征在于：利用纵向梁将锚杆、锚索、横向钢带和钢筋网连接成整体，将锚杆、锚索的支护力合理地分配到纵向梁和横向钢带，再通过钢筋网均匀地分配到煤巷围岩的表面，提高煤巷的整体稳定性；包括以下步骤：首先，铺设钢筋网，然后，用锚杆与横向钢带进行横向支护，最后，用纵向梁和锚索进行纵向支护，形成整体支护结构。

2.根据权利要求1所述的煤巷纵向梁复合式支护方法，其特征在于：钻锚杆孔后，在煤巷围岩铺设钢筋网，用铁丝将钢筋网与先前铺设的钢筋网相连接，安装横向钢带，横向钢带采用W型钢带或钢筋钢带等，然后安装锚杆，对锚杆施加预紧力，通过锚杆托盘将横向钢带与钢筋网贴紧煤巷围岩，从而提供横向支护力。

3.根据权利要求1所述的煤巷纵向梁复合式支护方法，其特征在于：一条煤巷设一道或多道纵向梁，纵向梁有工字钢纵向梁和W型钢带纵向梁两种形式。

4.根据权利要求1、3所述的煤巷纵向梁复合式支护方法，其特征在于：钻锚索孔后，安装工字钢纵向梁，通过高强度螺栓连接纵向梁端部的钢板，从而将这根工字钢纵向梁与相邻的工字钢纵向梁连接在一起，安设一根或数根锚索，然后对锚索施加预应力，使工字钢纵向梁和横向钢带紧密结合，从而提供纵向支护力，同时把锚杆、横向钢带、钢筋网等连接成一个支护整体；其中工字钢纵向梁由两根工字钢通过数根钢条焊接在一起，两端焊接带四个螺栓孔的优质钢板。

5.根据权利要求1、3所述的煤巷纵向梁复合式支护方法，其特征在于：钻锚索孔后，安装W型钢带纵向梁，使W型钢带纵向梁的端部孔与前后相邻W型钢带纵向梁端部孔重合，用一根锚索穿入此孔，并锚固在煤巷围岩上，对锚索施加预应力，使W型钢带纵向梁和横向钢带紧密结合，从而提供纵向支护力，同时把锚杆、横向钢带、钢筋网等连接成一个支护整体。

6.根据权利要求1、2、3、4、5所述的煤巷纵向梁复合式支护方法，其特征在于：支护材料必须选用以下参数：

锚杆：选用φ18～22mm，长度2.0～2.4m的左旋螺纹钢锚杆；

锚索：选用φ21.6mm，长度6～10m的锚索；

钢条：选用厚度为10mm、宽度为20mm的钢条；

钢板：选用厚度为16mm，高度为工字钢高度与两个钢条厚度之和的优质钢板；

W型钢带：选用厚度为3～5mm，宽度为280mm的W型钢带；

钢筋网：选用φ6.5mm钢筋加工制作的钢筋网；

钢筋钢带：选用φ14mm钢筋加工制作的钢筋钢带。

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