井下支护设计.docx
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井下支护设计
山西煤炭运销集团和盛煤业有限公司
矿井兼并重组整合项目
井下工程支护设计
煤炭工业济南设计研究院有限公司
2010年12月
山西煤炭运销集团和盛煤业有限公司
矿井兼并重组整合项目
井下工程支护设计
工程代号:
S1039.20
设计规模:
0.60Mt/a
总经理:
戴良发
总工程师:
付小敏
项目负责人:
王辉
李远
煤炭工业济南设计研究院有限公司
2010年12月
人员名单
专业
姓名
职务
职称
设计
工程师
检查
审查
所负责人
山西煤炭运销集团和盛煤业有限公司
井下工程支护方案
一、参照标准
1、《煤矿安全规程》(2010年版);
2、《煤矿巷道断面及交岔点设计规范》(GB50419-2007);
3、其他相关规程、规范。
二、煤层顶底板岩石工程地质特征
2号煤层顶板:
多为粉砂岩,岩性灰黑色,性脆,胶结较好。
单项抗压强度36.7~51.4MPa;单项抗拉强度1.08~2.4MPa,平均1.34~1.98MPa;抗剪强度2.69~7.91MPa,平均3.85~6.15MPa。
2号煤层底板:
多为泥岩。
岩性灰黑色,块状,性脆。
单项抗压强度13.2~58.1MPa,平均36.7~51.4MPa;单项抗拉强度1.08~2.44MPa,平均1.34~1.98MPa;抗剪强度2.69~7.91MPa,平均3.85~6.15MPa。
遇水易泥化,在一定条件下(顶面来压)易发生底鼓现象。
9+10号煤层顶板:
为K2石灰岩、岩性深灰色~灰色,中厚层状,质坚硬,性脆,含燧石结核。
单项抗压强度48.2~71.0MPa,平均62.5MPa;单项抗拉强度3.57~4.99MPa,平均3.93~4.24MPa;抗剪强度5.44~10.28MPa,平均7.09~8.30MPa。
局部伪顶为泥质灰岩、单项抗压强度49.9~59.1MPa,平均54.7MPa;单项抗拉强度1.18~1.27MPa,平均1.22MPa;抗剪强度3.83~10.49MPa,平均6.99MPa。
9+10号煤层底板:
多为泥岩、岩性灰黑色,致密,性脆。
单项抗压强度16.4~68.0MPa,平均23.3~42.2MPa;单项抗拉强度0.92~1.60MPa,平均1.09~1.27MPa;抗剪强度1.72~5.44MPa,平均2.45~4.02MPa。
遇水易软化,易发生底鼓现象(顶面来压时)。
三、巷道支护选择
根据本矿巷道围岩状况,借鉴邻近矿井巷道支护经验,初步确定集中轨道大巷、集中胶带大巷及集中回风大巷采用直墙半圆拱断面,锚网喷支护形式;胶带顺槽、轨道顺槽及辅助顺槽采用矩形断面,除工作面顺槽超前压力范围用单体液压支柱加强支护外,其余均采用锚网支护;主要硐室采用锚网喷、砼(或钢筋砼)碹复合支护,如遇到围岩破碎时可增加锚索或架设U型钢棚加强支护。
在施工和生产过程中,根据围岩实际揭露情况可对以上支护方式及支护参数进行适当调整。
四、支护材料及强度要求
结合现场施工的实际情况,并参照相关规范标准,对支护材料规格和支护强度标准统一要求,锚杆均采用
级螺纹钢,规格分为Φ20mm和Φ22mm两种;锚索规格Φ17.8mm,长度6200mm;树脂药卷分超快速和快速两种类型,规格分别为2350、2370、2850和2870四种。
1、Φ20mm螺纹钢锚杆设计锚固力不小于120kN,顶锚杆预紧力矩不得低于120N.m,帮锚杆不得低于60N.m;
2、Φ22mm螺纹钢锚杆设计锚固力不小于150kN,顶锚杆预紧力矩不得低于120N.m,帮锚杆不得低于60N.m;
3、Φ17.8mm锚索设计锚固力不小于200kN,预紧力不小于100kN;
4、金属网采用Φ6mm钢筋焊接,规格1950×1050mm,网格150×150mm。
五、支护参数及说明
1、支护参数详见表1。
2、锚杆的布置要求:
每个巷道断面内的三根锚杆必须布置,即断面顶部正上方垂直布置一根、巷道掘进断面底板起200mm高度处以向下倾斜不小于30°方向各布置一根。
断面内其他锚杆按照设计间排距均匀布置。
3、表1中支护参数针对
~
类围岩(岩石普氏系数f=3~7)的巷道。
对于围岩破碎、裂隙发育、有淋水的巷道将锚索改为注浆锚索。
4、对于巷道处在特殊地段,即岩石破碎带、软岩、构造发育、应力集中的支护参数在表1的基础上进行调整,以确保安全。
5、砌碹巷道的初期支护参数,参考表1执行。
主要巷道支护参数及断面见图1~图7。
表1井下巷道支护参数
项目
断面分类
B≤3500mm
3500
5000
交岔点大断面
锚杆
直径
Φ20
Φ20
Φ22
Φ22
长度
L=1900
L=2300
L=2300
L=2300
间距
800
800
800
700
排距
800
800
800
700
药卷
型
号
顶
2350
2370
2370
2370
帮
2850
2870
2870
2870
根
数
2
2
3
3
每孔必须使用一根超快速锚固剂
锚索
根数
2
3
拱部全布置
间距
2400
2000
2000
排距
2400
2400
2400
药卷
型号
K2370
K2370
K2370
根数
3
3
3
喷砼
厚度
100
120
150
150
强度
C20
图1集中轨道大巷断面图
图2集中胶带大巷断面图
图3集中回风大巷断面图
图4辅助顺槽断面图
图5轨道顺槽断面图
图6胶带顺槽断面图
图7开切眼断面图
六、问题及建议
1、本次设计是根据矿井整合地质报告提供围岩情况确定的支护参数,现场可根据实际揭露围岩情况,适当调整参数,确保安全。
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