1、 綜放回采巷道桁架錨帶網支護研究 1、問題的提出 兗州礦務局厚煤層綜放采煤法自1992年在興隆莊礦試驗勝利以來，由于高產高效、平安低耗和能適應煤厚變化等優點，顯示出強大的生命力，快速進展成該局主要的采煤方法。在進展過程中也消失了不少新問題，回采巷道支護問題就是其中之一。該局現普遍采納梯形礦工鋼棚支護，與綜放采煤法不相適應主要表現在如下幾個方面：（1）回采巷道超前替棚支護工作量大，占用時間長，直接影響了綜放面的快速推動和高產高效力量的進一步發揮；（2）不能主動加固圍巖和充分利用圍巖自承力量，因而掘進冒頂嚴峻，并導致頂煤自燃發火；（3）斷面收縮率大，不適應綜放采煤法對通風、運輸及設備搬運安裝等方面

2、的要求；（4）消耗鋼材多，支護成本高；（5）棚子及圍巖變形嚴峻，維護工作量大，占用人員多；（6）端頭維護工勞動強度大，超前替棚作業人身平安隱患大。針對上述問題，我們提出一種新型支護方式桁架錨帶網支護。2、桁架錨帶網支護作用原理桁架錨帶網支護的關鍵構件是桁架錨桿。桁架錨桿一般由兩根頂板斜錨桿和一根水平拉桿及托盤組成，如圖1所示。在斜錨桿和水平拉桿作用下，桁架錨桿支護系統對頂板中部產生壓縮和托頂作用，增大了頂板裂隙體中的壓應力和摩擦力，減小甚至抵消了頂板中部的可能產生的拉應力。兩根斜錨桿通過拉桿協調受力，且具有肯定的柔性，允許頂板適量下沉，在下沉過程中頂板裂隙體摩擦力增大，產生自鎖作用，從而能夠有

3、效地維護高應力區的破裂頂板。鋼帶及金屬網的作用在于增加單體錨桿間的聯系，防止錨桿間圍巖松脫冒頂。 3、綜放回采巷道桁架錨帶網支護討論 以興隆莊礦五采區綜放回采巷道為討論對象，運用數值模擬方法(FLAC軟件)模擬討論了如下內容。3.1圍巖穩定性與斷面高寬比數值模擬限于斷面積12m的矩形和梯形斷面。對高寬比分別為0.47、0.67、0.75、0.84、0.91、1.33和2.08等7種矩形斷面的模擬分析表明：合理的斷面高寬比為0.75。進一步模擬上寬3.4m、下寬4.2m、高2.8m、平均高寬比為0.75的梯形斷面表明：梯形斷面優于矩形斷面。3.2系統錨桿支護參數與圍巖穩定性有關文獻討論表明，對彈

4、模為5. 4GPa的軟巖試塊，系統錨桿合理的參數范圍為：L/e且e0.9-1.2m (L為錨桿長度，e為錨桿間距)。煤體的彈模一般小于5.4GPa，布置系統錨桿加固煤體可參考該范圍取值。為了詳細確定L、e及L/e值，模擬了表1所列的16種系統錨桿支護方案。結果表明：方案6即L=2. lm，e0. 7m, L/e=3. 0圍巖穩定性最好。 3.3頂板下沉量(u)與桁架錨桿傾角（）及拉桿預緊力（T）的關系 為討論頂板下沉量隨桁架錨桿傾角及拉桿預緊力的變化，模擬了桁架錨桿傾角分別為40、45、50、55、60、65和70時7種狀況及拉桿預緊力從0KN、10KN、20KN、30KN到90KN等8個方案

5、，結果表明：合理的桁架錨桿傾角1560，相宜的桁架拉桿預緊力T40-50KN。3.4圍巖收斂變形量與錨桿預應力F的關系為討論綜放回采巷道頂底移近量及兩幫移近量隨錨桿預應力F的變化，又模擬了錨桿預應力分別為0kN、10kN、30kN、50kN、70kN、90kN和110kN時7種狀況，結果如圖2所示。當錨桿預應力F60-70kN時，增加預應力對圍巖掌握效果作用顯著；反之，對圍巖掌握效果不明顯，故相宜的錨桿預應力為6070kN。 3.5桁架描帶網支護系統參數 依據數值模擬結果，設計出綜放回采巷道桁架錨帶網支護方案，如圖3所示。 桁架錨帶網支護系統參數如下： （1）頂板桁架錨桿支護參數：桁架錨桿：選用20、長2.35變形螺紋鋼，傾角55；錨固方式：樹脂藥卷加長錨固（采納K2335和Z2370各一支），拉桿：采納14圓鋼每架兩根，長2.5m；桁架托盤：采納ZG270500材料鑄造。（2）頂板鋼帶錨桿支護參數：鋼帶錨桿：選用2.0，長2.0m變形螺紋鋼，傾角分別為70、80、90，錨桿間距700mm，排距1.4m，錨固方式同桁架錨桿；鋼帶：采納BHW28033400W型鋼帶（橫向）和BHW2803850W型鋼帶（縱向）兩種；托盤：采納BHTB型鑄造托盤；金屬網：采納106080mm、網片為3600800mm的菱形鐵絲網。（3）兩幫支護參數：幫錨桿選