高应力区煤体内大型硐室锚网索预应力耦合支护+U型棚联合支护技术
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2020-06-18
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高应力区煤体内大型硐室锚网索预应力耦合
支护 +
U 型棚联合支护技术
河南鹤壁煤电公司九
矿 杨西宁 张进才 孙文建 姚道海 赵永红
摘 要 大型硐室布置在煤柱高应力带内，采用锚、网、索预应力耦合 +U36 型棚联合支护技术，较好地
解决了高应力带内大型硐室的支护。
关键词 大型硐室 穿遇煤层 软岩 采用锚 网、索预应力耦合 +U36 型棚联合支护
中图分类号：TD354 文献标识码：B 文章编号：1009- 0797（2010）01- 0024- 02
鹤壁煤电公司九矿在改扩建工程 - 420 胶带上山上段与
一皮带交叉处，原设计机头硐室与交叉点在一起，最大断面跨
度达 14m，由于硐室在采区边界煤柱煤体内，受周边采空区应
力的影响，原施工的 - 420 胶带上山已严重收缩，设计净宽
4200!净高 3600mm 的锚网喷砼 +U 型棚联合支护巷道，已收
缩变形为净宽 3100"净高 2800mm，一般的支护已无法承载如
此大的应力。
一皮带坡度为 80，原巷道支护为梯形工字钢棚 2400#
2400，受压变形严重，仅剩净宽 1800mm$净高 1300mm。最近
扩刷套架 U29 型棚为净宽 3600mm%净高 2800mm,- 420 胶带
上山上段为 180，原支护为锚网喷砼 +U25 型棚联合支护，净
宽 4200mm&净高 3600mm,于 2005 年 11 月施工，经过两年的
静压力，现净宽 3100mm’净高 2800mm，准备扩修成净宽
4200mm(净高 3600mm。- 420 胶带上山与一皮带两巷夹角
27.50。
1 机头硐室修改设计方案
（1）
原设计驱动硐室与交叉点在一起，最大断面跨度达
14m；修改设计时驱动硐室与交叉点分开，驱动硐室移到交叉
点牛鼻子下 15000mm 处，交叉点最大断面 7900mm。
（2）原设计支护为砌砼，修改设计支护为锚、网、索预应力
耦合支护 +U 型棚支护，硐室支护全部改为锚网喷砼预应力藕
和支护 + 锚索 + 钢带 +U36 型棚，初喷 100mm 厚，锚杆
)22*L=2500mm，排间距 700mm+700mm，每 3 根锚杆共用
一条钢带，锚索 ,18.9 mm，L=8000 mm，间排距 1500mm-
1500mm,拱顶和肩窝选用 30/140.20/140 型高凸梯形托盘，
与 GDT30/14002012000 型高凸梯形钢带，金属网 26mm 钢
筋焊接，网片 14703910mm，搭接 70mm。U36 型棚棚距 600，
每隔 400mm 背一块背木，背木规格为 100mm4100mm5
760mm，最后喷砼厚 100mm 与 U36 型棚后棱喷平。
（3）U 型棚。属于既有一定的可缩型又有一定的钢性支护，
配合锚网喷 + 锚索支护 + 钢带 +U 型棚联合支护，可有效地实
现支护目的，如在棚后充填可缩性充填料更能增加其可缩型，
最后复喷一层混凝土可封闭围岩、U 型棚、充填料，减少其锈
蚀、腐朽速度，增强支护效果。
（4）托盘及钢带。拱顶和肩窝锚杆选用 30/1406207140
型高凸梯型托盘，与 GDT30/14082092000 型高凸梯型钢带
配套使用，每相邻三根锚杆共用一根钢带；其余锚杆采用碟形
铁托盘，规格为 120（长）:120（宽）;8（厚）mm。锚索托盘选用
30/140<20=400 型高凸梯型托盘，与 GDT30/140>20?2000
（3000）型高凸梯型钢带配套使用，每相邻两根或三根锚索共
用一根钢带。每排两根或四根锚索时，相邻两根锚索共用一根
钢带（长 2000mm）；每排三根锚索时，三根锚索共用一根钢带
（长 3000mm）。钢带相当于架设了小型 U 型棚，可使锚杆与锚
杆、锚杆与围岩、锚索与围岩形成一个支护耦合体。
（5） 金属网。采用 @6 mm 钢筋焊接而成，网片尺寸为
1470mmA910mm，网格尺寸 70mmB 70mm，搭接长度 70mm，
网与网之间采用钩扣连接。金属网可使锚杆支护由点支护改
为面支护。
（6）喷射混凝土。巷道开挖至设计毛断面后，及时初喷混
凝土以封闭围岩，防止周边煤体掉落；初喷厚度 100mm。喷射
混凝土强度等级 C20。
2 施工方面
（1）
首先搞好光面爆破，周边预留 300mmC500mm，用风
镐扩刷，如果不行，就先进行初喷浆，必要时拱基线以上进行
初锚网，按 300mmD700mm 的间排距向上斜打 E32mm 管缝
式锚杆，铺一层 F4mm 点焊金属网。
（2）钢带 + 高强锚杆的施工滞后掘进头 3mG5m，距离过
大，围岩较软时有可能已产生变形。
（3）锚索的施工滞后掘进头 10mm，距离过大，围岩较软时
也有可能已产生变形。
（4）最后复喷以盖严网，表面平滑为准。
3
经验与教训
一般采用此种支护地段
围岩较软，变形速率较大，各种支
护滞后距离不能太大，如果发生了变形再支护就失去了耦合
支护的意义，一定要按设计顺序、滞后距离施工。
4
巷道变形破坏的形式：
（1）
一侧来压时，一般表现为正顶被压酥，受压应力破坏，
水沟、台阶被挤移位、缩小，两帮变形不明显。
（2）正顶来压时，一般表现为两帮、肩部被剪应力破坏，开
裂、柱腿屈服变形、底板凸起。
（3）静压力大于巷道围岩强度时，巷道开掘后随着时间的
推移逐渐变形、掉块、局部开裂，有时变形释放压力后会长期
保持不再变形。
（4）动压力影响时，随着时间的推移，伴随着移近量急剧
增加，巷道极有可能产生大面积冒落。
5
巷道破坏原因
（1）
巷道破坏原因大多是多种因素综合作用的结果，有巷
煤矿现代化
2010 年第 1 期
总第 94 期
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DOI:10.13606/j.cnki.37-1205/td.2010.01.009
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