井下绞车房锚网索喷联合支护设计

摘

 要：本文针对大型绞车房的实际围岩条件，以大松动圈组合拱支护理论和锚网索喷耦合

支护理论为主要依据，设计了大型绞车房大松动圈组合拱锚网索喷耦合支护，通过一年的
硐室变形观测证明支护稳定性良好，为相似围岩条件下的大型巷道硐室支护设计提供了宝
贵经验。

 

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 http://www.xzbu.com/4/view-4409971.htm

　　关键词：井巷工程；大型绞车房；大松动圈；组合拱；锚网索喷；耦合支护

 

　　

1.工程概况 

　　济宁矿业集团有限公司霄云煤矿位于山东省济宁市金乡县境内，设计生产能力

90 万吨

/a，服务年限 40.9 年。霄云煤矿一采区上部车场绞车硐室设计安装滚筒直径为 3.0m 的大型
提升绞车，根据设备安装和使用需要，绞车硐室净尺寸为长

×宽×高=12×9×6m，绞车基础

净尺寸为长

×宽×深=5×3.7×3m，其净断面达 50m2。 

　　根据矿井开拓布局设计，绞车房布置在

-509m 水平 3 煤顶板灰色细砂岩中，岩石硬度

系数为

f=4～6，硐室围岩中等稳定，在硐室的右侧肩窝位置处有一条落差为 3m 的断层使

硐室右侧肩窝以下为

3 煤，煤厚 2m，煤的硬度系数为 f=2，煤层底板为灰黑色粉砂岩，其

硬度系数为

f=4～6，硐室整体地质条件为中等偏复杂。 

　　

2.支护参数的确定 

　　根据大松动圈组合拱支护机理可知，巷道断面最好的结构形式是拱形断面，结合现场
实际需要，我们选用了大拱小墙的直墙半圆拱形断面。经对多种支护形式比较后，发现锚网
喷支护具有较高的承载能力和很好的可缩性，并能进行全方位支护和及时封闭围岩，完全
满足大断面软岩支护的要求，因此针对绞车房大断面选择了锚网喷联合支护形式。

 

　　

2.1 支护参数的计算 

　　

2.1.1 锚杆参数的计算 

　　按组合拱理论计算锚杆有效长度

l 为 

　　式中，

b——组合拱厚度，取 b=1.3m； 

　　

α——锚杆对破裂岩石的控制角，一般取 43°，近似取 α=45°； 

　　

a——锚杆间、排距，取 a=0.8m。 

　　根据设计的有效长度，确定锚杆的全长应为

L=l+0.1=2.2m，采用 1.1 的系数，选用了

2.5m 长全螺纹钢筋锚杆。 
　　为获得全方位支护的组合拱结构体，锚杆应沿巷道全断面封闭布置。

 

　　

2.1.2 喷层厚度和钢筋网的确定 

　　在锚网喷支护中，锚杆是支护的主体构件，钢筋网和喷层只起局部支护作用，喷层能
及时封闭围岩，防止围岩风化潮解；喷层加设钢筋网是为了提高喷层的整体抗弯和抗大变
形能力，更有效地阻止锚杆间的岩块鼓出或掉落，出现大的不均匀变形，维护组合拱的厚
度。

 

　　根据软岩巷道地压大、锚喷变形大、围岩应力调整期长的特点，锚喷支护必须采用二次
支护的施工工艺。

 

　　一次支护具有可缩性，它可以收缩变形释放地压，在围岩应力调整期间，喷层产生裂
缝，局部开裂脱皮，钢筋弯曲变形，甚至局部露出围岩，都是允许的正常现象。二次支护是
在围岩应力稳定后进行的，喷层总厚度为

150mm，初喷 70mm，复喷 80mm。 

　　根据我矿其它较大断面硐室经验，钢筋网可选用由

ф6 圆钢点焊加工成的金属网片，其

方格为

100×100mm，每片钢筋网的规格为 2000×1000mm。 

　　

2.2 支护承载能力估算