巷道超前支护方式的支护强度加上原巷道支护形式在回采期间对巷道的残余强度必须大于巷道回采期间围岩对巷道的顶压 , 确保巷道顶板的稳定。

单位内顶板岩层重力为：

G1=K×B×H×r×1

式中: G1———单位长度内顶板岩层重力 , kN;

B ———单位长度内需支护的顶板宽度，m;

H ———垮落顶板厚度 ,取6m ；

r ———自然视密度KN/m3 ;

K ———动压系数 ,取 2;

——岩石的内摩擦角，度；

根据泰沙基理论，顺槽开挖后，产生2个滑动面，滑动面与顺槽帮壁的夹角为45°- /2=21.5°。B=2×（2.3+3.9×tan21.5°）=7.67m。

即G1=K×B×H×r×1=2×7.67×8.3×25×1=3183.05KN

36U型棚的承载能力550 kN ,棚距500mm。综合36U型棚布置方式及受采动影响后架棚支护的残余支护有效系数取 0.6 , 则棚体对顶板的有效支护约为 660kN , 则巷道超前支护的有效支护为:

P =G1- 660 = 2523.05kN

巷道超前支护的有效支护由同一断面的4根单体进行支撑，则一根单体需支撑的岩石重力为G0 = G /4=630.76KN。

一根单体的初撑力为P= G0 /S

S ———单体油缸的内径断面积 ,m2 ；

即：P=630.76/（3.14×0.05×0.05） =80.352MPa；

锚杆的锚固力为 100 kN ,顶板布置有8根顶锚杆。综合锚杆布置方式及受采动影响后全锚支护的残余支护有效系数取 0.6 , 则锚杆对顶板的有效支护约为 480 kN , 则巷道超前支护的有效支护为: P = Pn ×1.2 - 480 = 156.84kN

式中: 巷道悬顶系数为 1.2。

巷道超前支护的有效支护由同一断面的4根单体进行支撑，一根单体的支护强度P1 = P /(n×S)

P ———单位长度的巷道超前有效支护, kN;

n ———同一断面的单体根数，根;

S ———单体的支撑断面 ,m2 ；即：P1= P /(n×S)=156.84/（4×3.14×0.05×0.05） = 156.84kN

巷道超前支护强度的确定

巷道超前支护方式的支护强度加上原巷道支护形式在回采期间对巷道的残余强度必须大于巷道回采期间围岩对巷道的顶压，确保巷道顶板的稳定。在老顶给定变形工作状态下，巷内基本支架应当控制住顶煤及直接顶，并与老顶贴紧，因此，支护强度至少应当平衡顶煤及直接顶岩重，即：

P t≥P n=(M y×R y×M m×R m)×L×W×k×g

式中：P t——巷内原支护及超前支护对顶板的支护强度，KN；

P n——单位架距所需支护的顶板强度，KN；

M y——直接顶厚度风巷取12m；

R y——直接顶视密度，取1650kg／m3；

M m——顶煤层厚度，取最大厚度4m；

R m——煤层视密度，kg／m3；

L——单位棚距支护长度，m；

W——单位棚距支护宽度，m；

K——动压系数，风巷取2；

g——重力加速度，取10 m／s2。

对于巷道支护：P t≥P n=(12×1650)×1×3.5×2×10=1386 kN

高强度螺纹锚杆的锚固力为100 kN，风巷顶板布置有6根顶锚杆。综合锚杆布置方式及受采动影响后全锚支护的残余支护有效系数取0.6，则锚杆对顶板的有效支护约为360 kN，则巷道超前支护的有效支护为：P= P n×1.2-360=1303.2 kN；式中：巷道悬顶系数为1.2。

巷道超前支护的有效支护由同一断面的4根单体进行支撑，则

一根单体的支护强度P1 = P /(n×S)

P ——单位长度的巷道超前有效支护, MPa;

n ——同一断面的单体根数，根;

S ——单体的支撑断面 ,m2 ；

即：P1= P /(n×S)= 1303.2/（4×3.14×0.05×0.05）=41.5MPa下载本文