专利名称：强帮强角煤巷锚杆支护方法
技术领域：
本发明涉及一种煤巷支护技术，尤其涉及一种强帮强角煤巷锚杆支护方法。
背景技术：
如图1所示，巷道穿过的岩层大多或全部是煤的巷道称为煤巷，采区周围的巷道 一般是煤巷。通常情况下，煤巷岩层复杂多变，经常受采动影响，且服务周期较短，安全系数 不能过高，故煤巷支护具有难度高，稳定性差，安全性低的特点。煤巷支护费用一般占巷道 掘进总费用的50%以上，煤巷支护速度是煤巷掘进速度最为重要的影响因素。如图2所示，现有煤巷支护，包括设于巷道顶板的多根顶锚杆及顶锚索1和设于巷 道侧壁的多根帮锚杆及帮锚索2，顶锚杆及顶锚索1 一般垂直于巷道顶板设置；帮锚杆及帮 锚索2 —般垂直于巷道侧壁设置。现有煤巷支护设计基本都以顶板为重点，存在片面加长、 加密、加强顶锚杆及顶锚索，巷道整体性差、变形量大，事故时有发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种能使得巷道围岩受力合理、提高巷道整体稳定性、减小 变形量、加快掘进速度的强帮强角煤巷锚杆支护方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的强帮强角煤巷锚杆支护方法，包括设于巷道顶板的多根顶锚杆及顶锚索 和设于巷道侧壁的多根帮锚杆及帮锚索，多根顶锚杆及顶锚索中，靠近巷道两侧的顶锚杆 及顶锚索分别向巷道的外侧倾斜15° -30° ；多根帮锚杆及帮锚索中，最上层帮锚杆及帮锚 索向上倾斜15° -30°，最下层帮锚杆及帮锚索向下倾斜15° -30°。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的强帮强角煤巷锚杆支护方 法，加强了煤巷帮部及角部支护，能使得巷道围岩受力合理、提高巷道整体稳定性、减小变 形量，可以加快煤巷掘进速度。
图1为煤巷开挖后，未支护时巷道变形示意图；图2为现有技术中支护形式及其巷道变形示意图；图3为本发明的强帮强角煤巷锚杆支护方法及其巷道变形示意图。
具体实施例方式本发明的强帮强角煤巷锚杆支护方法，其较佳的具体实施方式
如图3所示，包括 设于巷道顶板的多根顶锚杆及顶锚索和设于巷道侧壁的多根帮锚杆及帮锚索，所述的多根 顶锚杆及顶锚索中，靠近巷道两侧的顶锚杆及顶锚索3分别向巷道的外侧倾斜15° -30°。多根帮锚杆及帮锚索中，最上层帮锚杆及帮锚索4也可以向上倾斜15° -30°。多根帮锚杆及帮锚索中，最下层帮锚杆及帮锚索5也可以向下倾斜15° -30°。
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所述帮锚杆的长度1满足-J > //tan(45°- φ/2) + 0.4，式中H为巷帮的高度，单位为
米々为帮部煤体的内摩擦角。本发明中，最上层和最下层的帮锚杆(帮锚索)分别向上和向下倾15° -30°，两 侧顶锚杆(顶锚索)向巷道外侧倾15° -30°。其角度的具体大小应依据实际煤层与岩层 的参数及条件通过适当的岩石强度理论计算和数值模拟确定。通过上述措施，提高角部的 强度与刚度，以达到强角的目的。可以依据具体的岩层参数，设计合理的支护形式，通过加长帮锚杆(帮锚索)的长 度，或加大其直径，或增加其密度等措施，提高煤巷帮部的强度与刚度，以达到强帮的目的。 帮锚杆(锚索)的具体参数可以依据实际煤层参数及条件通过适当的理论计算和数值模拟 确定。通过上述措施，加强煤巷帮、角支护，确保煤巷整体稳定性的前提下，根据实际情 况，通过适当减少顶锚杆(顶锚索)的长度或直径或密度，合理降低顶板支护的强度，即提 高帮部结构体与顶板结构体的强度比值和刚度的比值，以增强巷道抵抗回采动载影响的能 力，保持巷道在动载作用下的稳定性。本发明可以与FLAC3D软件相结合，优化煤巷支护参数，提出科学合理的煤巷支护 方案，提高煤巷稳定性，同时降低支护成本，提高经济效益。本发明的强帮强角煤巷支护技术，使煤巷的支护效果得到了很大的提高与改善， 提高了巷道整体稳定性，减少了巷道变形量与塑性破坏区，保证了巷道安全性，降低了巷道 支护成本与维护难度，提高了巷道的掘进速度。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种强帮强角煤巷锚杆支护方法，包括设于巷道顶板的多根顶锚杆及顶锚索和设于巷道侧壁的多根帮锚杆及帮锚索，其特征在于，所述的多根顶锚杆及顶锚索中，靠近巷道两侧的顶锚杆及顶锚索分别向巷道的外侧倾斜15° 30°。
2.根据权利要求1所述的强帮强角煤巷锚杆支护方法，其特征在于，所述的多根帮锚 杆及帮锚索中，最上层帮锚杆及帮锚索向上倾斜15° -30°。
3.根据权利要求2所述的强帮强角煤巷锚杆支护方法，其特征在于，所述的多根帮锚 杆及帮锚索中，最下层帮锚杆及帮锚索向下倾斜15° -30°。
4.根据权利要求1、2或3所述的强帮强角煤巷锚杆支护方法，其特征在于，所述帮锚杆 的长度1满足/ > Man(45°- φ/2) + 0.4，式中H为巷帮的高度，单位为米#为帮部煤体的内 摩擦角。
全文摘要
本发明公开了一种强帮强角煤巷锚杆支护方法，包括设于巷道顶板的多根顶锚杆及顶锚索和设于巷道侧壁的多根帮锚杆及帮锚索，多根顶锚杆及顶锚索中，靠近巷道两侧的顶锚杆及顶锚索分别向巷道的外侧倾斜15°-30°；多根帮锚杆及帮锚索中，最上层帮锚杆及帮锚索向上倾斜15°-30°，最下层帮锚杆及帮锚索向下倾斜15°-30°。使煤巷的支护效果得到了很大的提高与改善，提高了巷道整体稳定性，减少了巷道变形量与塑性破坏区，保证了巷道安全性，降低了巷道支护成本与维护难度，提高了巷道的掘进速度。
文档编号E21D20/00GK101915112SQ20101024309
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月2日 优先权日2010年8月2日
发明者单仁亮, 孔祥松, 田亮 申请人:中国矿业大学(北京)