沿空留巷锚网索联合支护技术研究

2018-09-18王刚

机械管理开发 2018年9期

王刚

（汾西矿业两渡煤业，山西灵石 031302）

引言

沿空留巷支护技术是在采煤工作面三角区后方采取多种支护措施维护原巷道，以供下一采煤工作面所用。沿空留巷具有高煤炭采出率、低巷道掘进量，可缓解采掘紧张，解决工作面上隅角瓦斯积聚的特点。南关煤业为高瓦斯矿井，原有的U型通风无法有效解决上隅角瓦斯积聚问题，决定改用沿空留巷改善通风。

1 工程概况

南关煤业3206工作面布置在山西组3号煤中，煤层总体呈单斜构造及局部向斜构造，倾向西南，倾角2°～4°，地质构造简单，小断层较发育，工作面煤层平均埋深320 m，煤厚1.65～1.75 m，平均厚度1.72 m，稳定可采。工作面走向长1 450 m，倾向长180 m，采用倾斜长臂采煤法采煤。煤尘具有爆炸危险性。工作面正常涌水量2 m3/h，主要为砂岩裂隙水。绝对瓦斯涌出量13.1 m3/min。3号煤顶底板围岩特性如表1所示。

书道博物馆为中村不折创办，藏品数量居日本私家之首。该馆藏品大多数是佛典，多出自王树枏旧藏，另外还有得自梁素文、何孝聪、孔宪廷、龚煦春等旧藏，以及在中国旅行的日本人的收集和收购。除了敦煌写经外，该馆还藏有多种珍贵的古籍写本，如《老子道德经》、《抱朴子》、《郑注论语》（2件）、《南华真经》（2件）、《春秋左氏传》（3件）、《搜神记》、《三国志》（2件）等。

表1 3号煤层顶底板围岩特性表

2 沿空巷道锚网索支护机理[1-2]

1）锚杆支护为快速支护技术，它能适应沿空巷道覆岩回转下沉造成巷内浅部顶板离层破碎的要求，它能及时快速地悬吊顶板浅部围岩。

2）锚杆支护为主动支护，它能改善巷道浅部松散破碎围岩的力学性能，增强煤体的残余强度，在巷道围岩浅部形成“承载拱”，从而达到对实体煤帮、顶板的支护强度要求。

3.3.1 锚索长度

3 锚网索支护设计

3.1 锚网索联合支护的必要性研究

经计算知N=0.94根/m。

每天都会加班，不加班倒是例外。走出公司大楼，天已经黑了，星星也都亮起来了，拖着疲惫的身体在大街上走着。已经是深秋，这南方的天气到晚上也是有点凉意的，公交站有许多的上班族在等车，有疲惫的，有烦躁的，有人在骂今天的98路怎么还不来？也有人在低头默默地玩手机。

式中：K1为采动影响系数，取2；γ为上覆岩层体积力，取0.025 MN/m3；φ为内摩擦角，取30°；H为巷道埋深，取320 m；a为巷道当量半径，取1.94 m；C为黏结力，取7.0 MPa；Pi为支护阻力，取0.15 MPa；K2为煤岩体力学参数修正系数，取0.22。

组合框架节点试件的骨架曲线如图6所示。表4为节点骨架曲线不同阶段特征点的实测值。从整体来看，在屈服荷载前，各试件骨架曲线上升段基本重合，没有明显的拐点，并保持一定的弹性直线段，试件刚度较大；随着荷载的增大，试件的骨架曲线逐渐向横坐标靠拢，出现一定的刚度退化现象；达到峰值荷载后，试件刚度退化越发明显，此时骨架曲线开始下降，其后期曲线下降段较为平缓，表明节点具有较好的变形能力。

巷道极限平衡区深入巷道深度Δ=R-a=3.03 m。由于煤矿用锚杆长度一般为1.8～2.2 m，远小于巷道极限平衡区深度，无法有效锚固巷道深部围岩，必须配合锚索支护。

将数据代入式（1）计算得R=4.97 m。

3.2 锚杆支护设计[3-4]

3.2.1 锚杆长度

依据锚杆的悬吊理论，锚杆长度L为：

式中：L1为锚杆有效锚固长度，取1.72 m；L2为锚杆外露长度，取0.1 m；L3为锚杆锚入稳定岩层长度，取0.3 m。

经计算可知，L≥2.12 m。

3.2.2 锚杆直径

爱国主义是应对经济全球化考验的有力保障。正因为如此，在欧美同学会成立100周年庆祝大会上的讲话中，习近平总书记指出：“爱国主义始终是激昂的主旋律，始终是激励我国各族人民自强不息的强大力量。不论树的影子有多长，根永远扎在土里；不论留学人员身在何处，都要始终把祖国和人民放在心里。”[注]习近平：《在欧美同学会成立100周年庆祝大会上的讲话》，《人民日报》2013年10月22日，第2版。爱国主义凝聚起中华民族的力量，强大的国家主权保障着中国社会的稳定发展。中东地区乱象丛生与中国这边风景独好形成鲜明的对比，更能体现出弘扬爱国主义精神、建设强大国家主权的重要意义。

依据锚杆的拉拔力与承载相等原理确定锚杆直径：

式中：Q为锚杆锚固力，取80 kN；qt为锚杆抗拉强度，取 400 MPa。

依据悬吊理论，确定锚索长度L为：

由上述仿真结果可知，无限幅机构作用时，钻杆的最大变形为14.0 mm，钻杆与钻头间连接处的局部最大应力为247 MPa，应力集中比较严重。在钻杆的中部挠度最大区域增加限幅约束后，钻杆的最大变形减小到1 mm，局部最大应力减小到69.4 MPa，结果表明在钻杆中部添加支撑机构可以有效提高钻具支撑刚度，改善钻具受力状态。因此有必要对钻具进行辅助支撑，防止钻具形变。

通常锚杆间距、排距一致，依据锚杆有效承载岩体质量，则锚杆间排距

公司治理的产生是要解决所有者和经营者之间利益不一致而产生的委托代理关系，即公司剩余索取权和剩余控制权的分配问题，包含公司内部股东及管理层之间，也包含公司之外的因素之间的利益分配。鉴于此，现代公司治理有内部公司治理和外部公司治理之分。狭义的公司治理主要指公司中股东大会、董事会、监事会和经营管理层之间的权利制衡机制，通过有关制度，明确所有者和经营者之间的权利和责任关系，主要涉及公司的内部治理。而广义的公司治理则是通过一系列的内部制度或外部制度来制衡公司与所有利益相关者之间的利益关系，维护公司利益，实现价值最大化的目标。广义的公司治理结构，涉及内部治理和外部治理之间的协调问题。

式中：Q'为锚杆实际锚固力，大于预紧力80 kN，取100 kN；K为安全系数，取2；γ为煤体容重，一般13～18 kN/m3，取 15 kN/m3。

经计算知a=1.04 m[3-4]。

3.3 锚索支护设计

3）锚索支护为主动支护，它能将沿空巷道顶板不稳定岩层锚固到上部稳定岩层中，加强围岩的稳定性，避免顶板断裂线发生在实体煤帮处。

尽管张安琪现在的英语发音很标准，但张安琪说，一年前，她和同学们的英语口语水平都很一般，不仅语速、语调有问题，而且发音时都还带着一股浓浓的“土味”。

经计算知d=15.98 mm。

式中：L1为锚索有效锚固长度，一般为1.5～2.0 m，此处取2 m；L2为锚索外露长度，一般为0.3～0.4 m，此处取0.4 m；L3为锚索的有效长度，取1.376倍巷宽，即3.72 m。

经计算知L≥6.12 m。

3.3.2 锚索支护密度

锚索支护密度为：

式中：K为安全系数，取2；B为巷道宽度，现场取2.7m；h为巷道破碎深度，取3.03 m；F为锚索最小拉断力，设定锚索直径17.8 mm，则取260 kN。

3.2.3 锚杆间排距

依据弹塑性极限平衡理论，巷道围岩极限平衡区半径为：

3.3.3 锚索间排距

排距M1=n/N；间距M2=0.85B/n

式中：n为每排锚杆数，根据生产现状，取5个；N为锚索支护密度，取0.94根/m。代入公式计算得M1=5.31 m，M2=0.46 m。

证明当k≥2,n-k≥2时,An,k为哈密顿连通图,即∀u,v∈V(An,k),u,v间存在一条哈密顿路.同样,An,k也为一个哈密顿图,即图中存在一个哈密顿圈.证明An,k为3*-连通图,只要证明∀u,v∈V(An,k),An,k内存在3*-(u,v)容器.下面用分类讨论的方法来证明.主要分为两种情形:第一种情况是u,v属于同一个子图;第二种情况是u,v属于不同的子图.

4 工业试验

锚网索支护设计参数详见表2。

图1解释说明了沿空巷道围岩随工作面推进时形变特征：沿空巷道在工作面前方30 m时开始变形，在工作面后方60 m处变形基本停止，且巷道变形速度最快点在0 m处，在区间[20，-60]应加强巷道的临时支护，如使用单体支柱配合铰接顶梁支护，可确保作业安全；沿空巷道顶板变形最为强烈，达180 mm，实体煤帮、底板次之，充填体最弱。

即第j个行业生产1单位产品所需的全部劳动等于第j个行业生产1单位产品所需的直接劳动加上生产所有中间投入所需的劳动之和。

自主呼吸试验（SBT）是指运用T管或低水平支持的自主呼吸模式于接受有创机械通气的患者，通过短时间（30 min～2 h）的动态观察，以评价患者完全耐受自主呼吸的能力，借此达到预测撤机成功可能性的目的[9-10]。给予呼吸肌功能锻炼，下调压力支持水平（PS），使潮气量（VT）＞5 ml/kg为目标，保持PEEP和FiO2不变，如有以下任何一项指标将终止锻炼：1）患者主观感觉不适；2）SpO2＜90%；3）HR＞120次/分；4）SBP＞140mmHg；5）VT＜5 ml/kg；6）RR＞30次/分；7）胸腹矛盾运动；8）辅助呼吸机参与。