徐庄煤矿8193综放工作面设计说明书--大学毕业设计论文.doc

8193综放工作面设计说明书徐庄煤矿8193综放工作面设计说明书21.地质概况21.1.地层柱状图21.2.工作面概况:31.2.1.煤层结构31.2.2.顶板特征31.2.3.构造特征31.2.4.岩浆岩41.2.5.水文41.2.6.瓦斯、煤尘等情况41.2.7.建议42.煤炭产品质量控制43.工作面巷道布置53.1.工作面布置53.2.工作面停采线位置的确定63.3.采区回采率及工作面回采率的预测分析74.巷道支护方式及断面选择95.采煤方法及回采工艺95.1.采煤方法：95.2.回采工艺：96.工作面设备选择106.1.支 架：106.2.其 它106.3.主要设备一览表107.生产系统118.通风与安全118.1.通风系统118.2.防尘系统118.3.注浆系统138.4.排水系统138.5.风量配备139.劳动组织与产量估算149.1.产量估算149.2.作业循环图表159.3.劳动组织图表1610.供电设计1711.冲击地压防治1712.主要技术经济指标1813.工作面主要风险及预控措施198193综放工作面支护设计说明书201.工程基本条件：202.围岩类别圈定：203.支护参数设计：243.1 锚杆设计243.2.顶锚杆参数计算253.3.帮锚杆参数计算273.4.锚索设计284. 支护参数的选择305. 8193 综放工作面其它巷道锚杆支护设计30徐庄煤矿8193综放工作面设计说明书1.地质概况1.1.地层柱状图1.2.工作面概况:地面位置：微山湖区沼泽地，地面标高：+31.2m，井下位置：东部为井田边界，西部为东九采区下山，北部为7195工作面采空区，南部为7191工作面采空区，上部为7193采空区。走向长度547.6764.5m，倾向长度151.8193.8m ;煤厚4.0 5.5m,平均厚度4.7m;煤层倾角13.417.1，平均15.1；工业储量105.2万吨；工作面动用采区储量109万吨；工作面标高-412.9 -512.8m; 斜面积:142285m2,采高:4.7m，容重：1.36t/m3 ，工作面储量90.9万吨，回采率85%，回采煤量77.3万吨。1.2.1.煤层结构 根据现有资料分析，由于21#钻孔探测8煤含一层夹矸（0.25m），推测工作面设计材料道中部范围煤层含夹矸；且材料道东部由于受断层影响，煤厚及煤层倾角局部变化较大；材料道西部与溜子道东部煤层较稳定。1.2.2.顶板特征工作面顶部为7煤采空区，煤层直接顶为砂质泥岩，灰黑色，块状，底部含沙量偏高，致密，含有较多植物叶片化石及植物炭化体，见有少量裂隙发育，裂隙面上见有斑点状黄铁矿薄膜及菱铁质。两极厚度8.4m-9.3m，平均厚度8.7m；老底为细砂岩，灰白色，成分以石英、长石为主，见少量暗色矿物，裂隙被钙质及黄铁矿充填。1.2.3.构造特征掘进区域煤层呈单斜构造，煤层产状：3369 1317。工作面区域断层构造较复杂，根据7煤回采资料分析，材料道中部发育一条正断层，H=3.0m，深部为下降盘；东部发育有逆断层F107，H=11m，深部为上升盘；正断层，H=2.8m，深部为下降盘。溜子道西部发育有一条正断层H=0.7m，深部为上升盘，中部发育有一条正断层H=1.0m，深部为下降盘。1.2.4.岩浆岩无岩浆岩侵入。1.2.5.水文根据资料分析，8193工作面上部的7193探存有积水约340m3，水深17.8m;东九补充放水巷存有长流动水，水量约20 m3/h，对8193工作面掘进构成威胁，须提前采取措施进行防治。8193材料道、溜子道在掘进过程中断层附近将可能会有少量顶板淋水，正常水量约1 m3/h，最大5 m3/h。8193材料道将揭露21#钻孔，经查钻孔资料，该钻孔封孔合格。1.2.6.瓦斯、煤尘等情况工作面煤层瓦斯含量低，工作面煤层自燃倾向性为易自燃，煤尘具有爆炸危险性；1.2.7.建议 1.2.7.1. 提前对7193探积水区积水进行疏放，做好对东九补充放水巷长流动水的疏排工作。 1.2.7.2. 材料道掘进至东部，建议提前做好与东九采区补充放水巷透窝的准备，加强支护，确保安全施工。 1.2.7.3. 材料道东部f107逆断层落差较大，施工至该断层附近时可考虑抬高巷道层位。 1.2.7.4. 根据东九集中运输巷揭露断层及8煤情况，及时调整溜子道开窝位置。2.煤炭产品质量控制影响该工作面煤质的主要影响因素包括掘进和回采过程中工作面顶板管理状况、回采工艺、过断层时的层位控制以及煤流系统的管理等等，但就回采过的8174工作面来看，安全、效率都比较好，该工作面与其相似且为邻近工作面，所以在设计、掘进、回采过程中使其系统优化，做到设计、现场管理科学合理，该工作面的煤炭质量是有保证的。如果这些因素失控，将会导致煤炭的含矸量增大，灰分增加，质量下降，为此特制定以下措施提高煤质。2.1.工作面掘进过程提高煤质的措施：2.1.1.加强顶板管理，严禁冒顶、漏顶事故的发生。2.1.2.溜子司机在开机时，如发现矸石、杂物应捡出。2.1.3.矸石应做到分装分运，在条件许可的情况下，掘进矸石窝。2.1.4.煤仓口设有篦子，篦子面积不得大于350350mm。2.1.5.防尘水要及时关闭。2.1.6.禁止火工品、杂物进入煤流。2.1.7.控制顶板水进入煤流，如遇水源应设排水设备排水。2.2.工作面回采过程提高煤质的措施：2.2.1.加强顶板管理，提高工程质量，防止漏、冒顶事故。2.2.2.严禁随意割底板矸石，减少含矸率。2.2.3.工作面遇断层严格按技术要求回采，落差大于1.5米时另补措施。2.2.4.混入工作面的大矸石或杂物派专人及时捡出，抛入老塘或装车分运。2.2.5.采煤机、运输机停止运转后及时关闭喷雾防尘水，采煤过程中的其它水流不得进入煤流系统。2.2.6.工作面煤仓上口要安设矿规定尺寸的铁篦子，并设专人管理，处理大块矸石和木料等杂物，防止其进入煤仓。3.工作面巷道布置3.1.工作面布置3.1.1. 根据矿压显现规律，为避免8193工作面两道及切眼位于区段煤柱内的高应力区，并综合考虑资源回收最大化及8193工作面实际地质情况以及8193工作面所处区域实际生产系统，8193工作面巷道布置如下：8193工作面整体呈不规则布置，8193溜子道与7193溜子道内错布置；8193材料道西段及材料道进架巷布置于7191采空区下；8193材料道东段与7193材料道内错布置；8193切眼布置于7193采空区下，切眼布置于7191采空区下；两道及切眼均巷中跟底掘进；3.1.2. 8193综放工作面材料道布置受外段生产系统及工作面东部三角煤柱影响，并兼顾东九轨道一甩道见8煤点位置，8193材料道呈不规则布置。材料道具体布置如下：自东九轨道一甩道7#点前1.963m处按方位角48303开窝以+3施工15m平台后按13下山施工51.23m后找到8煤底板；找到8煤底板后跟底掘进，以方位角48303施工材料道西段555.557m；自8193材料道开窝往东493.764处拐向按方位角28303施工材料道进架巷118.566m，拐向以方位角4900施工材料道东段206.392m至切眼上口；3.1.3. 8193综放工作面溜子道与7193溜子道内错布置，溜子道具体布置如下：自8193溜联巷D8#点前4.3m以方位角48303开窝以+3施工20.276m平台后跟8煤底板掘进，以方位角48303施工8193溜子道787.077m至切眼下口。3.1.4. 根据关于姚桥煤矿、孔庄煤矿、徐庄煤矿井田东部边界煤柱留设的通知，将8193切眼与井田保护煤柱最小宽度设为22.57m，满足通知要求，8193切眼布置于7193采空区下，切眼布置于7191采空区下，具体布置如下：切眼自溜子道D8#点往东811.654m处开窝以方位角为138303施工146.599（平距）m至材料道东段；切眼自材料道东部拐点往东13.719m处以方位角为1342446施工40.625（平距）m至材料道西段。3.1.5 工作面排水利用原东九补充放水巷进行排水，不再布置新的放水巷。3.1.6其他布置详见8193综放工作面掘进施工图。3.2.工作面停采线位置的确定3.2.1.保护煤柱的计算S1 保护煤柱水平宽度，m；H 巷道的最大垂深，m；M 煤厚，m；f 煤的强度系数， ；Rc 煤的单向抗压强度，MPa。3.2.2.工作面停采线位置的确定该工作面的停采线的确定经计算东九采区下山保护煤柱为53m ，由于东九采区7煤回采对东九下山采动影响较大造成巷道变形较为严重，综合考虑东九采区资源回收率和工作面回采对东九下山的采动影响，确定8193工作面停采线与7193下分层停采线内错10m，因此具体位置如下：材料道停采线位置确定在距东九轨道一甩道7#测点74.401m处，溜子道停采线位置确定在距8193溜联巷D8#点前47.309m处，回采期间可以根据实际情况进行调整。3.3.采区回采率及工作面回采率的预测分析3.3.1.工作面8#煤储量：137372-8193工作面有效开采面积（m2）；15.1-8193工作面平均倾角（度）；4.7-8193工作面平均煤厚（m）；1.36-煤的比重（t/m3）；3.3.2.工作面材料道8#煤储量：工作面材料道8#煤采出量：3.3.3.工作面溜子道8#煤储量： 溜子道8#煤采出量：831-8193工作面材料道煤巷有效掘进长度（m）；890-8193工作面溜子道煤巷有效掘进长度（m）；4.2-8193工作面材料道毛宽（m）；4.6-8193工作面溜子道毛宽（m）；2.8-8193工作面 材料道、溜子道毛高（m）；3.3.4.工作面切眼8#煤储量：187.2-8193切眼有效掘进长度(m) ；7.2-8193工作面切眼宽度（m）；3.3.5.工作面8#煤煤柱储量：上山保护煤柱8#煤储量-124136t；3.3.6. 8193工作面动用的采区储量：909486+23107+24699+8923+124136=1090351t3.3.7. 工艺损失煤量： 根据有关资料的统计，工作面工艺损失煤量约为地质储量的12.3，即90948612.3%=111867t 3.3.8. 收面损失煤量:工作面收面前20m铺网上钢丝绳不放煤,其损失煤量为:3835-工作面收面前20m不放煤的损失面积（m2）3.3.9. 8193工作面回采率：3.3.10.采区回采率采区回采率为75.2。8193工作面回采率为86.4满足回采率为85的开采要求。掘进地质说明书规定该工作面回采率为85%，根据以往我矿综放工作面回采率控制结果可以看出，只要加强工作面放煤管理、过断层管理、顶板管理、工作面回采率是能够达到预期目的的，所以建议该工作面在回采期间制定相关技术措施，严格工作面放煤、过断层、顶板的管理，提高该工作面的回采率。4.巷道支护方式及断面选择根据公司统一规定的综放工作面巷道断面要求，断面规格详见断面特征表： 巷道断面特征表名称支护形式断面特征（净）（m，m2）备注上宽下宽中高面积溜子道锚网4.44.42.812.32全断面铺网材料道锚网4.04.02.710.8全断面铺网切 眼锚网7.07.02.618.2全断面铺网5.采煤方法及回采工艺5.1.采煤方法：根据煤层赋存状况及本矿实际开采经验，8193工作面采用单一走向长壁采煤法（后退式）。5.2.回采工艺：落煤：采用MGTY300/730-1.1D型双滚筒电牵引采煤机落煤，机采采高2.5m。装煤：煤机自行装煤。运煤：采用2部SGZ-764/630可弯曲刮板输送机运煤。工序：割煤移架推前溜放煤拉后溜清理。6.工作面设备选择6.1.支 架：本工作面是回采8#煤层，地质提供平均煤厚为4.7m，设计综放工艺一次采全高，结合我矿综放工艺回采经验，采用ZF5200/16/28H型放顶煤液压支架,基本适应“大倾角工作面”、初撑力、梁端距的要求，特别是顶梁相对较长，掩护空间大，更具优越性，根据公司已有设备情况，故该工作面选择ZF5200/16/28H型放顶煤液压支架。附：液压支架的支护强度验算：q=nMcos kn/m2式中 ： M 采高 m； -岩石容重, t/m3 ;n-不同条件下的倍数,我矿属于中等稳定顶板 n68 n取8;-煤层倾角取15.1oq=nMcos=82.52.49cos15.19.8=471.2 kn/m2 =0.4712MPa而该支架的支护强度为0.680.73MPa，所以选择该支架满足支护强度要求。6.2.其他： 与ZF5200/16/28H支架相配套的煤机选用MGTY300/730-1.1D型双滚筒采煤机，工作面运输机选用SGZ-764/630型，顺槽采用SZZ-764/200转载机、DSJ100/80/2*200型皮带运输机。（见下主要设备一览表）。6.3.主要设备一览表采 煤 机液压支架皮带运输机型号MGTY300/730-1.1D型号ZF5200/16/28H型号DSJ100/80/2*200滚筒直径1.8m工作阻力5200KN运输能力1000t/h截深0.6m支护高度1.62.8m带宽1000mm功率730KW中心距1.5m.功率200*2KW刮板运输机转 载 机型号SGZ-764/630型号SZZ-764/200运输能力1000t/h运输能力1000t/h出厂长度150m出厂长度42.3m功率3152KW功率200KW7.生产系统7.1.运煤系统煤自8193综放工作面8193工作面溜子道东九采区集中运输巷东九采区四甩道煤仓-550皮带石门3采区皮带上山-750东翼皮带大巷皮带暗斜井主井地面煤仓7.2.进料系统材料道：材料自副井-400井底车场-400轨道大巷东九轨道上部车场东九轨道下山东九轨道下山一甩道8193材料道8193综放工作面溜子道：材料自副井-400井底车场-400轨道大巷东九轨道上部车场东九轨道下山东九轨道下山四甩道东九采区集中运输巷8193溜子道8193综放工作面7.3.出料系统与进料系统相反，略。7.4.进架路线支架自井底车场组装峒室-400轨道大巷东九轨道上部车场东九轨道下山一甩道8193材料道8193综放工作面7.5.出架路线与进架路线相反，略。8.通风与安全8.1.通风系统新 风：新风自副井-400东轨道大巷东九上车场东九轨道下山东九轨道一甩道8193材料道8193综放工作面。乏 风：（1）8193综放工作面8193综放工作面溜子道东九采区集中运输巷东九采区通风下山四甩道东九采区通风下山-550回风石门-550回风巷一号皮带（轨道）下山一号改造回风巷-270回风巷7502回风巷西二轨道（皮带）上山-151西翼总回风巷风井地面。（2）8193综放工作面8193综放工作面溜子道东九采区集中运输巷东九采区通风下山四甩道东九采区通风下山-550回风石门-550回风巷一号皮带（轨道）下山一号改造回风巷西翼总回风上山-210回风巷-151西翼总回风巷风井地面。（3）8193综放工作面8193综放工作面溜子道东九采区集中运输巷东九采区通风下山四甩道东九采区通风下山-550回风石门-550回风巷一号皮带（轨道）下山一号改造回风巷西翼总回风上山西二二甩道西二轨道（皮带）上山-151西翼总回风巷风井地面。（4）8193综放工作面8193综放工作面溜子道东九采区集中运输巷东九采区通风下山四甩道东九采区通风下山-550回风石门-550回风巷二号皮带下山7114岩石集中巷西翼总回风上山-210回风巷风井地面。（5）8193综放工作面8193综放工作面溜子道东九采区集中运输巷东九采区通风下山四甩道东九采区通风下山-550回风石门-550回风巷二号皮带下山7114岩石集中巷西翼总回风上山西二二甩道西二轨道（皮带）上山-151西翼总回风巷风井地面。8.2.防尘系统工作面的防尘供水系统采用由地面风井静压水池水源，通过井下管路输送到用水地点。8.2.1.材料道地面静压水池风井-151总回风巷东三采区轨道上山-400轨道大巷东九采区上部车场东九采区轨道下山东九采区轨道一甩道8193材料道工作面8.2.2.溜子道地面静压水池风井-210总回风巷西翼总回风上山一号下山改造回风巷-400轨道大巷二号轨道下山-550总回风-550回风石门-550进风石门东九采区轨道下山东九采区轨道下山四甩道东九采区集中运输巷8193溜子道工作面8.3.注浆系统材料道：风井地面注浆站风井西二轨道上山-400轨道大巷东九上部车场东九采区轨道下山东九采区轨道一甩道8193材料道8193采空区溜子道：风井地面注浆站风井西二轨道上山-400轨道大巷东九上部车场东九采区轨道下山东九采区轨道四甩道东九采区集中运输巷8193溜子道8193采空区8.4.排水系统前期：材料道将东九补充放水巷长流动水截止，通过水泵将水由切眼引入东九补充放水巷下段。排水系统经：8193综放工作面材料道8193工作面切眼8193工作面斜溜子道东九补充放水巷-550回风石门3轨道上山-750轨道大巷-750水仓地面后期：视溜子道底板与东九补充放水巷标高确定具体排水方式。8.5.风量配备工作面风量配备以一通三防设计为依据。9.劳动组织与产量估算8193综放工作面将采用三八作业制，一班检修，两班采煤。9.1.产量估算9.1.1.按日产5刀计算：平均日产：1980.61.364.70.855=3227t平均月产：322725=80683t平均年产：8068312=968196t9.1.2.按设备运输能力计算：本设计运力最小的设备为DSJ100/80/2*200皮带，运输能力1000t/h，按开机率0.3计算，得：平均日产：1000820.3=4800t平均月产：480025=120000t平均年产：12000012=1440000t综上所述，本工作面设计年生产能力为909600t。9.2.作业循环图表9.3.劳动组织图表10.供电设计8193综放工作面6KV等级电源引自701变电所和902变电所，根据电气设备布置，第一组开关群放在工作面材料道联络口泵站附近，第二组开关群放置8193材料道上离工作面约160米处，皆由701变电所负载；第三组开关放置在溜子道皮带机头附近，由902变电所负载。8193综放工作面总负荷为4511.1KW。具体设计详见8193综放工作面供电设计说明书及图纸。11.冲击地压防治根据综合指数法，综合地质及开采技术条件，对照冲击危险指数进行的危险状态分级表，冲击地压危险指数Wt =0.27（0.250.5），冲击地压危险等级为B级，冲击危险状态为弱，回采过程中，加强冲击地压危险的监测预报。材料道采掘过程中，通过7煤煤柱下方时，巷道受支承应力影响较大，必须采取强度弱化减冲治理措施，施工卸压钻孔进行超前卸压，同时加强冲击地压危险的监测预报。附：8193综放工作面冲击地压防治设计说明书12.主要技术经济指标号名称单位数量及指标备注1煤 层开采煤层层8煤煤层倾角度平均15.1截割高度米2.5煤层厚度（全煤厚）米平均4.72煤层顶板岩性砂质泥岩厚度米8.983煤层底板岩性砂质泥岩厚度米5.134工作面走向长度米547.6764.5（平距）5工作面倾向长度米151.8193.8（斜距）6回采面积米2142285（斜面积）7工作面工业储量万吨105.2 8工作面回采煤量万吨90.99设计生产能力万吨/年77.3 10工作面服务年限月9.611回采设备采煤机台1支架台130工作面运输机米19412井巷工程量溜子道米891（平距）材料道米831（平距）切眼米187.2（平距）13作业制度三八制14设备计算总容量千瓦4511.113.工作面主要风险及预控措施13.1.由于7193工作面回采期间揭露F107最大落差为13m, 煤岩层破碎，8193回采期间须控制好工作面层位，加强对顶板的管理。预控措施：8193回采前提前编制专门的过F107断层安全技术措施，加强对破碎顶板的控制管理。13.2.8193工作面内布置有东九补充放水巷，工作面两道与东九补充放水巷透窝。预控措施：8193工作面两道与东九补充放水巷透窝前应提前探放水并制定好相应的安全技术措施并控制好层位。13.3由于8193工作面材料道开窝段位于7煤煤柱下且开窝后70m为留底煤掘进，掘进、回采期间受矿山压力影响较大。预控措施：8193材料道施工前需编制专门的防治冲击地压的安全技术措施，并严格按措施施工。如掘进期间巷道变形较大，可视现场实际情况对支护方式及参数进行合理调整，加强对支护质量的管理。13.4 由于东九探煤下山一甩道受7190工作面回采影响，巷道变形严重，施工材料道前需对该段巷道进行修复。预控措施：修复巷道前需编制相应的安全技术措施，严格按照由外往里的要求施工，保证施工安全。13.5 根据7193工作面实际揭露断层情况，7193两道掘进期间将揭露F107，H=10m及F106，H=12m两条主要断层。预控措施：过断层前需编制相应的安全技术措施，提前控制好层位，加强对巷道支护质量的管理。13.6 8193工作面材料道存在两个拐点，对辅助运输安全影响较大。预控措施：在8193材料道掘进及8193工作面安装、回采期间加强轨道运输系统的管理，编制相应的安全技术措施，绳道内侧严禁站人。8193放工作面支护设计说明书1.工程基本条件：8193综放工作面上下两巷沿8煤底板掘进，煤层厚度平均4.7m，煤层倾角15.1，埋深-428.8 - -512.8m，材料道、溜子道均为矩形断面，毛宽分别为（材料道4.2m、溜子道4.6m）、毛高分别为（材料道2.8m、溜子道2.8m）。煤层顶底板均为砂质泥岩。由于该工作面溜子道断面较大采用毛宽4.6m，毛高2.9m的巷道断面，所以选择溜子道标高最低点作为验算样本进行验算，从而选择适合该工作面的支护方式。2.围岩类别圈定：以极限平衡区深入巷道围岩的深度为主要指标，以巷道周边位移为辅助指标，进行巷道围岩分类。工程已知条件：2.1.埋深H=512.8+31.2=544m；2.2.八煤容重=1.36T/M3；2.3.巷道当量半径a:折算当量半径： 其中：a ：巷道当量半径rs ：巷道折算当量半径，ms ：实际巷道断面积，m2kx ：断面修正系数，长方形断面取kx=1.20;s=4.6m2.9m=13.34m2则求外接圆半径折算当量半径r：设计巷道断面及尺寸如图2，求外接圆半径如下： 作图求得： r1=2.719m;图2 求巷道断面外接圆半径图比较求得的当量半径rs与外接圆半径R，取其小作为参与计算的巷当量半径，即 a= rs =2.47m; 2.4.力学参数的选取极限平衡区和巷道周边位移的计算中所涉及到的岩体力学参数，按照采掘技术管理规定附件：煤巷锚杆（索）支护设计方法列表1.2取均值；粘结力C,取C=4.73Mpa（八煤，参照七煤）;内摩擦角，取=31.17（八煤，参照七煤）；弹性模量E ，取E=3560MP（八煤）；泊松比，取=0.28（八煤）；剪切弹性模量G，2.5.确定支护阻力由于目前我矿井下支护强度较低，支护阻力Pi对极限平衡范围和巷道周边位移的计算结果影响很小，计算时忽略不计，即Pi=0;2.6.修正系数的选取煤岩体力学参数修正系数K2：按照采掘技术管理规定附件：煤巷锚杆（索）支护设计方法列表1.3，取均值:确定采动影响系数K1：按照采掘技术管理规定附件：煤巷锚杆（索）支护设计方法列表1.4，取K1=1.6；综上，所得极限平衡区深入巷道围岩的深度为： =R-a式中： ：为参数，R ：巷道极限平衡区半径，m；A ：巷道当量半径，即a=2.47m;K1 ：采动影响系数，取K1=1.6；H ：巷道埋深，H=544m； ：岩石容重，=2.49T/M3；K2 ：煤岩体力学参数修正系数, ;C ：粘结力,取C=4.73MPa; ：内摩擦角，取=31.17；G ：剪切弹性模量，取G=1391MPa；Pi ：支护阻力，Pi=0KN；U ：巷道周边位移，m； ：极限平衡区深入巷道围岩的深度，m则 ：=R-a=2.15m;由以上指标按照采掘技术管理规定附件：煤巷锚杆（索）支护设计方法列表1.5可得，8193综放工作面溜子道最低处围岩类别为级2类；3.支护参数设计：由以上计算知该溜子道为级2类围岩巷道，根据我矿回采8煤层的经验，考虑按类围岩设计，使用锚网+锚索支护。3.1 锚杆设计巷道锚杆设计先按巷道不受采动影响时的极限平衡尺寸设计锚杆参数，然后依据巷道受采动影响时的极限平衡区范围的最终结果考虑锚索设计。不考虑采动影响时巷道周边极限平衡区半径R/: /=R/-a式中： ：为参数，=0.466;R/ ：不受采动影响时巷道极限平衡区半径，m；A ：巷道当量半径，即a=2.47m;H ：巷道埋深，H=544m； ：岩石容重，=2.49T/M3；K2 ：煤岩体力学参数修正系数， ;C ：粘结力,取C=4.73MPa; ：内摩擦角，取=31.17；G ：剪切弹性模量，取G=1359MPa；Pi ：支护阻力，Pi=0KN；/ ：不受采动影响时极限平衡区深入巷道围岩的深度，m则 /=R/-a= 1.37m;3.2.顶锚杆参数计算3.2.1.锚杆长度的确定：3.2.1.1.锚固长度 锚固段长度L1按粘结段的粘锚力同锚杆承担的最大载荷相匹配的原则进行计算确定。顶板锚杆拟选用20mmMn螺纹钢锚杆，极限抗拉强度(载荷)180KN，,屈服强度（载荷）125KN，锚杆体材料屈服强度400 MPa。 根据公式:其中：L1：按破坏面发生在金属锚杆表面处所需锚固段长度,m；P ：锚杆载荷，按屈服强度（载荷）计算，即P=125KN；dj ：锚杆直径，dj=20mm；j ：粘结剂同金属锚杆之间的粘结强度；dy ：钻孔直径，常用28，33，43mm；取dy=28 mm；y ：粘结剂同钻孔岩壁之间的粘结强度，本矿采用树脂锚固剂，粘结强度为58MPa，取下限y=5MPa；L1 ：按破坏面发生在钻孔岩壁表面处所需锚固段长度,m实际选用的锚固段长度应为二者之中的尺寸较大者，即： L1=maxL1，L1 根据实测，锚杆支护破断面一般均发生在钻孔岩壁，即：djj dyy所以按后者验算： 3.2.1.2.锚杆长度： L=L1+/+L2 式中： L ：顶锚杆长度，m；L1 ：锚固长度，m，即L1=0.284m；/：加固范围，即不受采动影响时极限平衡区深入巷道围岩的深度，mL2 ：外露锚杆长度，取0.1m则：L= L1+/+L2 =0. 284+1.37+0.1=1.754m故顶锚杆选用202000mmMn螺纹钢锚杆可满足要求。3.2.2.确定顶锚杆间排距（H，I）及锚杆密度3.2.2.1计算锚杆间排距：令H=I，则 式中：H ：锚杆间距,m;I ：锚杆排距,m; ：锚杆体材料的许用强度,MPa;取屈服强度=400MPa;D ：锚杆直径,D=0.02m;qd/ ：最大载荷密度, qd/=n(R/-h)式中： N ：载荷备用系数,取2; R/ ：不受采动影响时巷道极限平衡区半径，R/=3.83m； H ：矩形巷道的半高,取巷道中高的半高h=1.45m; ：极限平衡区煤岩的容重,取=1.36T/m3; 则: qd/=n(R/-h)=6.47T/m2那么： 由以上计算知，理论上间排距为1.39m，即可满足要求，实际选用每排布置6根锚杆，排距800mm、间距均匀布置，确保安全施工。3.3.帮锚杆参数计算3.3.1.锚杆长度的确定：与顶锚杆选取方法类似，拟选用18螺纹钢锚杆，其屈服强度（载荷）为100KN，计算方法同上：L ：帮锚杆长度，m；L1 ：锚固长度，m，即L1=0.255m；/:加固范围，即不受采动影响时极限平衡区深入巷道围岩的深度，mL2 :外露锚杆长度，取0.1m L= L1+/+L2 =0. 255+1.37 +0.1=1.725m； 参考以往实际支护经验，故帮锚杆选用182000mm螺纹钢锚杆。3.3.2.确定帮锚杆间排距（H，I）及锚杆密度3.3.2.1.锚杆密度确定： 其中：s:锚杆密度；K :安全系数，取K=2.0；D ：松动圈半径，取D=R/-h; 式中： R/ ：不受采动影响时巷道极限平衡区半径，R/=3.83m；H ：巷道半高，h=1.45m；D=2.38m；：岩石容重，取=1.36T/m3；p ：锚杆承载能力，取屈服载荷p=100KN；则： 3.3.2.2.计算锚杆间排距：令H=I，则 式中： H ：锚杆间距,m;I ：锚杆排距,m;s ：锚杆密度,s=0.647根/ m2; 由以上计算知，理论上间排距为1.2m，即可满足要求，实际选用每排布置4根锚杆，排距800mm、间距均匀分布，确保安全施工。3.4.锚索设计由于本矿8#煤层自开采以来围岩情况基本稳定，所以考虑增加锚索加强支护。3.4.1.锚索长度锚索长度为：L=L1+max+L2其中：L：锚索长度，m；L1；坚固岩层内的锚固段长度，取L1=1.5m；max：max=2.15m;L2：锚索外露长度，取0.3m；L=L1+max+L2 =3.95m 以上计算证明：理论上锚索长3.95m即可满足要求；实际选 用锚索长5.25m，确保安全。3.4.2.锚索排距b为充分发挥锚索的功能，每排考虑布置3根锚索(配M钢带)，形成桁架结构。需设计锚索排距b。式中：b：锚索的排距，m；Y1：锚索的屈服载荷，取186KN；B：巷道跨度，4.6m；：内摩擦角，31.17；：极限平衡区岩体容重，1.36T/m3；：煤顶的厚度，1.9m；b=5.49m以上计算证明：理论上锚索排距5.49m即可满足要求；实际根据经验设计锚索排距3.2m，满足要求。4. 支护参数的选择根据以上支护参数的计算，同时考虑设计方法的局限性及原始参数的误差，故在8193轻放工作面溜子道（埋深最低处）设计中，顶板锚杆间排距设计为：每排布置6根锚杆，排距800、间距均匀布置；两帮锚杆间排距设计为：每排布置4根锚杆，排距800、间距均匀布置，溜子道顶锚杆选用钢筋类别为级屈服强度为400Mpa、202000mmMn左旋无纵筋螺纹钢锚杆，两帮锚杆选用钢筋类别为级屈服强度为400Mpa、182000mmMn左旋无纵筋螺纹钢锚杆；材料道顶选用钢筋类别为级屈服强度为400Mpa、202000mmMn左旋无纵筋螺纹钢锚杆，两帮锚杆选用钢筋类别为级屈服强度为400Mpa、182000mmMn左旋无纵筋螺纹钢锚杆。锚杆锚固形式为半长锚固。为保证两道顶板的完整性顶板支护另加锚索加强支护，溜子道、材料道加固锚索选用钢筋强度等级不低于1860 Mpa钢绞线的锚索，锚索长