岩石力学性质试验成果表表6-1煤质分析：1. 煤尘爆炸指数=V挥/100-A-W=38.37/100-4.19-9.35=38.37/86.46=44.37%2. 煤尘爆炸指数=V挥/V挥+C=38.37/38.37+46.67=38.37/85.04=45.11%1102回风巷支护设计一、巷道概况本矿南回风大巷巷道设计长度411m，巷道沿煤层底板掘进，掘进净宽度4740mm，掘进净高度3420mm。
本巷道在钻孔ZK1区域（相距80m）。
煤层顶底板情况及煤层特征情况分别见表3、表4。
表3 煤层顶底板情况表表4 煤层特征情况表二、巷道支护设计1、支护方式及支护理论的选择该巷道沿煤层底板掘进，直接顶为泥岩，层理较发育，易冒落，平均总厚度4.6m，老顶为坚硬的中细砂岩、泥砂岩，较稳定。
采用锚杆、锚索联合支护方式，选用悬吊理论进行设计。
锚杆的作用，是将巷道易冒落的煤、岩直接悬吊在上面稳定的直接顶上，使岩层锚固紧密，防止松散。
锚索锚固在深部围岩的老顶里，调动深部围岩的强度，对锚杆锚固的岩体起悬吊和保护作用。
另外，由于直接顶强度低，易破碎，采用金属网进行护表。
为了防止片帮，采用锚杆和锚网护帮。
2、理论计算 （1）锚杆长度321杆杆杆杆L L L L ++= 式中 杆L —锚杆长度，m ；1杆L —锚杆外露顶板长度，取0.1m ；2杆L —锚杆的有效长度，不小于直接顶的厚度，取1.1m ； 3杆L —锚杆的锚固长度，取0.8m ； 把数据带入公司可求得：杆L =2m 。
（2）锚杆锚固力锚杆的锚固力不应小于被悬吊不稳定岩层的重量，按下式计算。
γ2121杆杆杆杆a a L K Q =式中 杆Q —锚杆锚固力，KN ； 1K —安全系数，取2.5；1杆a 、2杆a —锚杆间排距，1杆a 取0.8m ，2杆a 取1.2m ；γ—冒落炭页岩平均重力密度，查采矿工程设计手册表1-4-2，取25KN/m 3。
把数据带入公式可求得：杆Q =66KN 。
Φ18左旋无纵筋螺纹钢屈服强度：350Mpa.实际使用两根锚固剂，每根锚固剂锚固力经检验为75kN.总锚固力=150kN;远远的大于悬吊力。
2杆L —锚杆的有效长度，不小于免压拱厚度，取1.1m ；依据为免压拱理论： 普氏免压拱高：[B/2+Htan(45°-W 帮/2)]/f 顶式中 B 、H ——巷道掘进跨度和高度，B=4740m ，H=3420m ； f 顶—— 顶板岩石普氏系数，取3；W 帮—— 两帮围岩的内摩擦角，取63.43（查表得）[4740/2+3420×tan(45°-63.43/2)]/3 =1056mm 2杆L 取1100mm 锚杆总长321杆杆杆杆L L L L ++==（100＋1100＋800）=2000mm（3）锚杆的直径sQ d πσ杆杆4=式中 杆d —锚杆直径，mm ；s σ—锚杆杆体的屈服强度，取335MPa 。
sQ d πσ杆杆4==335*66*4π=1000*9.1051264=0002509.0=0.015584m.把数据带入公式可求得：杆d =15.6mm 。
取Φ18mm 左旋无纵筋螺纹钢锚杆。
根据以上计算本巷道有锚杆+锚网就能满足强度要求。
两边倾斜锚杆与中间锚杆形成加固拱。
但为了更安全，防止不测，决定增加锚索支护。
（4）锚索的长度321索索索索L L L L ++= 式中 索L —锚索长度，m ；1索L —锚索外露顶板长度，取0.3m ；2索L —锚索的有效长度，不小于锚杆锚固岩层的厚度1.9m 。
取2.0m ； 3索L —锚索的锚固长度，取1.6m ；（400*4卷） 把数据带入公式,可求得：索L =3.9m 。
实际地质情况与上不符，根据地质钻孔资料ZK1、ZK2显示数据：11#煤层顶板有4.6m 泥岩，黑色、块状，水平层理发育，断口平坦，岩性均一。
不适合作悬吊基岩。
需要再向上寻找坚硬岩层。
4.6米以上为砂岩，灰白色，石英、长石，中---细，胶结紧密。
厚度8.9m 可作悬吊基岩。
锚索长度：煤层3.75—巷道高3.42+外露0.3+泥岩4.6+锚固深度1.6=6.83m 取7m---7.2m 锚索锚固在坚硬岩石中。
（5）锚索间排距的确定锚索的间距1索a 应根据锚杆的间距确定。
该巷道每排布置5根锚杆，所以沿巷道中部布置1根锚索，承载1.6m （4.74/3=1.58m ）范围内的垂直压力。
每3m 布置一根锚索 计算承载岩重：=免压高*宽*长*岩石密度=1.1*1.6*3.0*22=116kN索N —锚索承载力，选用直径为17.8mm 的钢绞线，查材料强度检验报，整根钢绞线的最大力：标准规定≥353kN,检验结果369kN; 取360KN ；安全系数=360kN/116kN=3.1倍，符合安全系数3---5倍的规范。
（6）锚索的锚固力锚索的锚固力应不小于锚索的承载力， 即：索索N Q式中：索Q —锚索锚固力，KN ；索N —锚索承载力，取360KN 。
CK2340、K2340的锚固力经检验为：88KN 。
现在使用每孔4卷*88KN=352KN.。
如使用5卷锚固剂，在施工中很难操作。
3、参数的修正根据表1和表2，结合锚杆、锚索的对应布置关系，修正支护计算参数结果如表5。
表5 计算参数修正结果4、支护设计布置说明（1）顶板支护锚杆形式和规格：杆体采用20# 左旋无纵筋螺纹钢，长度为2000mm，杆尾螺纹为M18mm。
托板：采用拱型高强度钢专用托板，托板规格为长100×宽100×厚8mm。
金属网规格：采用金属网片护顶，钢筋为Φ6mm网片，规格为3000×2000 mm，网格规格为100×100mm。
网间搭接长度不小于200mm，用双股12#铅丝按不大于100mm的间隔连接牢固。
锚固方式：树脂加长锚固，采用两支树脂药卷，一支规格为CK2340，另一支规格为K2340。
锚杆布置：锚杆间距×排距= 800×1200mm，每排5根锚杆。
锚杆角度：顶板中部的两根锚杆与顶板成90︒布置，两边的锚杆向帮偏移15︒布置。
锚索：单根钢绞线，直径为φ17.8mm，长度为7000mm--7200mm；加长锚固，采用4支树脂锚固剂。
2支规格为CK2340，两支规格为K2340；锚索间距1.6m；排距3M，沿巷道中线对称两侧布置。
锚索尾部配有高强度锚具锁紧，配套金属托板规格为长×宽×厚=300×300×10mm。
在过断层或破碎带时，锚索：单根钢绞线，直径为φ17.8mm，长度为7.2mm，加长锚固。
采用4支树脂药卷，2支规格为CK2340，两支规格为K2340。
每2排锚索布置中加1根锚索，形成两排加1的五花布置。
若还不可靠，可加密到每1.2m一排两根。
施工现场视具体情况决定。
（2）巷帮支护锚杆形式和规格：杆体采用20# 左旋无纵筋螺纹钢，长度为2000mm，杆尾螺纹为M18mm。
两帮各打3根锚杆间距为1000mm、距顶板400mm，排距为1200mm。
锚固力不小于60kN，扭矩力不小于150N•m；两帮最上部锚杆向上仰角15°，中部锚杆垂直于壁面，下部锚杆向下倾斜15度；巷道帮每根锚杆使用CK2340和Z2340各1卷树脂药卷；托板：采用高强度钢板制成，规格为长×宽×厚=100×100×8mm。
巷道支护布置如图9。
另附三、支护材料巷道支护材料清单如表6。
表6 巷道支护材料清单四、操作工艺1、顶板锚杆的安装方法钻孔施工完毕后，将树脂锚固剂用锚杆一块顶入钻孔顶部，再用专用连接套将MQT-120型气动锚杆钻机和锚杆连接好，搅拌树脂药20±5S左右，待凝固后取下钻机，凝固3min后将垫片套在锚杆上，最后用锚杆钻机或力矩扳手把螺母拧紧。
2、顶板锚索的安装方法钻孔施工完毕后，将树脂锚固剂(快速凝固长药卷在上，中速凝固长药卷在下)，用钢绞线一块顶入钻孔顶部，再用专用连接套将MQT-120型气动锚杆钻机和钢绞线连接好，开始搅拌转速不要太快，以防甩开伤人，当外露300㎜左右时，不再顶入，搅拌20±5S 左右并感觉转动困难时，立即停钻，凝固10min后将钢板及专用锁具先后套入钢绞线，然后套上张拉千斤进行张拉，当拉力达到55kN时，取下张拉千斤顶。
3、帮锚杆的安装方法钻孔施工完毕后，将树脂药用锚杆一起顶入钻孔最底部，再用专用连接套将风钻和锚杆连接好，搅拌树脂药20±5S凝固后，取下风钻，凝固3min后，将托板、垫片套入锚杆，最后用力矩扳手把螺母拧紧。
四、质量要求1、锚杆支护质量要求(1)严格按照中线和排间距布置锚杆，锚杆排间距误差为±100㎜。
(2)锚杆孔方向误差不得超过±15°。
(3)锚杆外露长度控制在10～30㎜。
(4)顶板锚杆的锚固力不得小于66kN，帮锚杆的锚固力不得小于60kN，。
(5)顶板锚杆的预紧力矩120～150N·m，帮锚杆的预紧力矩110～110N·m，。
2、锚索支护质量要求(1)严格按照中线和排间距布置锚索，锚索排间距误差为±100㎜。
(2)锚索钻孔轴线与设计轴线的偏差角不应大于3°。
(3)锚索外露长度必须控制在300㎜以内。
(4)锚索预紧的预紧力必须控制在80～100kN。
3、顶网铺设要求：(1)金属网搭接长度不小于100mm，并用12#铅丝双股缝合在一起，拧接距离100cm，每扣拧接量不少于三花，拧紧拧牢。
(2)金属网必须拉紧并紧帖顶板，达到支护有效。
附国家标准：计算参数的修正用理论计算出的支护参数必须根据煤炭行业标准《煤巷锚杆支护技术规范》第4.2.9条锚杆支护基本参数（表1）和MT 146.1—2002锚固力规定值（表2）进行修正。
表1 锚杆支护基本参数表2 锚固力的规定值忻州神达惠安煤业11#煤层南回风巷道支护设计工作面名称：11#煤层南回风巷设计、编制：丁光恒编制时间： 2014.。