“人工假頂+錨棚”聯合支護在巷道冒漏區中的應用

韓 雨

（山西焦煤霍州煤電臨汾宏大雪坪煤業有限公司，山西 臨汾 041000）

1 2302運輸順槽概況

山西焦煤霍州煤電臨汾宏大雪坪煤業有限公司2302 運輸順槽位于三采區西南部，東部為三采區皮帶巷，南部為軌道大巷，西部為5302 順槽，北部為實體煤。

根據《9+10+11 號2302 順槽掘進地質說明書》和2302 順槽開口處實際揭露情況，2302 順槽掘進面地質構造簡單，地層傾角平緩，煤層為太原組9+10+11號煤層。

9 號煤層位于太原組下段頂部、K2灰巖之下，煤層厚0.86～1.20 m，平均厚1 m，結構簡單，不含夾矸，為全區穩定可采煤層，煤層頂板為K2石灰巖，底板為泥巖[1-3]。10+11 號煤層位于太原組下段，上距9號煤層0.75～1.2 m，平均距離為1.0 m，煤層厚度5.06～5.97 m，平均厚5.6 m，結構較簡單，含0～3 層夾矸，為全區穩定可采煤層。煤層頂板為石灰巖，底板為泥巖、炭質泥巖，煤層頂、底板具體巖性如表1 所示。

表1 2302 運輸順槽掘進煤層頂底板巖性表

2302 運輸順槽掘進570 m 處時揭露一條F6 正斷層，斷層落差為1.4 m，傾角為52°，巷道過斷層時采用直接破巖法，截至2020 年12 月13 日，2302 運輸順槽已掘進582 m，巷道在揭露斷層時，頂板出現局部破碎現象。隨著巷道的開拓延伸，當巷道掘進至578 m 處時，頂板開始出現冒漏，冒漏高度為0.6 m，當巷道掘進至582 m 處時，頂板冒漏高度達1.9 m，冒漏寬度為3.7 m，采用傳統錨桿（索）支護難度大，支護效果差[4]。

2 冒漏區支護技術

為了提高冒漏區圍巖穩定性，防止冒漏區范圍擴大，機掘一隊決定對冒漏區頂板采取“人工假頂+鋼棚”聯合支護技術。

2.1 人工假頂支護

為了對冒漏區頂板進行填充，保證冒漏區頂板整體穩定性，決定對冒漏區頂板采取人工假頂支護方式。

1）首先對冒漏區頂板采取單錨索支護，頂板采用的錨索長度為4.3 m，直徑為17.8 mm，錨索外露端采用長度為0.6 mm 的工字鋼梁進行支護；由于冒漏區頂板不規則，頂板錨索以支護到位為宜[5]。

2）冒漏區頂板錨索支護結束后，在冒漏區下方施工3 架錨索吊棚，每架錨索吊棚主要由1 根長度為4.2 m 的工字鋼梁和2 根長度為4.3 m 的錨索組成；錨索吊棚布置排距為2.5 m，吊棚與巷道兩幫垂直布置，錨索吊棚施工完成后，保證吊棚面距巷道頂板間距為0.1 m。

3）3 架錨索吊棚施工完后，在吊棚上方平鋪5 根長度為4.5 m 的工字鋼梁，工字鋼梁與錨索吊棚之間采用卡纜進行固定。

4）工字鋼梁平鋪后，在鋼梁上方依次平鋪鋼筋網、風筒布，鋼筋網采用8 號鉛絲編制而成，每片鋼筋網長度為2.0 m、寬度為1.2 m，鋼筋網與鋼梁之間采用14 號鉛絲進行捆綁。

5）鋼筋網及風筒布鋪設完后，在其上方鋪設2 組木垛，道木長度為2.0 m，寬度為0.15 m，木垛架設時呈“井”字形布置，2 組木垛布置間距為1.0 m，木垛鋪設到位后必須與冒漏區頂板接觸嚴實。

6）2 組木垛鋪設完后，采用張拉機具對3 架錨索吊棚進行預緊；同時為了防止假頂間隙處出現瓦斯積聚現象，對假頂區采用羅克休膨脹劑進行填充。

2.2 鋼棚支護

為了提高人工假頂整體穩定性，人工假頂施工完后，決定在假頂區域架設密集工字鋼棚。

1）2302 運輸順槽冒漏區架設的工字鋼棚主要由頂板、棚腿、拉筋、底座、固定錨桿、卡纜等部分組成；頂梁由長度為4.2 m、寬度為0.12 m 的槽鋼焊制而成，棚腿長度為3.5 m，由11 號工字鋼梁制成；拉筋長度為0.6 m，由12 號槽鋼焊制而成，每架鋼棚由4 根拉筋對頂梁及棚腿進行固定。

2）在2302 運輸順槽575 m 處開始架設矩形鋼棚，鋼棚架設間距為1.0 m，首先在巷道底板處采用地錨將2 架棚腿底座進行固定，底座安裝好后，將棚腿與底座進行固定；為了提高鋼棚承載能力及抗壓強度，棚腿安裝時與底座夾角為75°。

3）安裝好鋼棚棚腿及底座后，安裝頂梁，頂梁與棚腿之間采用卡纜進行固定，為了提高頂梁穩固性，在固定頂梁與棚腿后，頂梁與棚腿之間采用拉筋進行固定，如圖1 所示。

圖1 2302 運輸順槽冒漏區頂板聯合支護斷面示意圖（mm）

4）所有鋼棚安裝完成后，在相鄰2 架鋼棚棚腿之間采用2 組拉桿進行固定，鋼棚安裝好后，必須保證鋼棚頂梁與頂板接觸嚴實，若頂梁與頂板之間存在間隙時，采用水泥背板進行填充。

3 結語

截至2020 年12 月25 日，2302 運輸順槽已掘進至604 m，且巷道已過斷層影響區。機掘一隊對斷層冒漏區采取“人工假頂+鋼棚”聯合支護技術后，對冒漏區圍巖安裝頂板離層儀，并進行了15 d 的現場觀察發現，人工假頂施工后5 d 范圍內，受頂板圍巖塑性變形影響，頂板出現下沉現象，下沉量為0.12 m；在5～15 d 范圍內，頂板變形量逐漸減小，最終頂板下沉量控制在0.17 m 以下。采取聯合支護技術后，巷道在后期掘進過程中，冒漏現象得以有效控制，取得了顯著應用成效。