“人工假顶+锚棚”联合支护在巷道冒漏区中的应用

韩 雨

（山西焦煤霍州煤电临汾宏大雪坪煤业有限公司，山西 临汾 041000）

1 2302运输顺槽概况

山西焦煤霍州煤电临汾宏大雪坪煤业有限公司2302 运输顺槽位于三采区西南部，东部为三采区皮带巷，南部为轨道大巷，西部为5302 顺槽，北部为实体煤。

根据《9+10+11 号2302 顺槽掘进地质说明书》和2302 顺槽开口处实际揭露情况，2302 顺槽掘进面地质构造简单，地层倾角平缓，煤层为太原组9+10+11号煤层。

9 号煤层位于太原组下段顶部、K2灰岩之下，煤层厚0.86～1.20 m，平均厚1 m，结构简单，不含夹矸，为全区稳定可采煤层，煤层顶板为K2石灰岩，底板为泥岩[1-3]。10+11 号煤层位于太原组下段，上距9号煤层0.75～1.2 m，平均距离为1.0 m，煤层厚度5.06～5.97 m，平均厚5.6 m，结构较简单，含0～3 层夹矸，为全区稳定可采煤层。煤层顶板为石灰岩，底板为泥岩、炭质泥岩，煤层顶、底板具体岩性如表1 所示。

表1 2302 运输顺槽掘进煤层顶底板岩性表

2302 运输顺槽掘进570 m 处时揭露一条F6 正断层，断层落差为1.4 m，倾角为52°，巷道过断层时采用直接破岩法，截至2020 年12 月13 日，2302 运输顺槽已掘进582 m，巷道在揭露断层时，顶板出现局部破碎现象。随着巷道的开拓延伸，当巷道掘进至578 m 处时，顶板开始出现冒漏，冒漏高度为0.6 m，当巷道掘进至582 m 处时，顶板冒漏高度达1.9 m，冒漏宽度为3.7 m，采用传统锚杆（索）支护难度大，支护效果差[4]。

2 冒漏区支护技术

为了提高冒漏区围岩稳定性，防止冒漏区范围扩大，机掘一队决定对冒漏区顶板采取“人工假顶+钢棚”联合支护技术。

2.1 人工假顶支护

为了对冒漏区顶板进行填充，保证冒漏区顶板整体稳定性，决定对冒漏区顶板采取人工假顶支护方式。

1）首先对冒漏区顶板采取单锚索支护，顶板采用的锚索长度为4.3 m，直径为17.8 mm，锚索外露端采用长度为0.6 mm 的工字钢梁进行支护；由于冒漏区顶板不规则，顶板锚索以支护到位为宜[5]。

2）冒漏区顶板锚索支护结束后，在冒漏区下方施工3 架锚索吊棚，每架锚索吊棚主要由1 根长度为4.2 m 的工字钢梁和2 根长度为4.3 m 的锚索组成；锚索吊棚布置排距为2.5 m，吊棚与巷道两帮垂直布置，锚索吊棚施工完成后，保证吊棚面距巷道顶板间距为0.1 m。

3）3 架锚索吊棚施工完后，在吊棚上方平铺5 根长度为4.5 m 的工字钢梁，工字钢梁与锚索吊棚之间采用卡缆进行固定。

4）工字钢梁平铺后，在钢梁上方依次平铺钢筋网、风筒布，钢筋网采用8 号铅丝编制而成，每片钢筋网长度为2.0 m、宽度为1.2 m，钢筋网与钢梁之间采用14 号铅丝进行捆绑。

5）钢筋网及风筒布铺设完后，在其上方铺设2 组木垛，道木长度为2.0 m，宽度为0.15 m，木垛架设时呈“井”字形布置，2 组木垛布置间距为1.0 m，木垛铺设到位后必须与冒漏区顶板接触严实。

6）2 组木垛铺设完后，采用张拉机具对3 架锚索吊棚进行预紧；同时为了防止假顶间隙处出现瓦斯积聚现象，对假顶区采用罗克休膨胀剂进行填充。

2.2 钢棚支护

为了提高人工假顶整体稳定性，人工假顶施工完后，决定在假顶区域架设密集工字钢棚。

1）2302 运输顺槽冒漏区架设的工字钢棚主要由顶板、棚腿、拉筋、底座、固定锚杆、卡缆等部分组成；顶梁由长度为4.2 m、宽度为0.12 m 的槽钢焊制而成，棚腿长度为3.5 m，由11 号工字钢梁制成；拉筋长度为0.6 m，由12 号槽钢焊制而成，每架钢棚由4 根拉筋对顶梁及棚腿进行固定。

2）在2302 运输顺槽575 m 处开始架设矩形钢棚，钢棚架设间距为1.0 m，首先在巷道底板处采用地锚将2 架棚腿底座进行固定，底座安装好后，将棚腿与底座进行固定；为了提高钢棚承载能力及抗压强度，棚腿安装时与底座夹角为75°。

3）安装好钢棚棚腿及底座后，安装顶梁，顶梁与棚腿之间采用卡缆进行固定，为了提高顶梁稳固性，在固定顶梁与棚腿后，顶梁与棚腿之间采用拉筋进行固定，如图1 所示。

图1 2302 运输顺槽冒漏区顶板联合支护断面示意图（mm）

4）所有钢棚安装完成后，在相邻2 架钢棚棚腿之间采用2 组拉杆进行固定，钢棚安装好后，必须保证钢棚顶梁与顶板接触严实，若顶梁与顶板之间存在间隙时，采用水泥背板进行填充。

3 结语

截至2020 年12 月25 日，2302 运输顺槽已掘进至604 m，且巷道已过断层影响区。机掘一队对断层冒漏区采取“人工假顶+钢棚”联合支护技术后，对冒漏区围岩安装顶板离层仪，并进行了15 d 的现场观察发现，人工假顶施工后5 d 范围内，受顶板围岩塑性变形影响，顶板出现下沉现象，下沉量为0.12 m；在5～15 d 范围内，顶板变形量逐渐减小，最终顶板下沉量控制在0.17 m 以下。采取联合支护技术后，巷道在后期掘进过程中，冒漏现象得以有效控制，取得了显著应用成效。