破碎顶板巷道超前支护的实践与认识(正式版)

文件编号：TP-AR-L7691

In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.

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破碎顶板巷道超前支护的实践与认识(正式版)

破碎顶板巷道超前支护的实践与认

识(正式版)

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1 前言

孙村煤矿开采深度达到-1 100 m水平，距地面

的垂直距离为1 300 m。井田内断层比较发育，共有

主要断层26条(落差10～450 m)，大中型断层19

条，均为正断层，倾角45°～80°，一般65°～

70°。断层走向有NW、NE、近SN，以NE向为主。断

层发育以高角度正断层为主，岩性较差，部分煤层的

顶底板为破碎的软岩，在四层底板及八层附近是破碎

的泥岩；另外，随着深度增加，断层条数增多，落差

增大，断裂构造越加复杂。由于受深部地应力、矿压

的影响，在穿层掘进、断层、破碎带、复合顶板及煤柱周围，煤岩体破碎压力大，掘进施工期间由于煤岩体松动破碎，顶板易掉顶、片帮，难以再进行锚杆支护，漏顶处需进行穿顶，过后需复棚，施工难度大，安全不能保证，往往造成施工进度慢，给安全造成较大的威胁，也严重影响锚杆的推广应用。针对这一突出问题，孙村煤矿在破碎顶板巷道的施工时，采取了提前打管缝锚杆的超前支护技术，通过近年来的摸索和实践，取得了明显的效果。

2 超前支护的施工方法

2.1 半圆拱锚网喷巷道的超前支护

遇构造、托顶煤及顶板破碎时，采用以下措施：

①首先将巷道的永久支护支到掘进工作面，每次爆破前，紧跟掘进工作面再采用风钻配φ22 mm六棱中空钎子，在巷道掘进工作面施工方向沿巷道的轮

廓以30°～45°角向围岩内打入一排超前金属管缝锚杆(φ33 mm×1 800 mm)并压网，每排一般不少于5根，间距0．3～0．5 m，打超前管缝锚杆作辅助临时支护。当超前支护施工完毕后，根据超前支护的距离开始打眼。

②打眼时循环进尺0．7 m，爆破前最大空顶0．3 m，爆破后最大空顶1．0 m，掘进工作面软岩部分采用密打眼(周边眼距缩至300 mm)、预留保护层、少装药等方法，减轻对围岩的破坏。爆破后先进行敲帮问顶，严格执行敲帮问顶制度，人员站在支护完好的安全地点，用长度大于1．5 m的长把工具，摘除危岩悬矸(包括掘进工作面)后再进行初喷。

③初喷厚度不小于30 mm，一般在30～50 mm，初凝20 min后开始前移前探梁，初喷期间严禁人员进入空顶区。人员站在支护完好的安全地点进行操

作，一人持喷头，一人辅助照明并负责联络，观察顶帮安全和喷射质量，前探梁使用3英寸及以上钢管制作，长度不小于3．2 m；吊环的强度要与前探梁的强度相匹配。上吊环的锚杆必须留有足够的丝扣，一般不小于40 mm，以保证吊环的牢固。前探梁到掘进工作面的端面距不得大于0．3 m。用方木、木篦与顶板按实，用木楔固定。

④做好临时支护后，在临时支护的掩护下进行永久支护的打眼、挂网、安装锚杆等工序。

⑤在压力增大，变形严重时，及时进行顶板锚索加固，锚索间排距2．5 m×2．5 m，由巷道正中向两侧对称布置2排，锚索长度不小于6 m，滞后掘进工作面根据压力大小控制在0～10 m内进行。

2.2 平顶锚网带巷道的超前支护

遇构造、托顶煤及顶板破碎时，采用的施工方法

与半圆拱锚网喷巷道的超前支护基本相同，区别主要有：

①金属管缝锚杆施工的方向不同，平顶锚网带巷道的超前支护紧跟掘进工作面，在巷道顶板方向以30°～45°向围岩打入一排超前金属管缝锚杆(φ33 mm×1 800 mm)并压网，施工的管缝锚杆数量也相应改变。

②爆破后，往前移前探梁，没有初喷这道工序。

③托顶煤施工时，锚索加固更及时，一般滞后掘进工作面不大于3 m，锚索布置在巷道顶板中间位置，呈双排布置，排距2．0 m，锚索间距3．0 m。

3 超前支护的效果及简要分析

孙村矿近几年来在巷道过断层破碎带、软岩、托顶煤等施工中，采用提前打金属管缝锚杆超前支护，

结合缩小循环进尺和空顶，坚持小循环，以保持围岩强度，对破碎松软围岩起到了较好的超前支护作用，有效地控制了顶板，杜绝漏顶事故的发生，也促进了锚杆支护的大面积推广，巷道锚杆的支护率达到100%。实践证明，超前施工金属管缝锚杆是一种有效的前探支护，施工工艺简单，操作方便，掘进速度快，它能够及时有效地加固破碎松软围岩，与永久支护连成一体，效果非常明显。另外，超前支护能起到超前卸压的作用，对防止冲击地压的发生也具有一定的作用。

分析管缝锚杆超前支护所起的作用，主要是巷道开挖后，破坏了围岩原始应力的平衡，引起围岩应力的重新分布。在破碎松软围岩中，围岩受开挖影响而破裂、碎胀，破裂、碎胀的围岩作用在支撑体上，碎胀的围岩黏合性差，本身强度很小，而支承压力来压

迅速，当支承压力没有及时支护或支护强度不够时，将导致巷道的冒顶、片帮，这也是初期锚杆支护难以推广的主要原因。而提前施工管缝锚杆进行超前支护后，由于锚杆有一定的张拉作用，提高巷道围岩承载能力，对围岩起到一定的加固作用；另外，由于破碎围岩的空顶比较小，超前支护的管缝锚杆一端被永久支护的锚杆和网悬吊，一端打在掘进工作面的岩体中受岩体的支撑作用，所以给破碎围岩很好的支撑作用，保持了破碎围岩的稳定，有效地控制了破碎围岩的冒落。

4 结论

通过采用超前支护，有效地控制了破碎松软围岩，结合爆破后的初喷，有效地控制了顶板，杜绝漏顶事故的发生，也促进了锚杆支护的大面积推广。

5 超前支护存在的问题