關于復合頂支護模板的創建

孟兆穎

摘 要：復合頂一直是煤礦最大的頂板隱患之一，尤其是錨桿錨固劑范圍存在復合頂，極易發生大范圍冒頂事故，對職工安全構成威脅；通過創建“復合頂支護模板”，保證第一時間頂板合理支護，實現本質安全。

關鍵詞：復合頂；支護模板；錨索

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.061

1 引言

翟鎮煤礦二、四層為典型的復合頂，正常煤直接頂為粉砂巖，含1～4層復合頂，厚度約0.5-1.0m，對復合頂采用錨帶網+錨索聯合支護，針對復合頂變化頻繁，創建了“復合頂支護模板”，現場遇各類復合頂板時，可對照該模板，明確支護方式，杜絕頂板隱患和頂板事故。

2 七種條件下，復合頂支護模板的確定

（1）當頂板以上1米范圍有復合頂時（1m至6m范圍無復合頂、且為完整堅硬的砂巖），且頂板完整、錨桿錨固劑全部錨在硬巖中，不再打設錨索；

（2）當頂板以上2米范圍有復合頂或錨桿錨固劑錨在煤中時，每排2根錨索之字形布置，距幫1200mm，錨索跟迎頭施工。

（3）當頂板以上2米范圍有復合頂且錨桿錨固端全部錨在硬巖中時，每排1根錨索之字形布置，距幫1200mm，錨索跟迎頭施工。

（4）當頂板3米內有復合頂、錨桿錨固劑全部錨在硬巖中、頂板完整時，可隔排之字形布置一根錨索，錨索拖后迎頭2排；若頂板破碎時，改為每排布置一根錨索，錨索跟迎頭支護。

（5）當頂板以上3-4m有復合頂時，同樣按隔排之字形布置一根錨索，錨索拖后迎頭2排；

（6）當頂板以上4-5m有復合頂時，可隔2排之字形布置一根錨索，錨索拖后迎頭3排；

（7）當頂板5m以上有復合頂時、且頂板完整，因直接頂較厚，若頂板無壓力時，不再打設錨索，但每隔10m必須打探眼探明頂板巖性；

（8）復合頂區域施工時，每班打設一深6m的探眼，探明頂板巖性后，若巖性變化，現場及時匯報技術員確定合理支護方式。

3 錨索支護設計

錨索規格：高強度、低松馳、粘結式1×7鋼絞線，直徑17.8mm， 最低破斷載荷353KN。根據該巷道的巖性柱狀圖進行分析，錨索錨固體位于二、四層煤以上直接頂中就能提供足夠的懸吊能力。錨索錨固長度不小于1.5m，則所需錨索有效長度為：4.5m+1.5m=6.0m，為獲得最佳懸吊效果，要確定潛在破壞范圍，從而確定被懸吊的載荷。根據以下公式計算：

錨索支護強度設計：

H'=1.5B=1.5×4.2=6.3m S=1/2×H'B=0.5×6.3×4.2=13.23m2

W=SrD排=13.23×24×1=317.52KN P=P1=353KN

P=353KN〉W=317.52N

符合要求，故選用此錨索，排距按最大1m 式中：H---潛在冒落拱高度，S ---潛在破壞范圍面積， B ---巷道荒寬m W ---潛在垮落范圍內自重載荷，r ---頂板巖層容重，取24KN/m3 D排---錨索排距， P ---錨索懸吊載荷。

錨索托盤：采用Q235的鋼材制作為蝶形托盤，托盤強度要與錨索強度相匹配，托盤承載力應不小于錨索設計承載力的1.5倍。錨索桁架：采用11#工字鋼金屬托梁，長度約1300mm，兩端鉆孔，強度滿足要求。

驗算結論：根據以上驗算，采用直徑17.8mm、長6000mm的錨索，可有效控制頂板下沉。

4 效果

應用“復合頂支護模板”后，頂板得到合理支護，經過對二四層長時間礦壓觀測分析，一是壓力顯現不明顯，頂板下沉量在0～10mm之間，基本無變化，二是杜絕了冒頂現象。

5 結論

通過創建和應用“復合頂支護模板”，明確了各類復合頂支護參數，有效解決了現場頂板發生變化時的合理支護，杜絕了頂板事故，實現本質安全。endprint