密集工字钢棚在巷道顶板破碎带中应用

王罡华

(山西长平煤业有限责任公司，山西 晋城 048000)

1 工程概述

长平煤矿53051巷设计长度为1 400 m，巷道设计断面规格为4.5 m×4.0 m(宽×高),巷道为矩形断面，巷道沿3#煤层顶板掘进，巷道无危顶，直接顶主要以砂质泥岩为主，平均厚度为2.4 m,基本顶主要以粗砂岩为主，平均厚度为9.8 m，53051巷采用EBZ200型掘进机机械化掘进，截止目前巷道已掘进920 m[1]。

53051巷掘进至910 m处巷道围岩破碎严重，主要表现在两帮片帮以及收缩严重、顶板下沉等，通过钻探及地质资料发现，巷道掘进至925 m处揭露一条F2断层，断层落差为1.7 m，平均倾角为52°，受断层影响巷道在揭露断层期间构造应力在巷道开挖空间产生释压现象，导致围岩破坏严重，为了保证巷道安全快速过F2断层影响区，必须对断层带附近岩体进行加强支护，削弱构造应力对顶板垂直破坏作用，对此，长平煤矿综掘三队通过研究决定，对断层影响区顶板架设密集矩形工字钢棚[2-3]。

2 原支护设计及存在难题

2.1 传统支护方式

1)53051巷传统的支护方式采用螺纹钢锚杆对顶板进行支护。锚杆的直径与长度分别为22 mm、2.5 m，顶板每排施工5个钻孔，并在每个钻孔内依次放入2支树脂药，相邻锚杆的距离为1.0 m，相邻2排锚杆的距离为1.0 m，所有锚索的安装方向要与巷道顶板垂直[4-5]。

2)巷道使用的钢带型号为“JW”型，钢带尺寸为4.2 m×0.25 m×4 mm(长×宽×高)，并将5根锚杆分别传入钢带孔内，相邻钢带的距离为1.0 m。

3)顶板锚索采用长度与直径分别为4.5 m、17.8 mm的预应力钢绞线，相邻锚索之间的距离为1.6 m，每间隔3排钢带安装1组锚索，并采用长度为为0.3 m的方托板与锚索紧固。……