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摘要：在大埋深特厚松散煤层大跨度开切眼施工中，为确保施工安全和工程质量，应用大跨度开切眼复合支护技术，减少顶板的缓慢下沉量和两帮的移近量，使开切眼巷道尺寸符合后续安装大型综采设备安装需要，具有较好的实际应用效益。以下本篇针对具体工程实例，探析大跨度开切眼复合支护技术。
关键字：开切眼；复合支护；大跨度；技术
引言
针对厚煤层工作面开切眼跨度情况，应用大跨度开切眼复合支护技术，采取高强预应力让压锚杆、高锚固点以及高承载结构形式，避免工作面切眼顶板离层破碎，维护开切眼巷道安全，确保后续工作面设备安装安全施工。以下对此做具体介绍。
一、煤矿工程实例
田陈煤矿北七一采区3下7108工作面位于鲍沟镇西约400m、北风井西北约1800m，井下位置位于北七西翼轨道下山及运输下山右翼，煤层厚度平均8m，地面标高为+52～54m，地下水平标高-630～-760m，埋深800m左右，属于深部掘进巷道。工作面位于邢寨支断层与F7—15断层之间，邢寨支断层位于工作面右侧，落差为110m，F7—15断层落差为15m，切眼与金庄井田毗邻。工作面煤层厚度7m左右，落差18米的F7-24断层把工作面分为里、外两个块段，工作面设计为综采放顶煤回采工艺，运输巷、轨道巷和切眼均沿3下煤层底板掘进，巷道均为矩形断面，其跨度与支护结构图：
图1 工作面支护结构图
二、采取大跨度开切眼复合支护的原理及优势
（一）原理
大跨度开切眼复合支护技术原理就是，在大跨度开切眼支护中，从应力角度分析，其外承载结构，是在巷道围岩较深部的切向应力集中区域，故此在相应范围内切向应力也将会高于弹性区以及内承载结构应力[1]。其中，内承载结构位于切向应力降低区，内外承载结构模型中，使得切向应力向围岩深部转移，形成外承载结构，利于外承载结构稳定，承担岩层应力，限制塑性区扩展，保护内承载结构，起到巷道围岩稳定作用，保证煤矿采掘中巷道围岩的稳定[2]。
（二）优势
其优势在于，对于3下7108工作面两顺槽支护中，为方便后期切眼刷大施工，在首掘切眼时采用与两顺槽相同的支护方式，由于以往托顶煤大断面切眼刷大后，净宽度为7.8米，采用边刷大、边安装支架方式，占用人员较多，运输、安装环节复杂，人工耙装消耗体力较大；故此，改用大跨度开切眼复合支护技术，可以节省人力及成本资源。
三、应用大跨度开切眼复合支护技术的对策
（一）形成内外承载结构
在大跨度开切眼支护中，确定高强预应力让压锚杆以及加厚 W 钢带、钢筋网等支护技术后，为限制大跨度厚层泥岩顶板破碎区扩展，使锚杆支护中可以有足够大的支护范围与支护强度，可以采用3. 0 m单轴抗拉强度600 MPa 的高强度锚杆，并应用高强度加厚托盘以及钢筋网加固破碎区泥岩[3]。实际的大跨度开切眼锚固支护技术中，顶板采用直径为20mm，长度为2400mm高强预应力让压锚杆，并配合3 mm 加厚 W钢带支护，确保锚杆屈服强度在 600 Mpa；开切眼刷帮后，在距帮3 m 的位置，沿巷道打设单体支柱实施锚杆支护，柱距为1. 2 m。
（二）大断面切眼
大断面切眼刷大，采用锚网梯索配木垛单体作为顶板永久支护，顶部打设五棵高强预应力让压锚杆，其间排距为900×900 mm，铺挂钢筋网及钢带；并在巷中按每排打设一棵或两棵锚索，锚索规格为φ15.5mm的钢绞线，其长度以其能锚入硬岩的深度不小于1.5米为准，在切眼内打设一排木垛及单体进行加强支护，木垛打设在距刷大切眼面前侧3200mm（木垛中）的位置处，木垛间距为3.6米（中—中），且木垛超前刷大迎头不小于8米。大跨度开切眼锚固支护技术中，为确保木垛的整体性，木垛与木垛之间用两块木板梁连接与顶板接实，板梁下方按照800mm间距打设两棵悬浮单体；右帮打设四棵普通金属锚杆，其间排距为1000×900 mm，挂铁丝网配钢筋梯。木垛采用道板；木板梁规格为长×宽×厚=3600×150×120mm，单体规格：3.5米悬浮单体。大跨度开切眼锚固支护技术中，保证两木垛之间用两块板梁连接，两块板梁并排居中打设，并且结实顶板，单体打设按照间距800mm在两木垛之间打设，上面必须与板梁接实，要求每次刷大的循环进度为1.0米，严禁随意扩大循环进度，且在刷大后，必须保证木垛及单体距刷大迎头8米距离，以便有效的控制顶板。
（三）锚固支护细节
1、打锚杆眼
打眼前，首先按照中线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须先进行处理；打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后、方可开始工作，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过100mm，眼向误差不得大于15度。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配，严格按锚杆长度打眼，锚杆眼打好后，应将眼内的岩渣、积水清理干净。
2、安装锚杆
安装前，应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。安装顶板锚杆时，把2支树脂锚固剂送入眼底，把锚杆插入锚杆眼内，使锚杆顶住树脂锚固剂，用安有专用注锚器的锚杆钻机卡住锚杆螺帽，开动锚杆钻机，使锚杆钻机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度及锚杆上的专用蓝色垫圈被挤出为止。安装帮部锚杆时，先将2支树脂锚固剂依次推入眼底，然后把锚杆插入锚杆眼内，使锚杆顶住树脂锚固剂，外端头套上螺帽，用带有专用套筒的风动锚杆安装机卡住螺帽，开动锚杆安装机，使锚杆安装机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度、锚杆安装机转不动为止；挂好铁丝网，上好托盘，拧上螺帽，网与网严禁压茬，且网之间用专用连接条进行连接。
（四）效果分析
在大埋深厚煤层中应用大跨度开切眼复合支护技术后，其开切眼巷道开挖后移近量达 400mm，顶板下沉量为150 mm，未出现锚杆破断以及锚索崩断现象，未影响工作面切眼内大型综采设备安装，提高锚杆、高锚固点以及高强度承载结构性能，具有实际应用效果。大跨度开切眼复合支护中，使顶板受力状态转变成三向受力状态，有效控制巷道破碎围岩变形，降低大跨度开切眼巷道顶板的缓慢下沉，防止大跨度切眼冒顶、漏顶等顶板事故的发生，维护大跨度开切眼巷道围岩的稳定性，为后续综采设备的顺利安装奠定基础。
四、结论
综上所述，针对大埋深特厚松散煤层托顶煤大断面切眼刷大工艺实践中，应用大跨度开切眼复合支护技术，有效地改善了切眼施工后因埋深大围岩应力大而造成的顶板缓慢下沉量大，两帮移近量大等问题，使切眼尺寸能到达到设计尺寸，解决后续综采设备安装困难的问题，同时提高了切眼支护强度，有效地防止了切眼漏顶、冒顶等事故的发生，实现安全施工。较采用边刷大、边安装支架的传统方式，大埋深特厚松散煤层大跨度开切眼复合支护技术有效地解决了传统方式占用人员较多，运输、安装环节复杂，人工耙装消耗体力较大，现场安全管理难度大等问题，实现了切眼的集中施工和综采设备的集中安装，既提高了工程质量和减轻了施工的安全管理压力，具有较好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 张德雷. 开切眼大跨度全断面锚索网支护技术[J]. 煤炭工程，2012，07（18）：41-42.
[2] 张农，高明仕. 煤巷高强预应力锚杆支护技术与应用[J]. 中国矿业大学学报，2011，14（12）：76-77.
[3] 康红普，王金华，林健. 高预应力强力支护系统及其在深部巷道中的应用[J]. 煤炭学报，2010，21（14）：56-57.
[4] 张海力. 小孔径预应力锚索支护工艺在大断面切眼中的应用[J]. 煤炭工程，2011，06（34）：45-46.
关键字：开切眼；复合支护；大跨度；技术
引言
针对厚煤层工作面开切眼跨度情况，应用大跨度开切眼复合支护技术，采取高强预应力让压锚杆、高锚固点以及高承载结构形式，避免工作面切眼顶板离层破碎，维护开切眼巷道安全，确保后续工作面设备安装安全施工。以下对此做具体介绍。
一、煤矿工程实例
田陈煤矿北七一采区3下7108工作面位于鲍沟镇西约400m、北风井西北约1800m，井下位置位于北七西翼轨道下山及运输下山右翼，煤层厚度平均8m，地面标高为+52～54m，地下水平标高-630～-760m，埋深800m左右，属于深部掘进巷道。工作面位于邢寨支断层与F7—15断层之间，邢寨支断层位于工作面右侧，落差为110m，F7—15断层落差为15m，切眼与金庄井田毗邻。工作面煤层厚度7m左右，落差18米的F7-24断层把工作面分为里、外两个块段，工作面设计为综采放顶煤回采工艺，运输巷、轨道巷和切眼均沿3下煤层底板掘进，巷道均为矩形断面，其跨度与支护结构图：
图1 工作面支护结构图
二、采取大跨度开切眼复合支护的原理及优势
（一）原理
大跨度开切眼复合支护技术原理就是，在大跨度开切眼支护中，从应力角度分析，其外承载结构，是在巷道围岩较深部的切向应力集中区域，故此在相应范围内切向应力也将会高于弹性区以及内承载结构应力[1]。其中，内承载结构位于切向应力降低区，内外承载结构模型中，使得切向应力向围岩深部转移，形成外承载结构，利于外承载结构稳定，承担岩层应力，限制塑性区扩展，保护内承载结构，起到巷道围岩稳定作用，保证煤矿采掘中巷道围岩的稳定[2]。
（二）优势
其优势在于，对于3下7108工作面两顺槽支护中，为方便后期切眼刷大施工，在首掘切眼时采用与两顺槽相同的支护方式，由于以往托顶煤大断面切眼刷大后，净宽度为7.8米，采用边刷大、边安装支架方式，占用人员较多，运输、安装环节复杂，人工耙装消耗体力较大；故此，改用大跨度开切眼复合支护技术，可以节省人力及成本资源。
三、应用大跨度开切眼复合支护技术的对策
（一）形成内外承载结构
在大跨度开切眼支护中，确定高强预应力让压锚杆以及加厚 W 钢带、钢筋网等支护技术后，为限制大跨度厚层泥岩顶板破碎区扩展，使锚杆支护中可以有足够大的支护范围与支护强度，可以采用3. 0 m单轴抗拉强度600 MPa 的高强度锚杆，并应用高强度加厚托盘以及钢筋网加固破碎区泥岩[3]。实际的大跨度开切眼锚固支护技术中，顶板采用直径为20mm，长度为2400mm高强预应力让压锚杆，并配合3 mm 加厚 W钢带支护，确保锚杆屈服强度在 600 Mpa；开切眼刷帮后，在距帮3 m 的位置，沿巷道打设单体支柱实施锚杆支护，柱距为1. 2 m。
（二）大断面切眼
大断面切眼刷大，采用锚网梯索配木垛单体作为顶板永久支护，顶部打设五棵高强预应力让压锚杆，其间排距为900×900 mm，铺挂钢筋网及钢带；并在巷中按每排打设一棵或两棵锚索，锚索规格为φ15.5mm的钢绞线，其长度以其能锚入硬岩的深度不小于1.5米为准，在切眼内打设一排木垛及单体进行加强支护，木垛打设在距刷大切眼面前侧3200mm（木垛中）的位置处，木垛间距为3.6米（中—中），且木垛超前刷大迎头不小于8米。大跨度开切眼锚固支护技术中，为确保木垛的整体性，木垛与木垛之间用两块木板梁连接与顶板接实，板梁下方按照800mm间距打设两棵悬浮单体；右帮打设四棵普通金属锚杆，其间排距为1000×900 mm，挂铁丝网配钢筋梯。木垛采用道板；木板梁规格为长×宽×厚=3600×150×120mm，单体规格：3.5米悬浮单体。大跨度开切眼锚固支护技术中，保证两木垛之间用两块板梁连接，两块板梁并排居中打设，并且结实顶板，单体打设按照间距800mm在两木垛之间打设，上面必须与板梁接实，要求每次刷大的循环进度为1.0米，严禁随意扩大循环进度，且在刷大后，必须保证木垛及单体距刷大迎头8米距离，以便有效的控制顶板。
（三）锚固支护细节
1、打锚杆眼
打眼前，首先按照中线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须先进行处理；打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后、方可开始工作，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过100mm，眼向误差不得大于15度。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配，严格按锚杆长度打眼，锚杆眼打好后，应将眼内的岩渣、积水清理干净。
2、安装锚杆
安装前，应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。安装顶板锚杆时，把2支树脂锚固剂送入眼底，把锚杆插入锚杆眼内，使锚杆顶住树脂锚固剂，用安有专用注锚器的锚杆钻机卡住锚杆螺帽，开动锚杆钻机，使锚杆钻机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度及锚杆上的专用蓝色垫圈被挤出为止。安装帮部锚杆时，先将2支树脂锚固剂依次推入眼底，然后把锚杆插入锚杆眼内，使锚杆顶住树脂锚固剂，外端头套上螺帽，用带有专用套筒的风动锚杆安装机卡住螺帽，开动锚杆安装机，使锚杆安装机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度、锚杆安装机转不动为止；挂好铁丝网，上好托盘，拧上螺帽，网与网严禁压茬，且网之间用专用连接条进行连接。
（四）效果分析
在大埋深厚煤层中应用大跨度开切眼复合支护技术后，其开切眼巷道开挖后移近量达 400mm，顶板下沉量为150 mm，未出现锚杆破断以及锚索崩断现象，未影响工作面切眼内大型综采设备安装，提高锚杆、高锚固点以及高强度承载结构性能，具有实际应用效果。大跨度开切眼复合支护中，使顶板受力状态转变成三向受力状态，有效控制巷道破碎围岩变形，降低大跨度开切眼巷道顶板的缓慢下沉，防止大跨度切眼冒顶、漏顶等顶板事故的发生，维护大跨度开切眼巷道围岩的稳定性，为后续综采设备的顺利安装奠定基础。
四、结论
综上所述，针对大埋深特厚松散煤层托顶煤大断面切眼刷大工艺实践中，应用大跨度开切眼复合支护技术，有效地改善了切眼施工后因埋深大围岩应力大而造成的顶板缓慢下沉量大，两帮移近量大等问题，使切眼尺寸能到达到设计尺寸，解决后续综采设备安装困难的问题，同时提高了切眼支护强度，有效地防止了切眼漏顶、冒顶等事故的发生，实现安全施工。较采用边刷大、边安装支架的传统方式，大埋深特厚松散煤层大跨度开切眼复合支护技术有效地解决了传统方式占用人员较多，运输、安装环节复杂，人工耙装消耗体力较大，现场安全管理难度大等问题，实现了切眼的集中施工和综采设备的集中安装，既提高了工程质量和减轻了施工的安全管理压力，具有较好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 张德雷. 开切眼大跨度全断面锚索网支护技术[J]. 煤炭工程，2012，07（18）：41-42.
[2] 张农，高明仕. 煤巷高强预应力锚杆支护技术与应用[J]. 中国矿业大学学报，2011，14（12）：76-77.
[3] 康红普，王金华，林健. 高预应力强力支护系统及其在深部巷道中的应用[J]. 煤炭学报，2010，21（14）：56-57.
[4] 张海力. 小孔径预应力锚索支护工艺在大断面切眼中的应用[J]. 煤炭工程，2011，06（34）：45-46.