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摘要：复合顶板采用半长锚固锚杆锚索支护，并辅助技术保障等手段，虽然锚固端处在煤层中，仍能有效控制浅、深部顶板，保证很好支护效果。
关键词：顶板；巷道；掘进；应用
1、概述
河南省平顶山天安煤业股份有限公司一矿丁5-6-32060工作面位于三水平丁二采区中部，东接丁二皮带上山，西接一、六矿边界，南邻丁6-32040工作面，北邻丁6-32080工作面，均未开采。地面埋深800m左右，地层产状为一向北倾斜的单斜构造，煤层倾角4.5-10.3°。
工程量：运输顺槽1970m，回风顺槽1982m，切眼长度250m。西部（以拐点为界）丁5煤层变厚为1.5-2.1m，丁6煤厚为2.1m左右，丁5、丁6夹矸厚度不稳定。东部丁5煤层较薄，为1.0-1.5m，丁6煤厚为2.1m左右，丁5、丁6夹矸厚度2-0.4m。
掘进时，西部沿丁5煤层顶板掘进，开采丁5煤和丁6煤；东部沿丁6煤层顶板掘进，开采丁6煤层。丁6煤层顶板为煤岩复合顶板，属Ⅴ类顶板。（如图-2）
运输顺槽、回风顺槽断面为矩形，宽4.2m，高度2.6m，断面面积为11.9㎡。
2、支护方案及支护参数
在复合顶板掘进时，顶板易掉，传统支护多为U型钢或工字钢架棚支护。这种支护方式钢材消耗量大，工人劳动强度高，不能充分利用围岩的自支撑能力，支护效果不好。锚杆锚索支护支护强度高，具有减少劳动强度，提高施工速度，降低成本等优点。根据锚杆支护机理，虽然在复合型顶板巷道掘进中，锚杆锚固端处在软煤层（丁5煤）没有先例，但通过合理参数确定和施工要求，仍优先采用锚杆锚索支护。
三水平丁二采区为埋深达到800m以上采区，且巷道掘进顶板为复合型顶板，确定锚杆长度、直径、间排距等参数，将对支护效果起决定作用。根据加固原理及工程类比法，确定锚杆参数如下：
2•1顶板锚杆长度L
L=N（1.1+B/10）
L——锚杆长度，m
B——巷道宽度，mB取4.2m
N——围岩稳定性影响系数顶板为Ⅴ类围岩取1.2
L=1.2（1.1+4.2/10）=1.824m。根据实际情况L取2.0m
2•2锚杆间排距D
D≤0.5L=0.5×2=1.0m
2•3锚杆直径d
d=L/110=2/110=0.0182m.根据实际情况d取0.02m
根据以上计算及工程类比，为确保安全，顶板采用锚网梁加锚索支护，锚杆选用φ20×2000mm左旋高强锚杆，每根锚杆锚固剂用K2335快速药卷1卷和Z2335中速药卷2卷，锚杆托盘采用φ128mm、厚8mm钢板。锚杆间排距650×700mm、顶板锚杆7根；顶网选用φ4mm镀锌铁丝，网孔大小为20×20mm，网片规格为800×4200mm，采用双层网护顶；顶锚梁选用φ14×60×4200mm钢筋梁。两帮选用φ18×2000mm钢筋树脂锚杆、每帮4根；每根锚杆锚固剂用Z2335药卷2卷；锚杆托盘为120×120×8mm钢板方托盘内加木托盘。木托盘规格为250×250×50mm；钢网选用φ4mm镀锌铁丝，网孔大小为20×20mm，网片规格为800×2600mm，采用双层网护帮。
锚索选用φ15.24mm钢绞线长6m，每根锚索安6卷Z2335锚固剂，托盘选用16#槽钢300mm长外加锚杆托盘，每排布置3根，排距1.4m（如图3）。
3、施工工艺及质量技术保障措施
3•1施工工艺
（1）锚杆施工
采用掘进机切割成型→挂顶网上锚梁→打临时单体柱→打注安装顶部锚杆→打注帮锚杆→挂网护帮→打注锚索→清理搞好文明生产
所采用的配套机具：掘进机采用EBZ-120TP掘进机。顶锚杆采用MQT-120型风动钻机，φ28mm一字钻头和B19mm中空六角钢钻杆打孔——装一卷K2335，然后装2卷Z2335树脂锚固剂——用风动钻机搅拌（20-30S）——15S左右用风动钻机上紧锚杆（扭矩应在100-140N•m）。
两帮采用MZ-12P煤电钻φ28mm双翼钻头和φ26mm麻花钻杆打孔——装2卷Z2335树脂锚固剂——用煤电钻搅拌（（20-30S）——15S左右用力矩扳手上紧锚杆（扭矩要求同上）。
（2）锚索施工
锚杆打注完后及时打锚索，锚索施工采用MQT-120型风动钻机，φ28mm一字钻头和B19mm中空六角钢钻杆打孔——装6卷Z2335树脂锚固剂——用风动钻机搅拌（20-30S）——10-15min后用油压BSL-30型涨紧千斤顶涨紧锚索，预紧力控制在80-100KN。
3•2技术保障措施
（1）严格锚杆锚索施工质量：锚杆锚索孔的深度、角度等符合设计要求，按作业工艺规程施工安装，保证孔径、药卷、锚杆三径匹配，并保证锚杆锚索及构件、材质和树脂锚固剂质量。
（2）锚杆锚索支护的成败关键看是否达到了“及时、主动”这一核心技术要求，因此锚杆锚索的预紧力必须达到要求，预紧力越大，其支护效果越好；锚索跟工作面且当班必须涨紧。
（3）复合顶板巷道掘进采用小循环施工，最大控制顶距0.8m。临时支护采用DW-30型玻璃钢单体柱2根，为减少顶板暴露时间，充分发挥围岩的自撑能力，应快速安装顶板锚杆，保证浅部围岩稳定。
（4）复合顶板应及时加强深部围岩控制，因此锚索支护施工必须随锚杆支护一起当班施工，确保控制深部围岩稳定，整体提高围岩的支撑能力。
（5）加强巷道监测
要求顶部锚杆锚固力大于80KN，两帮应大于60KN。锚索锚固力应大于200KN，定期作锚固力试验，并有记录，达不到规定要求必须补打锚杆、锚索。
施工巷道建立顶板位移、离层观测点，位移观测采用双十字布点法，离层监测采用LBY-3型离层仪。
在巷道施工30天内，平均顶板下沉应小于5mm/d，施工50天内平均应小于3mm/d，并趋稳定，顶板失稳离层界限值150mm左右。
4、现场监测及支护效果
对丁6-32060运输顺槽、回风顺槽，定期做锚杆拉拔力试验，采用半长锚固锚杆拉拔力，均在100KN以上符合设计，经过锚杆位移离层监测，施工最初两个月顶板位移累计98mm，二个月后基本稳定。没出现离层超限情况。达到了很好的支护效果。
5、结论
（1）复合顶板采用半长锚固锚杆锚索支护，并辅助技术保障等手段，虽然锚固端处在煤层中，仍能有效控制浅、深部顶板，保证很好支护效果。
（2）复合顶板施工，应采用小循环逐排施工，锚杆锚索同步施工。
（3）在复合顶板采用半长锚固锚杆锚索支护，可减轻工人劳动强度，降低工字钢或U型钢等材料消耗，降低成本，在试验期间丁6-32060
运输顺槽、回风顺槽平均工作面月进尺达到300m以上。
关键词：顶板；巷道；掘进；应用
1、概述
河南省平顶山天安煤业股份有限公司一矿丁5-6-32060工作面位于三水平丁二采区中部，东接丁二皮带上山，西接一、六矿边界，南邻丁6-32040工作面，北邻丁6-32080工作面，均未开采。地面埋深800m左右，地层产状为一向北倾斜的单斜构造，煤层倾角4.5-10.3°。
工程量：运输顺槽1970m，回风顺槽1982m，切眼长度250m。西部（以拐点为界）丁5煤层变厚为1.5-2.1m，丁6煤厚为2.1m左右，丁5、丁6夹矸厚度不稳定。东部丁5煤层较薄，为1.0-1.5m，丁6煤厚为2.1m左右，丁5、丁6夹矸厚度2-0.4m。
掘进时，西部沿丁5煤层顶板掘进，开采丁5煤和丁6煤；东部沿丁6煤层顶板掘进，开采丁6煤层。丁6煤层顶板为煤岩复合顶板，属Ⅴ类顶板。（如图-2）
运输顺槽、回风顺槽断面为矩形，宽4.2m，高度2.6m，断面面积为11.9㎡。
2、支护方案及支护参数
在复合顶板掘进时，顶板易掉，传统支护多为U型钢或工字钢架棚支护。这种支护方式钢材消耗量大，工人劳动强度高，不能充分利用围岩的自支撑能力，支护效果不好。锚杆锚索支护支护强度高，具有减少劳动强度，提高施工速度，降低成本等优点。根据锚杆支护机理，虽然在复合型顶板巷道掘进中，锚杆锚固端处在软煤层（丁5煤）没有先例，但通过合理参数确定和施工要求，仍优先采用锚杆锚索支护。
三水平丁二采区为埋深达到800m以上采区，且巷道掘进顶板为复合型顶板，确定锚杆长度、直径、间排距等参数，将对支护效果起决定作用。根据加固原理及工程类比法，确定锚杆参数如下：
2•1顶板锚杆长度L
L=N（1.1+B/10）
L——锚杆长度，m
B——巷道宽度，mB取4.2m
N——围岩稳定性影响系数顶板为Ⅴ类围岩取1.2
L=1.2（1.1+4.2/10）=1.824m。根据实际情况L取2.0m
2•2锚杆间排距D
D≤0.5L=0.5×2=1.0m
2•3锚杆直径d
d=L/110=2/110=0.0182m.根据实际情况d取0.02m
根据以上计算及工程类比，为确保安全，顶板采用锚网梁加锚索支护，锚杆选用φ20×2000mm左旋高强锚杆，每根锚杆锚固剂用K2335快速药卷1卷和Z2335中速药卷2卷，锚杆托盘采用φ128mm、厚8mm钢板。锚杆间排距650×700mm、顶板锚杆7根；顶网选用φ4mm镀锌铁丝，网孔大小为20×20mm，网片规格为800×4200mm，采用双层网护顶；顶锚梁选用φ14×60×4200mm钢筋梁。两帮选用φ18×2000mm钢筋树脂锚杆、每帮4根；每根锚杆锚固剂用Z2335药卷2卷；锚杆托盘为120×120×8mm钢板方托盘内加木托盘。木托盘规格为250×250×50mm；钢网选用φ4mm镀锌铁丝，网孔大小为20×20mm，网片规格为800×2600mm，采用双层网护帮。
锚索选用φ15.24mm钢绞线长6m，每根锚索安6卷Z2335锚固剂，托盘选用16#槽钢300mm长外加锚杆托盘，每排布置3根，排距1.4m（如图3）。
3、施工工艺及质量技术保障措施
3•1施工工艺
（1）锚杆施工
采用掘进机切割成型→挂顶网上锚梁→打临时单体柱→打注安装顶部锚杆→打注帮锚杆→挂网护帮→打注锚索→清理搞好文明生产
所采用的配套机具：掘进机采用EBZ-120TP掘进机。顶锚杆采用MQT-120型风动钻机，φ28mm一字钻头和B19mm中空六角钢钻杆打孔——装一卷K2335，然后装2卷Z2335树脂锚固剂——用风动钻机搅拌（20-30S）——15S左右用风动钻机上紧锚杆（扭矩应在100-140N•m）。
两帮采用MZ-12P煤电钻φ28mm双翼钻头和φ26mm麻花钻杆打孔——装2卷Z2335树脂锚固剂——用煤电钻搅拌（（20-30S）——15S左右用力矩扳手上紧锚杆（扭矩要求同上）。
（2）锚索施工
锚杆打注完后及时打锚索，锚索施工采用MQT-120型风动钻机，φ28mm一字钻头和B19mm中空六角钢钻杆打孔——装6卷Z2335树脂锚固剂——用风动钻机搅拌（20-30S）——10-15min后用油压BSL-30型涨紧千斤顶涨紧锚索，预紧力控制在80-100KN。
3•2技术保障措施
（1）严格锚杆锚索施工质量：锚杆锚索孔的深度、角度等符合设计要求，按作业工艺规程施工安装，保证孔径、药卷、锚杆三径匹配，并保证锚杆锚索及构件、材质和树脂锚固剂质量。
（2）锚杆锚索支护的成败关键看是否达到了“及时、主动”这一核心技术要求，因此锚杆锚索的预紧力必须达到要求，预紧力越大，其支护效果越好；锚索跟工作面且当班必须涨紧。
（3）复合顶板巷道掘进采用小循环施工，最大控制顶距0.8m。临时支护采用DW-30型玻璃钢单体柱2根，为减少顶板暴露时间，充分发挥围岩的自撑能力，应快速安装顶板锚杆，保证浅部围岩稳定。
（4）复合顶板应及时加强深部围岩控制，因此锚索支护施工必须随锚杆支护一起当班施工，确保控制深部围岩稳定，整体提高围岩的支撑能力。
（5）加强巷道监测
要求顶部锚杆锚固力大于80KN，两帮应大于60KN。锚索锚固力应大于200KN，定期作锚固力试验，并有记录，达不到规定要求必须补打锚杆、锚索。
施工巷道建立顶板位移、离层观测点，位移观测采用双十字布点法，离层监测采用LBY-3型离层仪。
在巷道施工30天内，平均顶板下沉应小于5mm/d，施工50天内平均应小于3mm/d，并趋稳定，顶板失稳离层界限值150mm左右。
4、现场监测及支护效果
对丁6-32060运输顺槽、回风顺槽，定期做锚杆拉拔力试验，采用半长锚固锚杆拉拔力，均在100KN以上符合设计，经过锚杆位移离层监测，施工最初两个月顶板位移累计98mm，二个月后基本稳定。没出现离层超限情况。达到了很好的支护效果。
5、结论
（1）复合顶板采用半长锚固锚杆锚索支护，并辅助技术保障等手段，虽然锚固端处在煤层中，仍能有效控制浅、深部顶板，保证很好支护效果。
（2）复合顶板施工，应采用小循环逐排施工，锚杆锚索同步施工。
（3）在复合顶板采用半长锚固锚杆锚索支护，可减轻工人劳动强度，降低工字钢或U型钢等材料消耗，降低成本，在试验期间丁6-32060
运输顺槽、回风顺槽平均工作面月进尺达到300m以上。