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[摘 要] 本文针对朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面切眼在复杂地质条件下大断面施工过程中遇到的技术难题进行研究，根据切眼特殊情况提出相应的支护方案，确定了锚网索支护参数，并对该支护方案的支护效果进行了矿压监测；实践证明该切眼采用锚网索支护技术，既改善了巷道围岩的变形量，又保证了巷道快速掘进，在同类地质条件下大断面施工提供了可靠技术经验。
[关键词]复杂地质条件 大断面 锚网索支护
中图分类号：T23D6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0233-01
0、前言
朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面切眼为满足综采设备的安装，其设计尺寸为净宽×净高=7200×2900mm，受断层及采动影响，切眼顶板及围岩破碎，常规的锚杆支护及工字钢棚支护技术已不能满足安全生产的需要，为了降低支护费用，提高掘进速度，并使切眼施工及安装工序顺利安全进行，朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面切眼采用锚网索支护，经实践证明，该支护技术施工安全、工期短、费用低，能有效控制巷道顶板，有效解决了复杂地质条件下大断面巷道支护技术难题。
1、工程地质概况
朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面位于Ⅱ3采区第四区段，东至F19断层附近，西至F23断层，上邻已开采的Ⅱ1036工作面，下邻II10310工作面尚未准备。工作面走向长700m，倾向158m，煤层倾角18～22°，煤层厚度0.75～2.93m，平均2.5m。该10煤层为稳定煤层，宏观煤岩类型以亮煤为主，暗煤次之，油脂光泽，块状、鳞片状构造。普氏硬度f平均为1.13，煤层较硬。煤层中局部夹有 0.2～0.4m的泥岩夹矸，受沉积环境和区域构造影响局部煤层较薄。煤层产状为：走向300°～311°、倾向49°～60°。
Ⅱ1038工作面切眼沿10煤顶板掘进，综掘施工，切眼断面规格为净宽×净高=7200×2900mm。根據附近巷道接露、勘探及打钻资料，切眼掘进过程中将遇到Ⅱ834F2：走向196°、倾向106°倾角72°、落差为5～8m正断层，ⅡF2：走向260°、倾向350°倾角65～75°、落差为0～12m正断层，两个断层影响，煤层基本顶为3.5～6.5m粉砂岩，直接顶为2.0～5.0m中、细粒砂岩，伪顶为0～2.0m极不稳定的泥岩，直接底为2～4.5m的砂质泥岩，老底为6～10m的细砂岩。
2、“锚网索”支护机理
Ⅱ1038工作面切眼净宽为7.2m，巷道跨度大，巷道暴露的空间大，根据三铰拱原理，巷道净跨度大，导致巷道顶板承受的原岩垂直应力增大，特别是在巷道受断层影响，顶板破碎段，本身也会对下位岩层形成较大的垂直载荷，易导致顶板垮落。Ⅱ1038工作面切眼上邻已回采的Ⅱ1036工作面，工作面受Ⅱ834F2、ⅡF2断层以及采区边界大断层F23影响，工作面承受高应力地压以及采动压力的双重作用，必须采取补强措施，才能确保施工安全。
应用“锚杆+锚索”联合支护技术可以克服单纯锚杆支护的弊病。锚杆可以发挥挤压加固作用，促使锚固范围之内的岩石形成能承受一定载荷的整体结构，维护锚杆长度范围内的顶板，保持整体性，一定程度上阻止上部围岩的松动与变形。锚索则锚固在上部稳定的老顶岩层之中，发挥其悬吊作用，将潜在的垮落范围之内的顶板岩层悬吊于完整坚固的老顶岩体上，由锚索来承担垮落范围之内的岩层所受的垂直载荷，加大“锚固平衡拱”厚度，防止顶板岩层离层。
3、支护参数
施工时，顶部采用φ22×2500mm高强螺纹钢锚杆，顶锚杆间、排距为750×800mm。老塘侧帮部采用φ20×2000mm高强螺纹钢锚杆，工作面推进侧帮部采用φ20×2000mm玻璃钢锚杆，锚杆间、排距为850×800mm。顶部及老塘帮每根锚杆用两卷树脂加长锚固，顶锚杆螺母扭矩≮300N·m，锚固力≮80KN；帮部锚杆螺母扭矩≮200N·m，锚固力≮60KN。顶部采用M钢带配合钢筋网护顶，钢筋网为直径Φ6mm圆钢焊接网，网孔为100×100mm。铺网搭接长度≮100mm，间隔200mm用12#铁丝联接。老塘帮采用锚杆、金属网加梯子梁支护，推进侧采用玻璃钢锚杆、塑料网加梯子梁支护。顶部施工3套锚索补强，锚索为YMS17.8/6.3-1860型，锚索采用1块TPF-200×200/10mm托盘，间、排距2500×1600mm，即每两排锚杆施工一组锚索，锚索预紧力≮100KN，每根锚索用一卷快速药卷和两卷中速药卷锚固，锚杆与锚索间隔布置。沿切眼顺山方向滞后迎头30m，每排布置4根单体支柱配合铰接顶梁补强，支柱排距1.0m，梁为HDJA-1200铰接顶梁，柱为DZ31-250/100外注式单体液压支柱。
4、矿压观测
⑴ 巷道表面位移
①布置方式：切眼内每隔30mm布置一个测站，对特殊地段（如断层带、裂隙发育段等）增加测点。
②每个测点（观测断面）采用“十字布点法”布置
③每个观测站均标明位置以及煤岩性描述。
④测点设立后，前期每隔一天观测一次，表面位移趋于稳定后，每周观测一次，并做好记录和资料整理。
⑵顶板离层指示仪布置
①切眼内每30mm安设一组顶板离层仪，布置在巷道顶板中央。
②安设方法：
在巷道顶板垂直打入一个直径φ=28mm钻孔，一直打到坚硬老顶，深度一般为5～8m，将棘爪推到深部稳定岩层内（一般超过锚索锚固尾端300mm）；再将另一个棘爪推到2.5m位置，其准确位置是与锚杆锚固尾端一致。
将不锈钢钢丝拉紧后，按要求固定在孔口测读装置上，记下原始数据，以后每周观测一次。锚固区内、外顶板离层值≤20mm为安全值。
⑶液压枕布置
①在切眼上口布置一站液压枕，每一个测站顶部安设3个，中顶1个，两侧顶布置2个；切眼每向前施工30m安设一处。
②安装：顶部正中锚杆安设一个，每组测站的液压枕应安装齐全；使用时首先对锚杆施加于预应力，记下压力盒指示的压力值。
③观测方法同顶板离层仪，定时观测锚杆与时间变化的关系。
⑷锚杆（索）检测措施
施工单位要按规定配齐、设置各类监测仪器（表）和工具。对锚杆初锚扭矩、锚拔力及锚索锚固力进行检测。为确保支护质量，采取措施如下：
①建立锚杆（索）日检制度，每天早班由当班跟班人员负责对上一个圆班施工的锚杆进行抽测，初锚扭矩抽测不少于30%，锚拔力抽测一组（顶1根、帮1根）。
②所有锚索必须实行编号管理，责任到人。锚索安装完毕后，必须在每根锚索托盘上注明施工责任人、管理人及安装时间，并将相关信息认真填写在锚索施工检测表内。检测人员对上一圆班施工的全部锚索进行检测张拉，张拉后在托盘上注明检测人，并将张拉情况认真填写在锚索施工检测表内。
③锚拔力测试一般不作破坏性试验，当拉拔加载至设计锚拔力的90%时即为合格。拉拔检测过的锚杆（索）要有明显标记，不得重复拉拔，不宜超过规定值过大，以防损坏设备或拉坏锚杆（索）。测试锚杆应立即紧固。
④认真填写检测记录，检测数据（初锚扭矩、锚拔力、锚索锚固力）齐全、真实、可靠，严禁弄虚作假。
5、结束语
朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面切眼采用锚网索联合支护技术，充分发挥了锚杆、锚索各自的优势，高强度锚杆以加固为主，锚索以悬吊作用为主，有效控制了巷道顶板岩层移动，保证了围岩稳定，满足了矿井安全生产的需要，同时锚杆、锚索支护材料成本低、施工方便，掘进速度快，取得了良好的经济效益及社会效益。
作者简介：刘洪刚（1985，6—— ），男，山东省泰安市人，2008年7月毕业于山东科技大学采矿工程系，助理工程师。现为淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿综掘一区副区长。
[关键词]复杂地质条件 大断面 锚网索支护
中图分类号：T23D6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0233-01
0、前言
朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面切眼为满足综采设备的安装，其设计尺寸为净宽×净高=7200×2900mm，受断层及采动影响，切眼顶板及围岩破碎，常规的锚杆支护及工字钢棚支护技术已不能满足安全生产的需要，为了降低支护费用，提高掘进速度，并使切眼施工及安装工序顺利安全进行，朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面切眼采用锚网索支护，经实践证明，该支护技术施工安全、工期短、费用低，能有效控制巷道顶板，有效解决了复杂地质条件下大断面巷道支护技术难题。
1、工程地质概况
朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面位于Ⅱ3采区第四区段，东至F19断层附近，西至F23断层，上邻已开采的Ⅱ1036工作面，下邻II10310工作面尚未准备。工作面走向长700m，倾向158m，煤层倾角18～22°，煤层厚度0.75～2.93m，平均2.5m。该10煤层为稳定煤层，宏观煤岩类型以亮煤为主，暗煤次之，油脂光泽，块状、鳞片状构造。普氏硬度f平均为1.13，煤层较硬。煤层中局部夹有 0.2～0.4m的泥岩夹矸，受沉积环境和区域构造影响局部煤层较薄。煤层产状为：走向300°～311°、倾向49°～60°。
Ⅱ1038工作面切眼沿10煤顶板掘进，综掘施工，切眼断面规格为净宽×净高=7200×2900mm。根據附近巷道接露、勘探及打钻资料，切眼掘进过程中将遇到Ⅱ834F2：走向196°、倾向106°倾角72°、落差为5～8m正断层，ⅡF2：走向260°、倾向350°倾角65～75°、落差为0～12m正断层，两个断层影响，煤层基本顶为3.5～6.5m粉砂岩，直接顶为2.0～5.0m中、细粒砂岩，伪顶为0～2.0m极不稳定的泥岩，直接底为2～4.5m的砂质泥岩，老底为6～10m的细砂岩。
2、“锚网索”支护机理
Ⅱ1038工作面切眼净宽为7.2m，巷道跨度大，巷道暴露的空间大，根据三铰拱原理，巷道净跨度大，导致巷道顶板承受的原岩垂直应力增大，特别是在巷道受断层影响，顶板破碎段，本身也会对下位岩层形成较大的垂直载荷，易导致顶板垮落。Ⅱ1038工作面切眼上邻已回采的Ⅱ1036工作面，工作面受Ⅱ834F2、ⅡF2断层以及采区边界大断层F23影响，工作面承受高应力地压以及采动压力的双重作用，必须采取补强措施，才能确保施工安全。
应用“锚杆+锚索”联合支护技术可以克服单纯锚杆支护的弊病。锚杆可以发挥挤压加固作用，促使锚固范围之内的岩石形成能承受一定载荷的整体结构，维护锚杆长度范围内的顶板，保持整体性，一定程度上阻止上部围岩的松动与变形。锚索则锚固在上部稳定的老顶岩层之中，发挥其悬吊作用，将潜在的垮落范围之内的顶板岩层悬吊于完整坚固的老顶岩体上，由锚索来承担垮落范围之内的岩层所受的垂直载荷，加大“锚固平衡拱”厚度，防止顶板岩层离层。
3、支护参数
施工时，顶部采用φ22×2500mm高强螺纹钢锚杆，顶锚杆间、排距为750×800mm。老塘侧帮部采用φ20×2000mm高强螺纹钢锚杆，工作面推进侧帮部采用φ20×2000mm玻璃钢锚杆，锚杆间、排距为850×800mm。顶部及老塘帮每根锚杆用两卷树脂加长锚固，顶锚杆螺母扭矩≮300N·m，锚固力≮80KN；帮部锚杆螺母扭矩≮200N·m，锚固力≮60KN。顶部采用M钢带配合钢筋网护顶，钢筋网为直径Φ6mm圆钢焊接网，网孔为100×100mm。铺网搭接长度≮100mm，间隔200mm用12#铁丝联接。老塘帮采用锚杆、金属网加梯子梁支护，推进侧采用玻璃钢锚杆、塑料网加梯子梁支护。顶部施工3套锚索补强，锚索为YMS17.8/6.3-1860型，锚索采用1块TPF-200×200/10mm托盘，间、排距2500×1600mm，即每两排锚杆施工一组锚索，锚索预紧力≮100KN，每根锚索用一卷快速药卷和两卷中速药卷锚固，锚杆与锚索间隔布置。沿切眼顺山方向滞后迎头30m，每排布置4根单体支柱配合铰接顶梁补强，支柱排距1.0m，梁为HDJA-1200铰接顶梁，柱为DZ31-250/100外注式单体液压支柱。
4、矿压观测
⑴ 巷道表面位移
①布置方式：切眼内每隔30mm布置一个测站，对特殊地段（如断层带、裂隙发育段等）增加测点。
②每个测点（观测断面）采用“十字布点法”布置
③每个观测站均标明位置以及煤岩性描述。
④测点设立后，前期每隔一天观测一次，表面位移趋于稳定后，每周观测一次，并做好记录和资料整理。
⑵顶板离层指示仪布置
①切眼内每30mm安设一组顶板离层仪，布置在巷道顶板中央。
②安设方法：
在巷道顶板垂直打入一个直径φ=28mm钻孔，一直打到坚硬老顶，深度一般为5～8m，将棘爪推到深部稳定岩层内（一般超过锚索锚固尾端300mm）；再将另一个棘爪推到2.5m位置，其准确位置是与锚杆锚固尾端一致。
将不锈钢钢丝拉紧后，按要求固定在孔口测读装置上，记下原始数据，以后每周观测一次。锚固区内、外顶板离层值≤20mm为安全值。
⑶液压枕布置
①在切眼上口布置一站液压枕，每一个测站顶部安设3个，中顶1个，两侧顶布置2个；切眼每向前施工30m安设一处。
②安装：顶部正中锚杆安设一个，每组测站的液压枕应安装齐全；使用时首先对锚杆施加于预应力，记下压力盒指示的压力值。
③观测方法同顶板离层仪，定时观测锚杆与时间变化的关系。
⑷锚杆（索）检测措施
施工单位要按规定配齐、设置各类监测仪器（表）和工具。对锚杆初锚扭矩、锚拔力及锚索锚固力进行检测。为确保支护质量，采取措施如下：
①建立锚杆（索）日检制度，每天早班由当班跟班人员负责对上一个圆班施工的锚杆进行抽测，初锚扭矩抽测不少于30%，锚拔力抽测一组（顶1根、帮1根）。
②所有锚索必须实行编号管理，责任到人。锚索安装完毕后，必须在每根锚索托盘上注明施工责任人、管理人及安装时间，并将相关信息认真填写在锚索施工检测表内。检测人员对上一圆班施工的全部锚索进行检测张拉，张拉后在托盘上注明检测人，并将张拉情况认真填写在锚索施工检测表内。
③锚拔力测试一般不作破坏性试验，当拉拔加载至设计锚拔力的90%时即为合格。拉拔检测过的锚杆（索）要有明显标记，不得重复拉拔，不宜超过规定值过大，以防损坏设备或拉坏锚杆（索）。测试锚杆应立即紧固。
④认真填写检测记录，检测数据（初锚扭矩、锚拔力、锚索锚固力）齐全、真实、可靠，严禁弄虚作假。
5、结束语
朱仙庄煤矿Ⅱ1038工作面切眼采用锚网索联合支护技术，充分发挥了锚杆、锚索各自的优势，高强度锚杆以加固为主，锚索以悬吊作用为主，有效控制了巷道顶板岩层移动，保证了围岩稳定，满足了矿井安全生产的需要，同时锚杆、锚索支护材料成本低、施工方便，掘进速度快，取得了良好的经济效益及社会效益。
作者简介：刘洪刚（1985，6—— ），男，山东省泰安市人，2008年7月毕业于山东科技大学采矿工程系，助理工程师。现为淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿综掘一区副区长。