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一、应用背景
内蒙古双欣矿业有限公司装备的大采高综采设备，根据设备安装要求，切眼断面需达到宽×高=9500mm×4300mm，大断面一次成巷最关键是顶板控制技术。根据以往工作面切眼施工及设备安装经验，对工作面切眼施工及安装准备做进一步设计调整，以保证巷道施工及工作面安装顺利进行。
二、煤层及顶底板情况
2-2上煤层厚度5.07-9.88m，平均厚6.05m，煤层倾角0°30′～2°，平均为1°，开采深度为50—148m，平均为80m左右。直接顶为2-1下煤层、2-1中煤层、砂质泥岩，厚2.70m；直接底为砂质泥岩，厚1.57m；老底为2-2中煤层、细粒砂岩，厚8.09m。
三、切眼施工工艺
巷道掘进时采用EBZ-200型综掘机施工，9500mm宽的切眼不可能一次掘够宽度。采用先导硐施工5500mm宽， 导硐掘进到位后先支设两排单体液压支柱进行辅助支护再进行二次开宽4000mm的方式。切眼铺设200mm混凝土，混凝土强度等级为C30：先铺面后导硐断面底板，切眼刷大断面后再铺剩余部分。
1、切眼导硐为矩形断面，顶部采用锚梁网索联合支护，单体柱辅助控制顶板， 左帮采用锚网带联合支护，右帮不进行支护。
（1）临时支护。采用吊挂前探梁作为临时支护，前探梁采用4条，中间两条长5.5m、Ф88.9×4mm钢管，两侧两条长6.5m、Ф88.9×4mm钢管。（2）永久支护。①顶部支护：采用锚梁网索联合支护，单体柱辅助控制顶板。锚杆采用φ18×2200mm的螺纹钢树脂锚杆，锚杆间距850mm，排距1000mm，每组6条，锚网采用φ4×5200×1100mm的金属网搭接使用，网格100×100mm，搭接长度为100mm，要求紧贴岩面。钢带规格长×宽×厚=5000×60×3mm，孔眼间距为850mm；锚索采用三二布置法，即第一次施工时先支设导硐断面（5.5m）门口位置先布置三条，配合T型锚梁，锚梁长度4.5m，从帮部向巷中750mm位置打注第一条锚索，间距2m；然后排距2m布置两条锚索，配合T型锚梁，锚梁长度2.5m，如此间隔布置；使用相配套的2.5m或4.5m长的T型锚梁。工作面使用悬浮式单体液压支柱，型号为DWX42-200/100或DWX45-200/110两种，支柱工作范围分别是2700-4200和2900-4500mm。距面后巷道4.5m支设一排，两排支柱排距1m，液压支柱间距0.7m，柱鞋为300×300×200mm，C30强度的混凝土制作，柱帽为150×150×500mm的方木。②两帮支护：左帮采用锚网带联合支护，右帮不进行支护。左帮采用φ16mm的螺纹钢树脂锚杆，长度1800mm，锚杆排距1400mm。每排锚杆为1根，帮部锚杆打设从巷道顶板向下1050mm处。采用φ4m金属网，规格为2000×1300mm（或2700×1300mm），网格100×100mm，金属网横向使用。帮部钢带规格为1700×60×3mm，帮部钢带横向使用。导硐施工时右帮不进行支护。若帮部局部出现溜帮时，根据实际情况补打锚网进行加强支护。
2.开宽断面及支护设计
切眼开宽为矩形断面，顶部采用锚梁网索联合支护，右帮采用锚杆支护。
（1）临时支护。采用吊挂前探梁作为临时支护，前探梁采用4条，中间两条长5.5m、Ф88.9×4mm钢管，两侧两条长6.5m、Ф88.9×4mm钢管（2）永久支护。①顶部支护：采用锚梁网索联合支护。锚杆采用φ18×2200mm的螺纹钢树脂锚杆，锚杆间距850mm，排距1000mm，每组5条，锚网采用φ4×5200×1100mm的金属网搭接使用。钢带规格长×宽×厚=5000×60×3mm，孔眼间距为850mm；锚索采用三二布置法，按照间距2m补打上后两条或三条锚索，五条锚索在同一条直线上；使用相配套的2.5m或4.5m长的T型锚梁。锚索采用φ17.8×8300mm，锚索跟迎头打注，够排距及时打注。右帮采用φ16mm的玻璃钢锚杆，长度1800mm，锚杆排距1400mm。每排锚杆为1根，帮部锚杆打设从巷道顶板向下1050mm处，采用150×150×8mm的锚杆托盘。若帮部局部出现溜帮时，根据实际情况补打锚网进行加强支护。
四、加强支护设计
辅助运输顺槽与调车硐室门口处布置一条9m长工字钢做顶梁，顶梁采用两条9m长11#工字钢对焊；切眼机窝内布置两条工字钢做顶梁，工字钢采用两条9m长11#工字钢对焊，切眼机窝以外沿切眼中心线对称布置四条顶梁，顶梁采用9m长11#工字钢，第一行距面后4.5m，第二行距面后5.2m；切眼与辅助运输顺槽门口处布置两条9m长工字钢做顶梁，顶梁采用两条9m长工字钢对焊，顶梁顶部背6条串梁，串梁间距1400mm。所有工字钢顶梁采用三条φ17.8×8300mm的锚索固定于顶板，顶梁端头各布置一条单体液压支柱，顶梁与顶板之间采用木楔或背板举顶靠牢。切眼与胶带运输顺槽门口处布置两条9m长工字钢做顶梁，顶梁近222206胶带顺槽一端采用一条φ17.8×8300mm的锚索固定于顶板，另一端支设单体液压支柱固定，顶梁沿切眼掘进方向布置。
五、支护机理
导硐施工完毕后及时支设单体支柱进行辅助支护，扩帮后双排支柱可以对上覆顶板进行有效支护，及时安装上锚杆并打注锚索进行悬吊、挤压加固，保持了顶板的完整性及相对稳定性。锚索支护弥补了锚杆长度的不足，预应力大，承载能力强。其实质就是把锚索深入到深部稳定岩石中，对被加固的岩体预先施加压应力，限制岩体的松动变形，从而保持围岩稳定。当锚杆支护形成的压缩圈厚度小于松动圈厚度时，锚杆支护的悬吊作用减弱，顶板会离层脱落。再采用预应力锚索补强加固，锚索长度大、预应力高、快速承载能力强，形成压缩圈厚度大，在较大预应力的作用下，把上部稳定岩层和下部组成的岩层梁再组合在一起，每根锚索周围形成的压缩区域彼此重叠，在复合顶板中形成一个厚度更大的均匀连续压缩带，各岩层面互相挤压，层面摩擦大大增加，使复合顶板形成拱梁，从而有效的提高了顶板的整体性、稳定性，加强了顶板的自承能力。
内蒙古双欣矿业有限公司装备的大采高综采设备，根据设备安装要求，切眼断面需达到宽×高=9500mm×4300mm，大断面一次成巷最关键是顶板控制技术。根据以往工作面切眼施工及设备安装经验，对工作面切眼施工及安装准备做进一步设计调整，以保证巷道施工及工作面安装顺利进行。
二、煤层及顶底板情况
2-2上煤层厚度5.07-9.88m，平均厚6.05m，煤层倾角0°30′～2°，平均为1°，开采深度为50—148m，平均为80m左右。直接顶为2-1下煤层、2-1中煤层、砂质泥岩，厚2.70m；直接底为砂质泥岩，厚1.57m；老底为2-2中煤层、细粒砂岩，厚8.09m。
三、切眼施工工艺
巷道掘进时采用EBZ-200型综掘机施工，9500mm宽的切眼不可能一次掘够宽度。采用先导硐施工5500mm宽， 导硐掘进到位后先支设两排单体液压支柱进行辅助支护再进行二次开宽4000mm的方式。切眼铺设200mm混凝土，混凝土强度等级为C30：先铺面后导硐断面底板，切眼刷大断面后再铺剩余部分。
1、切眼导硐为矩形断面，顶部采用锚梁网索联合支护，单体柱辅助控制顶板， 左帮采用锚网带联合支护，右帮不进行支护。
（1）临时支护。采用吊挂前探梁作为临时支护，前探梁采用4条，中间两条长5.5m、Ф88.9×4mm钢管，两侧两条长6.5m、Ф88.9×4mm钢管。（2）永久支护。①顶部支护：采用锚梁网索联合支护，单体柱辅助控制顶板。锚杆采用φ18×2200mm的螺纹钢树脂锚杆，锚杆间距850mm，排距1000mm，每组6条，锚网采用φ4×5200×1100mm的金属网搭接使用，网格100×100mm，搭接长度为100mm，要求紧贴岩面。钢带规格长×宽×厚=5000×60×3mm，孔眼间距为850mm；锚索采用三二布置法，即第一次施工时先支设导硐断面（5.5m）门口位置先布置三条，配合T型锚梁，锚梁长度4.5m，从帮部向巷中750mm位置打注第一条锚索，间距2m；然后排距2m布置两条锚索，配合T型锚梁，锚梁长度2.5m，如此间隔布置；使用相配套的2.5m或4.5m长的T型锚梁。工作面使用悬浮式单体液压支柱，型号为DWX42-200/100或DWX45-200/110两种，支柱工作范围分别是2700-4200和2900-4500mm。距面后巷道4.5m支设一排，两排支柱排距1m，液压支柱间距0.7m，柱鞋为300×300×200mm，C30强度的混凝土制作，柱帽为150×150×500mm的方木。②两帮支护：左帮采用锚网带联合支护，右帮不进行支护。左帮采用φ16mm的螺纹钢树脂锚杆，长度1800mm，锚杆排距1400mm。每排锚杆为1根，帮部锚杆打设从巷道顶板向下1050mm处。采用φ4m金属网，规格为2000×1300mm（或2700×1300mm），网格100×100mm，金属网横向使用。帮部钢带规格为1700×60×3mm，帮部钢带横向使用。导硐施工时右帮不进行支护。若帮部局部出现溜帮时，根据实际情况补打锚网进行加强支护。
2.开宽断面及支护设计
切眼开宽为矩形断面，顶部采用锚梁网索联合支护，右帮采用锚杆支护。
（1）临时支护。采用吊挂前探梁作为临时支护，前探梁采用4条，中间两条长5.5m、Ф88.9×4mm钢管，两侧两条长6.5m、Ф88.9×4mm钢管（2）永久支护。①顶部支护：采用锚梁网索联合支护。锚杆采用φ18×2200mm的螺纹钢树脂锚杆，锚杆间距850mm，排距1000mm，每组5条，锚网采用φ4×5200×1100mm的金属网搭接使用。钢带规格长×宽×厚=5000×60×3mm，孔眼间距为850mm；锚索采用三二布置法，按照间距2m补打上后两条或三条锚索，五条锚索在同一条直线上；使用相配套的2.5m或4.5m长的T型锚梁。锚索采用φ17.8×8300mm，锚索跟迎头打注，够排距及时打注。右帮采用φ16mm的玻璃钢锚杆，长度1800mm，锚杆排距1400mm。每排锚杆为1根，帮部锚杆打设从巷道顶板向下1050mm处，采用150×150×8mm的锚杆托盘。若帮部局部出现溜帮时，根据实际情况补打锚网进行加强支护。
四、加强支护设计
辅助运输顺槽与调车硐室门口处布置一条9m长工字钢做顶梁，顶梁采用两条9m长11#工字钢对焊；切眼机窝内布置两条工字钢做顶梁，工字钢采用两条9m长11#工字钢对焊，切眼机窝以外沿切眼中心线对称布置四条顶梁，顶梁采用9m长11#工字钢，第一行距面后4.5m，第二行距面后5.2m；切眼与辅助运输顺槽门口处布置两条9m长工字钢做顶梁，顶梁采用两条9m长工字钢对焊，顶梁顶部背6条串梁，串梁间距1400mm。所有工字钢顶梁采用三条φ17.8×8300mm的锚索固定于顶板，顶梁端头各布置一条单体液压支柱，顶梁与顶板之间采用木楔或背板举顶靠牢。切眼与胶带运输顺槽门口处布置两条9m长工字钢做顶梁，顶梁近222206胶带顺槽一端采用一条φ17.8×8300mm的锚索固定于顶板，另一端支设单体液压支柱固定，顶梁沿切眼掘进方向布置。
五、支护机理
导硐施工完毕后及时支设单体支柱进行辅助支护，扩帮后双排支柱可以对上覆顶板进行有效支护，及时安装上锚杆并打注锚索进行悬吊、挤压加固，保持了顶板的完整性及相对稳定性。锚索支护弥补了锚杆长度的不足，预应力大，承载能力强。其实质就是把锚索深入到深部稳定岩石中，对被加固的岩体预先施加压应力，限制岩体的松动变形，从而保持围岩稳定。当锚杆支护形成的压缩圈厚度小于松动圈厚度时，锚杆支护的悬吊作用减弱，顶板会离层脱落。再采用预应力锚索补强加固，锚索长度大、预应力高、快速承载能力强，形成压缩圈厚度大，在较大预应力的作用下，把上部稳定岩层和下部组成的岩层梁再组合在一起，每根锚索周围形成的压缩区域彼此重叠，在复合顶板中形成一个厚度更大的均匀连续压缩带，各岩层面互相挤压，层面摩擦大大增加，使复合顶板形成拱梁，从而有效的提高了顶板的整体性、稳定性，加强了顶板的自承能力。