大跨度超高巷道锚索悬吊装顶技术应用

赵 炎 张 勇 季德军

（山东能源枣矿集团柴里煤矿，山东 枣庄 277519）

柴里煤矿3605综放工作面补切刷宽时，支护方式为锚网索支护，炮掘施工。补切施工过程中揭露3065轨-1断层，该断层落差0～7.5m，受断层影响，顶板完整性差，易破碎，受爆破震动影响，巷道局部漏顶，造成断层前后15m范围内巷道超高，局部巷道高度达到5～6m。切眼安装期间支架最大高度为4.5m，若不采取有效措施，切眼内支架安装时无法接实顶板，容易发生倒架事故。为此，必须采取高冒处接顶的措施。

1 方案对比分析

1.1 传统棚式装顶

3605补切设计净断面规格为高×宽=3.6×9.2m，若采用棚式装顶，必须确保棚宽不低于9m，考虑到巷道跨度大，扶设单一棚子无法达到设计断面要求，所以切眼内部必须采用交叉扶工字钢棚的方式进行装顶。按照相关经验工字钢棚式支护搭茬不得小于300mm。棚式装顶支护形式如图1所示。

图1 棚式装顶设计示意图（单位：mm）

（1）装顶时以工字钢梯形棚作为巷道主要支护，支架规格：梁×腿=4700×3900mm，间距1000mm。工字钢棚采用12#工字钢加工，单棚支护。为确保架棚的稳定性棚梁两侧距肩窝600mm处使用铁拉条进行加固，使支架固定成整体，增加支架整体联固性。

（2）根据巷道高度及支架高度差，棚梁与顶板之间使用圆木或半圆木进行接实，顶部所装木垛均为“#”字垛。

1.2 锚索悬吊装顶方案

切眼最大接顶高度约2m，接顶用的圆木每棵重量约100kg，接顶时所打设木垛约使用20棵圆木，每个木垛约重2t。根据锚索悬吊能力，施工锚索，能够轻松悬吊所需承载的木垛重力。

1.3 方案确定

通过对比发现，采用传统的工字钢棚接顶，棚子规格较大，施工难度大，且巷道运输期间切眼内棚腿交叉处距轨道安全距离小于500mm，影响巷道运输，另外安装期间及初采时，交叉点棚腿及煤壁前棚腿需回撤，施工工序复杂，安全性较差。

而锚索悬吊的方案，施工难度小，施工工序简单，对正常的开采、运输基本不会造成影响。因此，决定采取锚索悬吊装顶。

2 锚索悬吊装顶施工

锚索悬吊装顶施工设计如图2所示。

图2 锚索悬吊装顶设计示意图

（1）以锚索作为巷道主要支护，在巷道顶板两侧各施工两根锚索，锚索规格为Ф15.24×L8000mm，每个锚索使用3支树脂锚固剂，同一侧单棵圆木两根锚索的间距不小于200mm，圆木搭茬处锚索间距不小于500mm。

（2）穿上专用短板，短板使用厚度不小于12mm、宽度不小于100mm钢板加工制作。用锚索锁具将短板固定牢固，最后将4.0m圆木固定在短板上。圆木的间距为2m，圆木距顶板高度不大于4.5m，使用圆木或半圆木接实顶板。

（3）顶部所装木垛均为#字型木垛，为增加悬吊木垛稳定性，木垛层与层之间必须使用扒钉扒牢。

（4）打设锚索及上圆木等2m以上高空作业时，必须使用牢固的脚手架或架梯，脚手架采用2寸管子或圆木在两帮打设，并使用不低于8#铁丝绑扎牢固不松动，脚手架上铺设架板宽度不得低于800mm，厚度不得低于50mm，操作锚杆钻机人员在架板上打设锚索时，并保证其稳定性。

（5）登高作业人员要精力集中，严禁与其他人员嬉戏打闹，不得坐在高处无遮拦处休息，防止坠落，物料、工具上下架时，要稳拿稳放，严禁乱扔乱放，以防物件跌落伤人。

（6）登高作业时，工作人员必须佩带保险带。保险带必须拴在牢固的构件上，高挂低用。

（7）保险带应当经常检查维护，保证足够的强度。每次使用前必须检查，发现损坏、不完好可能造成强度下降时，禁止使用。

（8）抬运物料时，必须相互照应，要先起一头或先放一头，不得盲目乱扔，放料时应小心，要清理好卸料地点，以免砸飞物体伤人。

3 效果

（1）使用锚索悬吊装顶，将木垛与巷道顶板固定成一个整体，提高了巷道的内在抗力，增强了巷道的稳定性。

（2）增加了围岩整体强度，同等空间内增加了锚索支护密度，使锚索及主体支护的主动支护作用得到加强，确保了巷道稳定性。

（3）降低劳动强度，提高了施工效率。传统棚式装顶施工，架棚材料笨重，施工工序复杂，且部分棚腿在工作面安装及回采期间需回收，重复工作量大；锚索悬吊装顶施工工序简单，施工强度低，加快了装顶的施工速度。