关于复合顶支护模板的创建

孟兆颖

摘 要：复合頂一直是煤矿最大的顶板隐患之一，尤其是锚杆锚固剂范围存在复合顶，极易发生大范围冒顶事故，对职工安全构成威胁；通过创建“复合顶支护模板”，保证第一时间顶板合理支护，实现本质安全。

关键词：复合顶；支护模板；锚索

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.061

1 引言

翟镇煤矿二、四层为典型的复合顶，正常煤直接顶为粉砂岩，含1～4层复合顶，厚度约0.5-1.0m，对复合顶采用锚带网+锚索联合支护，针对复合顶变化频繁，创建了“复合顶支护模板”，现场遇各类复合顶板时，可对照该模板，明确支护方式，杜绝顶板隐患和顶板事故。

2 七种条件下，复合顶支护模板的确定

（1）当顶板以上1米范围有复合顶时（1m至6m范围无复合顶、且为完整坚硬的砂岩），且顶板完整、锚杆锚固剂全部锚在硬岩中，不再打设锚索；

（2）当顶板以上2米范围有复合顶或锚杆锚固剂锚在煤中时，每排2根锚索之字形布置，距帮1200mm，锚索跟迎头施工。

（3）当顶板以上2米范围有复合顶且锚杆锚固端全部锚在硬岩中时，每排1根锚索之字形布置，距帮1200mm，锚索跟迎头施工。

（4）当顶板3米内有复合顶、锚杆锚固剂全部锚在硬岩中、顶板完整时，可隔排之字形布置一根锚索，锚索拖后迎头2排；若顶板破碎时，改为每排布置一根锚索，锚索跟迎头支护。

（5）当顶板以上3-4m有复合顶时，同样按隔排之字形布置一根锚索，锚索拖后迎头2排；

（6）当顶板以上4-5m有复合顶时，可隔2排之字形布置一根锚索，锚索拖后迎头3排；

（7）当顶板5m以上有复合顶时、且顶板完整，因直接顶较厚，若顶板无压力时，不再打设锚索，但每隔10m必须打探眼探明顶板岩性；

（8）复合顶区域施工时，每班打设一深6m的探眼，探明顶板岩性后，若岩性变化，现场及时汇报技术员确定合理支护方式。

3 锚索支护设计

锚索规格：高强度、低松驰、粘结式1×7钢绞线，直径17.8mm， 最低破断载荷353KN。根据该巷道的岩性柱状图进行分析，锚索锚固体位于二、四层煤以上直接顶中就能提供足够的悬吊能力。锚索锚固长度不小于1.5m，则所需锚索有效长度为：4.5m+1.5m=6.0m，为获得最佳悬吊效果，要确定潜在破坏范围，从而确定被悬吊的载荷。根据以下公式计算：

锚索支护强度设计：

H'=1.5B=1.5×4.2=6.3m S=1/2×H'B=0.5×6.3×4.2=13.23m2

W=SrD排=13.23×24×1=317.52KN P=P1=353KN

P=353KN〉W=317.52N

符合要求，故选用此锚索，排距按最大1m 式中：H---潜在冒落拱高度，S ---潜在破坏范围面积， B ---巷道荒宽m W ---潜在垮落范围内自重载荷，r ---顶板岩层容重，取24KN/m3 D排---锚索排距， P ---锚索悬吊载荷。

锚索托盘：采用Q235的钢材制作为蝶形托盘，托盘强度要与锚索强度相匹配，托盘承载力应不小于锚索设计承载力的1.5倍。锚索桁架：采用11#工字钢金属托梁，长度约1300mm，两端钻孔，强度满足要求。

验算结论：根据以上验算，采用直径17.8mm、长6000mm的锚索，可有效控制顶板下沉。

4 效果

应用“复合顶支护模板”后，顶板得到合理支护，经过对二四层长时间矿压观测分析，一是压力显现不明显，顶板下沉量在0～10mm之间，基本无变化，二是杜绝了冒顶现象。

5 结论

通过创建和应用“复合顶支护模板”，明确了各类复合顶支护参数，有效解决了现场顶板发生变化时的合理支护，杜绝了顶板事故，实现本质安全。endprint