软厚煤层复合顶板的锚网支护设计与施工
王永祥_ 韩恒梅
平顶山工业职业技术学院_ 河南_ 平顶山_ 467000
摘要：论文介绍了平煤集团大庄矿部分采面软厚煤层复合顶板的分布情况、力学特征、对掘进与采煤的影响、采取的技术措施和施工工艺，并对其实际效果进行了经济技术评价。
关键词：复合顶板、沿顶掘进、锚网支护
1 概况
平煤集团大庄矿是设计年产量为120万吨的大型矿井，其中有很大一部分巷道是沿煤层顶板掘进：根据大庄矿目前己揭露的23171、23151、23011采面煤层实际情况来看，大部分软弱、破碎煤层（厚6米左右）顶板存在0.8-1.4m泥岩伪顶，0.8-3m砂质泥岩直接顶，该砂质泥岩抗压强度在12-30MPa之间，有时其上存在着1.2-2.4m的灰质泥岩，且裂隙发育，极易冒落，是典型的软弱煤层+复合顶板结构。
生产过程中，复合顶板易受震动造成顶板的脱层冒落，进而引起巷道两帮煤体跨落，导致巷道支护破坏及冒顶现象发生，造成生产上的被动，这是矿井煤巷掘进支护选型设计首要考虑的问题。
根据大庄矿己组煤层开采情况判定，该类顶板在大庄矿主采采区己三、己四采区均有广泛的分布，生产中通过对该类顶板岩性的分析研究，确定其力学性质，采取一系列的相应巷道支护措施，产生了较好的经济技术效果。
2_ 复合顶板的破坏机理及对策
2.1顶板的力学特征及破坏机理
该类顶板的最大特点是顶板相邻岩层性质、强度变化明显，差别很大，岩层间粘结性差，极易脱层冒落，受地质构造影响，易解离成块状碎体，巷道两帮煤体软弱，受震动易破碎跨落。巷道沿煤层掘进或采面推进放顶前的过程中因顶板岩石强度低，爆破受震动后的暴露顶板易松动跨落；或支护不及时，造成顶板松动岩层位移量大，顶板整体下沉，甚至顶板离层发生冒顶事故，造成支护失败或顶板跨落现象（见图1）。与此同时，即使顶板支护完好，两帮煤体支护不适，造成煤体松动破坏，增大顶板岩石梁长度，导致顶板梁断裂，造成顶板支护破坏，巷道支护失败（见图2）。
图1_ 因岩石脱层导致直接顶梁断、老顶下沉示意图
图2_ 因煤体松动、片帮导致顶梁折断、下沉示意图
2.2 支护原则及对策
（1）顶板岩石与两帮煤体作为一个整体来考虑，二者相互联系，唇齿相依，其一处支护破坏，则造成巷道整体支护的破坏；
（2）减少巷道围岩圈松动数值，能否将松动圈控制在直接顶范围之内，即尽量减少或消除老顶下沉位移压力对支护的影响，使直接顶梁仅仅承受自身的重力是锚杆支护能否成功的关键。
（3）根据围岩松动圈理论，巷道掘进后的松动圈的碎涨变形是围岩破坏的主要原因。应充分发挥围岩自身的支撑作用，使破坏松动的岩层重新固结成一整体，是合理的支护形式。
（4）针对不同的顶板岩性，围岩状态，及时调整支护方案及参数以实现支护的最优适应性选择。
2.3 支护形式的选择
根据以上支护原则，针对大庄矿己组软厚煤层复合顶板的特性及受力后顶板的变化情况：①破碎顶板（其解离及缝距小于0.6m，小于一般锚杆间距）。②该类顶板岩石缝距小，缝数多，岩石间摩擦力小，巷道掘进后若支护不及时，则极易出现碎岩块自主掉落。
为此设计支护时，应考虑：①该类岩石顶板的支护应将巷道顶岩作为一个整体来考虑，按照围岩松动圈及组合拱理论，选择锚杆支护参数，布置锚杆，最好配合W形护顶钢带、金属网联合支护，形成一个支护整体。②增加锚杆长度，使锚杆尽量深入锚固到直接顶或老顶里面去，支护应力尽量向深部岩体传递，增加支护整体的完整性。具体支护参数见表1（以23041风、机巷为例）。
表1_ 23041采面支护参数表