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冯志强
（山西宏宇诚铸建设工程有限公司，山西 朔州 038300）
作为煤矿五大事故之一，顶板事故危害不可被忽视[1-2]。很多矿井地质条件非常复杂，在开采过程中经常会遇到断层，矿压剧烈，原有的支护体失效易发生冒顶事故，所以需要在原有支护基础上进行合理有效的补强支护[3-6]。
增子坊煤矿5306 工作面的东部为5305 工作面（已采），西面属于5307 工作面的回风顺槽，南面衔接53 盘区辅运巷，北侧是大片实煤体。总体来看，位于53 盘区中部偏西位置。5306 工作面为53 盘区首采（5#）煤层，煤层赋存较为稳定，煤厚15.30～10.97 m，平均12.30 m，煤层含1～5 层夹石，单层夹石厚度0.1～0.6 m。5#煤层顶部存在厚层状砂岩、砂砾岩。
5306 工作面布置100 架支撑掩护式低位放顶煤液压支架（型号为ZF9000/18/35）、9 架放顶煤过渡支架（型号为ZFG10000/24/37H）及1 架中置式端头支架（型号为ZTZ16000/21/35F），支架最大/最小控顶距分别为5.982 m/5.182 m。
5306 工作面推进到距切眼809 m 时，回风巷有一落差3.5 m 正断层，逐渐向工作面北西方向延伸，南部断下（推进前方下降），导致工作面掘进施工过程中支架下沉、支护体变形严重甚至失效的情况。本文对5306 工作面制定了针对性补强支护方案。
采取的补强支护措施主要有以下几种：在破碎处预注瑞米加固剂；
采取打棚环、穿钢针，架木棚梁、用刹顶木做成假顶，擦顶移架通过方式；
钢带+组合锚索。切眼工作面补强支护布置图如图1。
图1 切眼工作面补强支护布置图（mm）
2.1 注瑞米加固剂
根据断层构造区域顶板破碎情况、顶帮煤岩松动及垮落现象分析，对顶板及巷帮松软、破碎区域采用注射瑞米加固剂、施工加固眼孔的方法稳固顶帮煤岩，对顶板进行加固处理。加固眼孔施工3个孔，仰角为20°，距巷道底板3.3 m，深度5 m。加固剂注射效果判断依据以围岩结胶、渗出为宜。
2.2 打棚环+穿钢针
（1）将漏顶区域内及向外5 m 范围的支架前梁伸出，垂直于煤壁距顶0.4 m、每间隔1.5 m 打一组棚环眼，眼内插入圆钢棚环（规格为Φ35 mm、L=2.5 m），环腿外露0.1 m，架走向工字钢梁和木梁，上方架3～4 m 的倾向圆木梁进行刹顶，并用8#铅丝双股将工字钢梁与圆木捆绑牢固。
（2）垂直煤帮穿长3～3.5 m 钢针，插入深度2.0 m，外露长度1.0～1.5 m，间距为0.85 m，上方架3～4 m 的倾向圆木梁进行刹顶，并用8#铅丝双股将钢针与圆木捆绑牢固。刹顶后从漏顶区两侧顺序移架。
2.3 钢带+组合锚索
组合锚索采用钢绞线Φ17.8 mm×8000 mm，四排布置，间距2000 mm。
托盘规格为500 mm×500 mm×14 mm 碟形托盘。锚固力试验值≥285 kN，预紧力≥180 kN。每根锚索安装两卷Z2360 型和一卷CK2335 型（在孔底）树脂锚固剂。锚索锁具外露150～250 mm。
顶板和两帮所用锚杆为左旋无纵筋螺纹钢材质，锚杆参数为Φ20 mm×2200 mm，每根锚杆采用Z2360 和CKb2335 各一支进行锚固，配套托盘和调心球及减摩垫，辅以规格为150 mm×150 mm×10 mm 的碟形钢托盘。顶板锚杆间排距为1000 mm×900 mm，两帮为1000 mm×1400 mm。
锚杆使用调心球和减摩垫，锚固力≥105 kN，扭矩≥200 N·m。
钢带采用W 型钢带，规格WD-280-3-4200、WD-280-3-1200。切眼工作面补强支护断面图如图2。
图2 切眼工作面补强支护断面图（mm）
2.4 其他措施
漏下的大块煤或矸石要提前打碎拉出，保证运输系统运转正常，必要时在漏顶搭架空板，以防漏下的煤、矸压住工运机不能启动。漏顶处的活煤要提前放下，及时用长柄工具处理掉片帮。
在漏顶支架上方空顶的情况下，升架控制在正常采高的5%以内，前柱稍高出后柱100 mm；
上方未空顶时，支架需全部升紧并达到额定初撑力。为了防止大块煤、矸石从架间漏下，相邻支架不能有明显的错差，高度大致相同。
注加固剂后，围岩单轴抗压强度由25 MPa 提高至61 MPa，围岩胶结稳定性增强，承载能力变大，有效减少了顶板断裂、破碎、煤壁片帮等现象。W型钢带比传统钢带支护断面大，刚度更强，不易弯曲变形。组合锚索和锚杆使承压强度和锚固效果大大提高，弯曲变形明显减少，支护作用增强。
实地观察发现，5306 工作面破碎带经支护优化后，顶板蠕动变形速率明显减小，顶板下沉量基本在110 mm 以内，顶、底板的相对移近量降低了18.7%，锚杆失效率降至4%以下，锚索受力增大了12.1%，顶板断裂、冒落现象很少发生，巷道掘进速率达到7.2 m/d，施工速度加快且更加安全。
针对朔州煤电增子坊煤矿5306 工作面过断层时支护方面遇到的实际问题，制定了针对性的补强支护技术和参数，并提出了保证安全生产的措施和方法。在后续施工中，工作面围岩更加稳定，顶板事故明显减少。
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