(新汶礦業集團孫村煤礦，山東新泰271219)
摘要通過孫村煤礦多年來破碎頂板巷道超前支護實踐，總結出在破碎頂板巷道掘進中採用縮小迴圈、前探支護的方法，可以達到安全、經濟、快速的支護效果，是掘進過破碎帶的一條有效的途經。
關鍵詞破碎頂板；巷道超前支護
1 前言
孫村煤礦開採深度達到-1 100 m水平，距地面的垂直距離為1 300 m。井田內斷層比較發育，共有主要斷層26條(落差10～450 m)，大中型斷層19條，均為正斷層，傾角45°～80°，一般65°～70°。斷層走向有nw、ne、近sn，以ne向為主。
斷層發育以高角度正斷層為主，岩性較差，部分煤層的頂底板為破碎的軟岩，在四層底板及八層附近是破碎的泥岩；另外，隨著深度增加，斷層條數增多，落差增大，斷裂構造越加複雜。由於受深部地應力、礦壓的影響，在穿層掘進、斷層、破碎帶、復合頂板及煤柱周圍，煤岩體破碎壓力大，掘進施工期間由於煤岩體鬆動破碎，頂板易掉頂、片幫，難以再進行錨桿支護，漏頂處需進行穿頂，過後需復棚，施工難度大，安全不能保證，往往造成施工進度慢，給安全造成較大的威脅，也嚴重影響錨桿的推廣應用。針對這一突出問題，孫村煤礦在破碎頂板巷道的施工時，採取了提前打管縫錨桿的超前支護技術，通過近年來的摸索和實踐，取得了明顯的效果。
2 超前支護的施工方法
2.1 半圓拱錨網噴巷道的超前支護
遇構造、託頂煤及頂板破碎時，採用以下措施：
① 首先將巷道的永久支護支到掘進工作面，每次爆破前，緊跟掘進工作面再採用風鑽配φ22 mm六稜中空釺子，在巷道掘進工作面施工方向沿巷道的輪廓以30°～45°角向圍岩內打入一排超前金屬管縫錨桿(φ33 mm×1 800 mm)並壓網，每排一般不少於5根，間距0．3～0．5 m，打超前管縫錨桿作輔助臨時支護。當超前支護施工完畢後，根據超前支護的距離開始打眼。
② 打眼時迴圈進尺0．7 m，爆破前最大空頂0．3 m，爆破後最大空頂1．0 m，掘進工作面軟岩部分採用密打眼(周邊眼距縮至300 mm)、預留保護層、少裝藥等方法，減輕對圍岩的破壞。爆破後先進行敲幫問頂，嚴格執行敲幫問頂制度，人員站在支護完好的安全地點，用長度大於1．5 m的長把工具，摘除危岩懸矸(包括掘進工作面)後再進行初噴。
③ 初噴厚度不小於30 mm，一般在30～50 mm，初凝20 min後開始前移前探梁，初噴期間嚴禁人員進入空頂區。人員站在支護完好的安全地點進行操作，一人持噴頭，一人輔助照明並負責聯絡，觀察頂幫安全和噴射質量，前探梁使用3英吋及以上鋼管製作，長度不小於3．2 m；吊環的強度要與前探梁的強度相匹配。上吊環的錨桿必須留有足夠的絲扣，一般不小於40 mm， 以保證吊環的牢固。
前探梁到掘進工作面的端麵距不得大於0．3 m。用方木、木篦與頂板按實，用木楔固定。
④ 做好臨時支護後，在臨時支護的掩護下進行永久支護的打眼、掛網、安裝錨桿等工序。
⑤ 在壓力增大，變形嚴重時，及時進行頂板錨索加固，錨索間排距2．5 m×2．5 m，由巷道正中向兩側對稱布置2排，錨索長度不小於6 m，滯後掘進工作面根據壓力大小控制在0～10 m內進行。
2.2 平頂錨網帶巷道的超前支護
遇構造、託頂煤及頂板破碎時，採用的施工方法與半圓拱錨網噴巷道的超前支護基本相同，區別主要有：
① 金屬管縫錨桿施工的方向不同，平頂錨網帶巷道的超前支護緊跟掘進工作面，在巷道頂板方向以30°～45°向圍岩打入一排超前金屬管縫錨桿(φ33 mm×1 800 mm)並壓網，施工的管縫錨桿數量也相應改變。
② 爆破後，往前移前探梁，沒有初噴這道工序。
③ 託頂煤施工時，錨索加固更及時，一般滯後掘進工作面不大於3 m，錨索布置在巷道頂板中間位置，呈雙排布置，排距2．0 m，錨索間距3．0 m。
3 超前支護的效果及簡要分析
孫村礦近幾年來在巷道過斷層破碎帶、軟岩、託頂煤等施工中，採用提前打金屬管縫錨桿超前支護，結合縮小迴圈進尺和空頂，堅持小迴圈，以保持圍岩強度，對破碎鬆軟圍岩起到了較好的超前支護作用，有效地控制了頂板，杜絕漏頂事故的發生，也促進了錨桿支護的大面積推廣，巷道錨桿的支護率達到100%。實踐證明，超前施工金屬管縫錨桿是一種有效的前探支護，施工工藝簡單，操作方便，掘進速度快，它能夠及時有效地加固破碎鬆軟圍岩，與永久支護連成一體，效果非常明顯。另外，超前支護能起到超前卸壓的作用，對防止衝擊地壓的發生也具有一定的作用。
分析管縫錨桿超前支護所起的作用，主要是巷道開挖後，破壞了圍岩原始應力的平衡，引起圍岩應力的重新分布。在破碎鬆軟圍岩中，圍岩受開挖影響而破裂、碎脹，破裂、碎脹的圍岩作用在支撐體上，碎脹的圍岩黏合性差，本身強度很小，而支承壓力來壓迅速，當支承壓力沒有及時支護或支護強度不夠時，將導致巷道的冒頂、片幫，這也是初期錨桿支護難以推廣的主要原因。而提前施工管縫錨桿進行超前支護後，由於錨桿有一定的張拉作用，提高巷道圍岩承載能力，對圍岩起到一定的加固作用；另外，由於破碎圍岩的空頂比較小，超前支護的管縫錨桿一端被永久支護的錨桿和網懸吊，一端打在掘進工作面的岩體中受岩體的支撐作用，所以給破碎圍岩很好的支撐作用，保持了破碎圍岩的穩定，有效地控制了破碎圍岩的冒落。
4 結論
通過採用超前支護，有效地控制了破碎鬆軟圍岩，結合爆破後的初噴，有效地控制了頂板，杜絕漏頂事故的發生，也促進了錨桿支護的大面積推廣。
5 超前支護存在的問題
① 超前支護採用超前注漿時，由於深部壓力大，注漿較困難，另外，注漿的工序比較複雜，給施工帶來一定的困難，所以推廣較慢。
② 超前支護的錨桿比較單一，目前使用的僅是管縫錨桿，以後產品的種類需進一步開發。
③ 目前對超前支護的認識不夠深刻，機理尚需進一步研究，特別是超前支護和衝擊地壓防治的關係。
④ 支護的工藝需進一步改進，使前探支護和永久支護有機地結合起來，起到有效的加固作用。
⑤ 在破碎圍岩的施工中，提前打前探錨桿進行超前支護，結合爆破後的初噴可以代替前探梁作為臨時支護。
作者簡介莫技(1967—)，男，2023年畢業於山東礦業學院(現山東科技大學)測量專業，高階工程師。現任新礦集團孫村煤礦副總工程師。
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