倾斜煤层锚杆支护巷道双牙壳斜梯形棚套棚加固技术

钱建军

钱建军(徐州矿业集团庞庄煤矿生产技术部)

摘要：由于受地质构造、岩性变化、矿山压力影响、顶板松动破碎，易造成锚杆支护失效，引发锚杆支护巷道冒顶。为确保安全，一般都对锚杆支护效果不可靠的巷道进行套棚加固。由于倾斜煤层巷道顶板一般有20-30度左右的倾角，套棚时需先撕开上邦下部的锚固体、刷掉下部帮锚杆，锯掉重打锚杆后再栽腿腰帮，工作量大、套棚速度慢，庞庄矿通过设计应用双牙壳斜梯形棚成功地解决了以上问题，取得较好的效果，在倾斜煤层锚杆支护巷道套棚加固技术方面进行了有效的探索。

关键词：倾斜煤层锚杆支护冒顶套棚加固双牙壳斜梯形棚安全高效

0引言

煤巷锚杆支护巷道由于受地质构造、岩性变化、矿山压力影响，顶板破碎松动，易造成锚杆支护失效，发生冒顶事故，为确保安全，一般需对锚杆支护效果不可靠的巷道进行套棚加固。由于倾斜煤巷顶板一般有20度左右的倾角，锚杆支护巷道套棚时，过去的做法是使用传统的另肩棚套棚，即套棚时顶梁紧帖顶板，下帮腿铅垂布置，上帮腿垂直顶梁布置，为保证支护断面，一般都需要撕开上邦下部的锚固体、刷掉下部帮锚杆，锯掉重打锚杆后再栽腿腰帮，工作量大、套棚速度慢，双牙壳斜梯形棚成功地解决了以上问题，在张集矿倾斜煤巷巷锚杆支护巷道应用取得较好的效果。

1套传统的另肩棚的主要问题分析

1.1上帮腿垂直顶梁布置，巷道有效断面利用率低倾斜煤巷顶板一般有20-30度左右的倾角，锚杆支护巷道套棚时顶梁紧帖顶板，下帮腿铅垂布置，上帮腿垂直顶梁布置，上帮腿附近1m宽范围的空间基本无法利用，有效断面只有70%左右。

1.2套棚时要拆帮、剧锚杆，工作量大，成本高套棚时为保证支护断面，一般都需要撕开上邦下部的锚固体、刷掉下部帮锚杆，锯掉重打锚杆后再栽腿腰帮，工作量大、每套一棚要分别锯掉、重打2－3根锚杆，一般4人一组每班只能套两棚，上肩窝要用接顶料打木垛接实，用工多，材料消耗高。

1.3拆帮破坏原有巷道锚杆支护体系，影响套棚整体效果套棚前要先撕开上邦下部的锚固体、刷掉下部巷帮，破坏原巷道锚杆支护体系，导致围岩进一步变形，引起应力重新分布，下部锚杆重新补打后，与原巷道锚杆受力不均，支护强度总体下降，影响套棚后的整体支护效果。具体见附图1所示。

2双牙壳斜梯形棚方案特点

双牙壳斜梯形棚是在棚梁的腿、梁结合处焊接两个牙壳，棚腿里外各一个牙壳，防止棚腿错动，只是对原有梯形棚的牙壳、发头稍作变化，基本不须另外投资即可实现。具体见附图2所示。

2.1直接在原锚杆支护巷道内套棚，速度快套双牙壳斜梯形棚时只需挖上下帮两个腿窝，只要材料运到位，20分钟就能套好一棚，速度快，工效提高80%左右,能及时加固巷道，从而尽快消除安全隐患，确保施工安全。

2.2套棚不需拆帮补锚杆，材料成本低套棚时不要拆帮、剧锚杆，既减少了体力消耗、降低了劳动强度，又节约了刷帮、重打锚杆的材料消耗，降低了支护成本。每架减少工作量、降低材料消耗共计150元。

2.3不破坏原锚杆支护体系，套棚加固支护效果好直接在原锚杆支护巷道内套双牙壳斜梯形棚，由于在棚梁的腿、梁结合处焊接两个牙壳，两帮棚腿略代小量扎角，支架的稳定性、适应性明显提高；套棚时不要拆帮、剧锚杆，保持原巷道的锚杆支护体系，真正起到1＋1＞2的作用，提高巷道的支护强度。

3套双牙壳斜梯形棚的施工技术要求

3.1锚杆支护巷道掘进要预留足够的变形断面由于锚杆支护具有较大的抗变形性，特别是在巷道掘进初期受地压影响可能产生较大的移近量，为保证锚杆支护巷道能在服务期内满足安全生产断面需要，在设计、施工锚杆支护巷道时，应根据巷道地质条件考虑预留足够的变形断面，保证巷道变形套棚后断面仍能满足安全生产需要。

3.2设计双牙壳斜梯形棚时梁长宜比顶板短为方便双牙壳斜梯形棚施工，在设计双牙壳斜梯形棚时梁长宜比顶板短200-300mm左右，因为锚杆支护巷道帮顶均已用锚梁网封闭，套棚时下帮腿应紧帖下帮锚网，上帮腿略带5度的扎角，提高支架的稳定性及抗变形能力。

3.3锚杆失效较多时应先打临时点柱如果在套棚时，不仅巷道变形量大而且锚杆失效较多,巷道可能发生冒顶时，必须先打好临时点柱支护顶板，保证挖腿窝套棚期间的施工安全。

3.4套双牙壳斜梯形棚时关键是接实棚梁因为巷道帮顶均已被锚杆支护的锚梁网封闭，折帮漏顶的可能性很小，套棚的主要作用是防止顶板下沉造成大面积顶板冒落，所以套棚时关键是接实棚梁,及时支护顶板，并保证棚梁的稳定性，两帮则可简单固定。

4结语

双牙壳斜梯形棚成功地解决了锚杆支护巷道套棚时撕帮破坏原有锚杆、工作量大、速度慢、不安全等问题，又提高了架棚的整体稳定性，防止棚子梁腿错动，增加支架安全系数，提高整体支护的安全可靠性，真正起到1＋1＞2的作用，具有较强的推广使用价值。

双牙壳斜梯形棚只适宜己打好锚杆巷道进行套棚加固，不宜用于掘进迎头时扶棚。