| 式中：α----锚杆间排距，m；Q----锚杆设计锚固力，88.2KN/根
H--冒落拱高度，取2m；γ--被悬吊岩石的重力密度，取16.7KN/m3
K----安全系数,取2。
施工时取800mm。
通过以上计算，顶板锚杆选用直径18mm，长度2200mm的左旋高强无纵筋螺纹锚杆，锚杆间排距800mm×900mm。
②按悬吊理论校核锚索排距：根据地质资料分析,巷道跟六层煤顶板施工, 六煤顶板为：灰～深灰色粉砂岩，局部为泥岩，为防止巷道顶岩层发生大面积整体垮落，用φ15.24mm、长度为5.4m的钢绞线，用锚索将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于坚硬岩层中，校核锚索间距，冒落方式按最严重的冒落高度考虑。此时靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用，在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下，取垂直方向力的平衡，可用下式计算锚索间距。
L=nF2/[BHγ-（2F1sinθ）/L1]
式中：L----锚索排距，m；
B----巷道最大冒落宽度，4.2m；
H----巷道最大冒落高度，按最严重冒落高度取4.0m；
γ----岩体容重，16.7KN/m3；
L1----锚杆排距，0.8m；
F1----锚杆锚固力，88.2KN；
F2----锚索极限承载力，230KN；
θ----角锚杆与巷道顶板的夹角，75°；
n----锚索排数，取1；
根据以上计算锚索排距必须小于2.7m，设计锚索间排距为1600mm×1600mm所选锚索参数满足设计需要。
3.4 施工中的锚杆支护参数动态优化
3.4.1 调整帮锚杆
矿压监测表明，两帮位移较小，稳定性较好时，跟M4煤层上分层顶板施工时锚杆长度由2 m减少至1.8 m，间距由800 mm增大到900 mm。
3.4.2 调整锚索的间排距
初期为了使煤层巷道安全有保证，锚索设计为矩形布置，间排距为1600 mm×1 600 mm，根据实测顶板位移及实际揭露岩性，顶板下沉不大时，锚索排距1 600 mm改为2 400 mm，或者将锚索同时改成单线型或五花型布置。根据顶板中部锚杆受力明显过大、而两帮部顶板锚杆发挥效能却很低的杆体受力测试结果，将锚索的间距由2400 mm调整为1 600 mm，按中线对称布置。
3.4.3 调整锚索的长度或更改直径
施工过程中，锚索长度根据三、四煤层间距及三煤的厚度来确定。对于顶板淋水，造成泥岩膨胀和强度弱化的顶板，可试图采用Φl8mm锚索加强。
3.4.4 调整顶部钢带(锚杆)排距
在直接顶条件较好时，将钢带排距增大至900 mm。
3.4.5 特殊情况
当巷道施工中遇到大的地质条件变化时及时进行调整，如遇断层时应改为工字钢架棚支护；如遇顶板破碎时应沿巷中打一排走向挑棚，以确保巷道施工安全；当顶板离层值超过120mm时，应及时打走向挑棚或架工字钢棚加固。
4 矿压监测
为保证巷道的安全施工，验证锚杆支护参数是否合理，必须对巷道的位移稳定性进行观测。
4．1 测站布置
顶板离层仪测点布置：由于M4煤层的顶板地质条件不同，其中跟M4煤层上分层顶板施工段，每100m安装一个顶板离层仪，共建2个顶板离层测站；跟M4煤层下分层顶板施工段，每40m安装一个顶板离层仪，共建12个顶板离层测站。
4．2 监测分析
4．2．1 顶板离层分析
跟M4煤层上分层顶板施工段，离层值最大是二号离层仪，总离层值为9mm，锚固区外离层值为6mm，锚固区内离层值为3mm，在离层仪安装后1—19d顶板离层速度最大，20d后趋于稳定。
跟M4煤层下分层顶板施工段，离层值最大的是十三号离层仪，总离层值为70mm，锚固区外离层值为30mm，锚固区内离层值为40mm，在离层仪安装后2—27d顶板离层速度最大，29d后趋于稳定。从现场巷道顶板情况可看出，该离层仪前后20m范围内巷道顶板比较破碎，是导致巷道顶板离层值较大的主要原因。
4．2．2 巷道表面位移观测分析
跟M4煤层上分层顶板施工段，位移量较大的是二号位移测站，巷道顶底位移量为185mm，在1—20d内顶底位移速度较快，25d后趋于稳定。论文格式。巷道两帮位移量为275mm，在1—35d内两帮位移速度较快，38d后趋于稳定。巷道位移变化规律：因M4煤层上分层顶板为细砂岩较坚硬，底板为泥岩和M4煤较软，故顶底位移量主要以底板底鼓变形为主，两帮变形量以巷道高帮为主。
跟M4煤层下分层煤顶板施工段，在该段巷道内建12个位移观测站，其中顶底位移量最大的是九号位移测站，顶底位移量为235mm，在1—18d内顶底位移速度较快，21d后趋于稳定。巷道两帮位移量最大的是八号位移测站，两帮位移量为346mm，在1—30d内两帮位移速度较快，34d后趋于稳定。
通过以上分析可知，10402机巷跟M4煤层上分层顶板施工段、跟M4煤层下分层顶板施工段的顶板离层量和巷道位移量均未超过允许范围，能有效地控制巷道的变形，提高巷道围岩的稳定性，说明巷道支护设计中所选择的支护参数是合理可行的。
5. 结语
（1）复合顶板下的锚杆支护应因地制宜，根据巷道内复合顶的厚度不同以及岩性的差异来灵活确定锚杆支护的方式和密度。
（2）在复合顶板淋水特殊段，巷道易片帮，顶板易破碎、离层、冒落，巷道掘进工作面环境较恶劣，锚杆、锚索孔淋水，影响了锚杆、锚索支护质量，使支护难度增大，影响了巷道掘进速度。
（3）对于顶板淋水段，顶板因淋水造成泥岩膨胀和强度弱化，并对锚杆、锚索有腐蚀破坏作用，为加强锚索锚固强度，保证巷道支护质量，在以后的施工过程中建议采用Φl8mm锚索加强。
刘勇（1984—），男，土家族，贵州思南人，毕业于贵州大学，本科学历，永贵能源开发有限责任公司技术中心，助工，从事煤矿管理工作。
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