煤巷頂板離層控制理論及實踐

1、本文首先提出極易離層破碎型煤巷頂板的概念，分析了該類頂板的兩種垮冒現(xiàn)象及對應(yīng)的兩類錨桿支護失穩(wěn)形式，進而提出基于高強預應(yīng)力支護的頂板離層控制原理和新型高性能頂板控制技術(shù)，最后通過幾種典型類別煤巷的工程應(yīng)用示例作進一步說明。 1引言煤礦層狀賦存的頂板巖體結(jié)構(gòu)中，煤巷較上部一層至數(shù)層厚度大、強度高的堅硬巖層不受巷道開挖影響，一般能夠自穩(wěn)，不需人工支護。而煤層及其頂?shù)装宥嗍菑姸鹊?、厚度小的薄層狀巖層組成，當頂板軟弱巖層較薄時適用懸吊理論，用錨桿將薄層軟巖錨固在堅硬巖層上即可以保證安全，這種條件在美、澳等國外先進采礦國家比較普遍，因而煤巷錨桿使用比重較高。但我國煤層賦存條件復雜多樣，多數(shù)條件

2、頂板軟弱層較厚，松動破碎區(qū)范圍大，懸吊理論不適用，支護困難較大。以兩淮礦區(qū)為例，大部分煤層頂板是由多層松軟巖層和煤線組成的復合破碎頂板，比如淮南礦區(qū)13槽、11槽和6槽煤層，淮北臨渙煤田7#、8#、9#煤層，宿縣礦區(qū)8#煤層內(nèi)廣泛分布的頂板具有如下賦存特點：1）頂板結(jié)構(gòu)復雜，軟弱夾層和層理十分發(fā)育，掘后頂板破碎范圍大，空頂自穩(wěn)時間短，極易發(fā)生離層垮冒。2）煤層結(jié)構(gòu)復雜，多數(shù)煤層含有硬度系數(shù)僅為軟弱煤線；煤體松散破碎，煤層硬度系數(shù)低于，錨固性能差。3）采深普遍達到500600 m，部分進入800 m以下。4）煤層賦存狀態(tài)頻繁變化，構(gòu)造影響隨處可見、隨時可遇，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力十分突出，水平應(yīng)力的作用顯

3、現(xiàn)明顯。5）高瓦斯礦區(qū)，通風斷面要求大，巷道跨度大。6）頂板裂隙水發(fā)育，泥化嚴重。我們稱這類頂板為離層破碎型頂板，該類頂板累計不穩(wěn)定層厚很大，常常達到5.010.0 m以上，受巷道空間限制錨桿長度一般不能超過3.0 m，該種條件采用高強樹脂錨桿后，錨固區(qū)巖體得到有效加固，但整個錨固區(qū)仍處于不穩(wěn)定范圍內(nèi)，即錨桿支護能限制錨桿長度范圍內(nèi)巖體的變形，消除錨固區(qū)內(nèi)離層，并產(chǎn)生很大的支護抗力，但避免不了在錨桿長度以外的頂板弱面離層，進而導致垮冒，頂板的安全可靠性很低。長期以來該類煤巷錨桿支護技術(shù)沒有突破，通常只能采用U型鋼拱形可縮支架和礦工鋼梯形支架支護，但支護效果很差，不能滿足安全生產(chǎn)的基本要求。選擇

4、離層破碎型煤巷頂板的控制理論和關(guān)鍵控制技術(shù)進行研究，不僅可以解決該類煤巷的支護技術(shù)難題，同時可以推動我國煤礦頂板控制技術(shù)的突破，大大改善煤礦安全狀況，推動行業(yè)技術(shù)進步。 離層破碎型煤巷頂板的失穩(wěn)表現(xiàn)為向上漸次垮冒的動態(tài)發(fā)展過程，煤巷采用以錨桿為基礎(chǔ)的支護形式時，其頂板的穩(wěn)定性取決于錨固區(qū)內(nèi)外的離層狀況。有些礦區(qū)單純從提高錨桿的規(guī)格和加大使用密度的支護思想出發(fā)，成本增加很大，但仍不能從根本上控制頂板垮冒事故。實際上，絕大多數(shù)煤巷支護失效表現(xiàn)為錨固區(qū)整體垮冒，其中錨桿受力很小，幾乎沒有桿體破斷現(xiàn)象，因此錨固區(qū)外的弱面離層是煤巷采用錨桿支護技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)。80年代以來，煤層頂板控制理論發(fā)展很快，

5、除了傳統(tǒng)的懸吊理論、組合梁（拱)理論以外，提出了“最大水平應(yīng)力理論”、“圍巖強度強化理論”、“剛性梁理論”等新理論，對煤層頂板的破壞原因、破裂巖體的錨固規(guī)律及影響因素、支護預緊力的作用機理等都做了較深入的分析，這些成果為課題組提出頂板預應(yīng)力控制思想和離層控制理論起到了很好的借鑒作用。頂板離層控制理論和結(jié)構(gòu)分析就是基于對水平地應(yīng)力和錨桿預應(yīng)力作用深入認識，從分析冒頂特征和支護失效的原因出發(fā)，提出的新控制理論。結(jié)合兩淮礦區(qū)的條件，課題組跟蹤調(diào)研了國內(nèi)煤礦的一些典型冒頂現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為兩種：隨巷道掘進開挖出現(xiàn)臨空自由面，應(yīng)力重新分布，軟弱圍巖必然出現(xiàn)破壞，并形成一定范圍的松動區(qū)，而目前的所有支護都有

6、一定的滯后性，因此頂板表層軟弱巖體的冒落是不可避免的，我們稱之為松脫型垮冒，其范圍一般在0.5內(nèi)，產(chǎn)生的負荷一般在1525 kN/m2以內(nèi)。目前常用的頂板控制方式為架棚支護和普通高強錨桿支護，由于架后空虛，棚式支護架設(shè)之初對頂板松動巖體沒有任何作用，而“九五”期間形成的錨桿支護技術(shù)更多地強調(diào)了錨桿支護系統(tǒng)的強度，其初錨力仍很低，一般僅能達到5kN/根，尚不足以平衡松脫巖體重量，因此這兩種低初始支護力的支護形式不能阻止松動范圍的進一步擴大，不能防止松脫型冒頂，直到松動破壞巖體充滿架后空區(qū)支架才起作用，或圍巖碎脹變形充分后錨桿才被動承載。松動范圍的加大減少了有效錨固厚度，在水平應(yīng)力和自重應(yīng)力雙重作

7、用下，錨固區(qū)發(fā)生彎曲變形，上位弱面受水平剪切破壞，層間位移導致弱面離層，錨固區(qū)變形持續(xù)發(fā)展直至垮冒，我們稱之為擠壓型垮冒。第一種冒頂主要是破裂巖體在自重作用下發(fā)生的，第二種冒頂則主要是頂板次生水平應(yīng)力的作用效應(yīng)。 a) 松脫型垮冒 b) 擠壓型垮冒圖1 煤巷頂板的兩種垮冒型式相應(yīng)地，支護的失效表現(xiàn)為兩種情況：松脫型垮冒得不到控制，錨固區(qū)產(chǎn)生裂隙，錨固強度衰減，進而導致錨固區(qū)整體穩(wěn)定性的削弱或破壞，稱之為錨固區(qū)內(nèi)離層；錨固區(qū)本身的完整性較好，但整體變形過大，不能阻止向上的漸進破壞，導致外層弱面離層，稱之為錨固區(qū)外離層。錨固區(qū)外離層的持續(xù)發(fā)展將導致錨固區(qū)整體垮冒，如圖2。兩淮礦區(qū)的典型煤層頂板在掘

8、進時表現(xiàn)為強烈的冒頂傾向，根據(jù)頂板破碎程度、最大完整層厚度不同而表現(xiàn)出不同的空頂自穩(wěn)時間。通常掘進循環(huán)進尺一般都要求在1.0 m以內(nèi)，支護稍微遲緩，便會冒頂。首先表現(xiàn)為松脫型冒頂，隨后由于支護的能效過低、圍巖持續(xù)變形發(fā)展為錨固區(qū)外離層的擠壓型冒頂。     圖2 錨固區(qū)整體垮冒如前所述，錨桿安裝之初對圍巖的作用與支護體系的強度關(guān)系不大，主要取決于錨桿預緊力的大小，已有的技術(shù)更多地強調(diào)了錨桿材料的強度，而忽視了錨桿的實際能效，這里定義錨桿的支護能效W為錨桿載荷F與圍巖變形量的乘積。如下圖3為淮南謝橋煤礦煤巷錨桿載荷實測曲線，由圖3可見，錨桿預緊力

9、的提高不僅會改善錨桿的增阻速度，同時對錨桿的最終載荷影響很大，也就是說不同的預緊力產(chǎn)生了不同的錨桿工作曲線。由此說明提高錨桿預拉力和增加錨桿強度是同樣重要的，它也是將錨桿預拉力作為最重要支護參數(shù)開展支護設(shè)計、參數(shù)優(yōu)化的理論依據(jù)。當錨桿預緊力小于松脫巖體重量時，松動范圍進一步發(fā)展，向上漸次松動，錨固區(qū)巖體逐漸破壞，產(chǎn)生裂隙，導致支護失效；當錨桿預緊力大于松脫巖體重量時，則克服了這個缺陷。因此，課題組提出高強預應(yīng)力支護的概念，不僅強調(diào)支護材料本身的強度、錨桿與圍巖的錨固強度，同時注重支護能夠?qū)崿F(xiàn)的初始支護力，即支護的預應(yīng)力水平。圖3 煤巷錨桿載荷實測曲線離層破碎型煤巷掘進時，復合頂板通常有0.51

10、.5 m厚的松動層(頂板煤巖互層)隨掘隨冒，有時受端頭效應(yīng)影響處于潛在冒落狀態(tài)，打眼等微小的施工擾動都可能誘發(fā)垮冒。其負荷大致為1525 kN/m2，采用人工擰緊螺母的方式安裝的普通高強錨桿初始徑向支護力一般低于10 kN，這種低初錨力的支護尚不足于平衡松動巖體自重，更談不上有效地控制弱面離層，因而不能形成有效的主動支護，常常難以避免圖2所示的錨固區(qū)整體垮冒的失穩(wěn)形式。高強預應(yīng)力支護則針對復合頂板的漸進離層垮冒過程，充分調(diào)動圍巖自身的穩(wěn)定性和巷道特殊的結(jié)構(gòu)效應(yīng)，控制頂板的兩類離層和垮冒，支護效果和安全狀況隨之大大改善。其基本原理如下圖4所示，包括如下幾點：   &

11、#160;    圖4頂板離層控制原理圖1) 通過提高錨桿的初始徑向張力，及時將松脫區(qū)巖體與上位巖體擠壓加固在一起，阻止頂板巖石松脫范圍的進一步擴大。2) 增大錨固范圍，形成有效的加固厚度，提高錨固區(qū)巖體的強度和抗剪剛度，消除頂板的漸次離層和垮冒。并對深部圍巖提供側(cè)向約束，維護錨固區(qū)外圍巖弱面自身的力學性能，調(diào)動深部圍巖的自身強度和穩(wěn)定性。 3) 當錨固范圍達到穩(wěn)定巖層，并具有足夠的強度時，即能保持頂板的安全；當頂板不穩(wěn)定層厚很大，錨固范圍不能達到深部穩(wěn)定巖層區(qū)時，利用巷道上幫角的圍巖擠壓區(qū)，建立強化承載結(jié)構(gòu)，形成向上的反力矩，平衡水平應(yīng)力對頂板巖層的破

12、壞作用，同時也預防頂板錨固結(jié)構(gòu)失效時的突發(fā)垮冒。通常在頂板不穩(wěn)定層厚超過56m，錨索加固范圍難以達到穩(wěn)定巖層時采用這種結(jié)構(gòu)，頂板十分破碎，錨固效果不可靠時，也適宜使用這種護頂結(jié)構(gòu)。2. 3開展層狀頂板圍巖結(jié)構(gòu)分析，提出幾種承載結(jié)構(gòu)形式及穩(wěn)定性分析方法高強預應(yīng)力支護不僅改善頂板的應(yīng)力狀態(tài)，消除頂板中部的拉應(yīng)力區(qū)，同時減弱兩個頂角的剪切應(yīng)力集中程度；而且通過強化頂板弱面，消除拉伸破壞，控制圍巖弱化區(qū)的發(fā)展，使錨固區(qū)載荷趨于均勻并實現(xiàn)連續(xù)傳遞，從而形成預應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)。根據(jù)頂板巖層結(jié)構(gòu)特征和開采環(huán)境的不同，提出不同的預應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)形式如下：第一種：關(guān)鍵巖梁結(jié)構(gòu)，適用于較薄復合頂板、關(guān)鍵層距頂板較近的條

13、件；該種結(jié)構(gòu)只需要加大錨固范圍，并分析關(guān)鍵巖層和下位巖體間的合理連接強度。 第二種：強化承載拱結(jié)構(gòu)，適用于厚層復合頂板、關(guān)鍵層較遠的條件；不僅需要建立具有一定強度的整體錨固圈層，同時必須建立該錨固圈與外圍承載拱的關(guān)系?？紤]巷道頂板中部拉伸和肩角剪切破壞的穩(wěn)定性判據(jù)為：； 第三種：留小煤柱沿空掘巷的大小結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性分析。針對留小煤柱沿空掘巷特殊的圍巖條件，應(yīng)用關(guān)鍵層理論和數(shù)值計算分析方法提出大小結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本論點：沿空掘巷上覆巖體“關(guān)鍵塊體結(jié)構(gòu)”無論在巷道掘進前、掘進時、掘進后均可以保持穩(wěn)定；在本區(qū)段工作面回采時，頂板的關(guān)鍵三角板雖然有一定程度的回轉(zhuǎn)下沉運動，但不會失穩(wěn)，即大結(jié)構(gòu)是可以自穩(wěn)的，這

14、對保持沿空掘巷的穩(wěn)定性提供了先決的外部條件，這一結(jié)論為為留小煤柱沿空掘巷的可行性分析和合理留設(shè)煤柱提供科學的理論指導。合理地選擇煤柱尺寸能夠保證大結(jié)構(gòu)下的沿空掘巷頂板壓力顯現(xiàn)較小，支護的關(guān)鍵是保持頂板巖層的整體性，采用錨桿支護時需要提供足夠的預緊力和一定的加固厚度。 3高強預應(yīng)力支護技術(shù)提高支護產(chǎn)品技術(shù)性能的主要途徑是研究新產(chǎn)品、新結(jié)構(gòu)，使其適應(yīng)煤巷破碎圍巖條件，提高錨桿支護能效?；陔x層控制理論，本課題提出煤巷高強預應(yīng)力支護技術(shù)，它是指安裝時形成有效約束頂板弱面并消除頂板離層的高強支護系統(tǒng)。這是有別于低強度低初錨力的傳統(tǒng)錨桿支護和高強度低初錨力的高強錨桿支護的一個相對的階段性概念，是錨桿類支

15、護技術(shù)發(fā)展的一個新階段，這里為區(qū)別初錨力的傳統(tǒng)概念，把安裝時超過頂板松動巖層自重并形成預應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)效應(yīng)的錨桿初始徑向作用力叫錨桿預拉力。近幾年高性能錨桿等新型支護手段的研制和應(yīng)用、大扭矩鉆機的開發(fā)和推廣等相關(guān)技術(shù)正是按照這一思路迅速發(fā)展的。該技術(shù)從根本上解決了支護主動性的問題，克復了高強錨桿支護使用中存在的主要安全和技術(shù)缺陷，并初步形成高預拉力、高可靠性和大間排距的新技術(shù)特征。主要包括新型高性能預拉力錨桿和M型鋼帶兩項新產(chǎn)品，通常組合成錨帶網(wǎng)支護形式。1) 新型高性能預拉力錨桿針對我國目前錨桿加工、使用中存在的缺陷和問題，從錨桿桿體材質(zhì)及表面結(jié)構(gòu)的選擇、錨桿快速安裝螺母的研制、絲扣加工及技術(shù)

16、要求、提高錨桿預拉力的措施等幾個方面研制新型錨桿的結(jié)構(gòu)和性能，并明確提出高性能錨桿的概念，規(guī)范了新型錨桿6個方面的技術(shù)性能及加工要求。（1）采用優(yōu)質(zhì)無縱筋左旋螺紋鋼加工，其強度和延伸率都符合高強度錨桿對材質(zhì)的要求，材質(zhì)優(yōu)良，取材方便，桿體表面凸紋能夠滿足攪拌阻力和錨固要求，不必二次加工；（2）外端螺紋部采用等強度或增強加工新工藝，螺母、托盤、鋼帶等附件尺寸匹配、強度相當；（3）配雙重墊圈，一個尼龍墊圈減少螺母和托盤的摩擦阻力，保證實現(xiàn)預拉力（初錨力），另一個凹形墊圈調(diào)整錨桿外端受力，改善螺母受力狀態(tài)；（4）扭矩螺母實現(xiàn)快速機械安裝結(jié)構(gòu)；（5）通過墊圈變形這一醒目的標志直觀顯示安裝施工質(zhì)量，并標

17、定錨桿預拉力；（6）配套的新型附件性能優(yōu)越，包括M型托盤配套頂板M型鋼帶、槽型托盤配套幫用的型輕型帶鋼，用料省，整體力學性能好，它們都屬于更新?lián)Q代產(chǎn)品，有多種規(guī)格和多個系列。為了強調(diào)預拉力的作用，這種錨桿又稱高性能預拉力錨桿。該類錨桿比普通高強錨桿具有兩方面優(yōu)勢：1) 安裝可靠性高，能夠?qū)崿F(xiàn)高預拉力；M20規(guī)格的單套高性能預拉力錨桿破斷力180kN以上，預拉力達到2030kN；初始支護強度達到3045kN/m2，在及時支護和短循環(huán)條件下都能夠超過初始松動巖體重量形成的負荷。2) 通過扭矩螺母實現(xiàn)機械安裝，通過雙重減摩墊圈保證必需的預拉力，結(jié)合墊圈變形直接顯示安裝質(zhì)量，安裝質(zhì)量的顯性化大大方便了

18、現(xiàn)場施工管理，確保安全。 本技術(shù)不僅強調(diào)錨桿的強度，同時進一步強調(diào)錨桿的預拉力、機械安裝及安全可靠性等綜合性能。實測表明高性能錨桿的支護能效系數(shù)是普通高強錨桿的34倍。從99年成功研制該類錨桿以來，已安全支護巷道130余萬米，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化加工。 2)新型M型鋼帶國內(nèi)首次研制出新型M型鋼帶，與國外普遍采用并在我國廣泛推廣的W型鋼帶相比，該鋼帶具有如下幾個優(yōu)點： 其抗彎截面模量為W型鋼帶的3倍左右； 高翼緣形斷面，抗撕裂性好，解決了W型鋼帶在高低壓煤巷使用容易撕裂的缺陷； 兩個方向的截面模量差別大，向下截面模量是向上的倍，因此很容易與頂板密貼，同時向下截面模量很大，能有效控制錨桿間的圍巖松動，維持

19、頂板預應(yīng)力結(jié)構(gòu)效應(yīng)。通過調(diào)整厚度，M型鋼帶已形成系列產(chǎn)品，可以適應(yīng)不同地質(zhì)條件、不同支護強度的要求。 由于鋼絞線不受巷道高度和尺寸限制，通過專用機具可以十分方便地在150 kN范圍內(nèi)調(diào)節(jié)預緊力，因此小孔徑鋼絞線預拉力錨索科學地調(diào)動了深部圍巖的穩(wěn)定性和承載能力，在煤巷中應(yīng)用廣泛。雙錨索可以組合成預拉力錨索梁技術(shù)、雙斜拉錨索技術(shù)和幫部錨索加固技術(shù)，為頂板控制提供了新的選擇。在離層破碎頂板中大量使用錨索加固時，為了和預拉力錨桿匹配，一般應(yīng)采用低張、短錨、適當滯后的錨索使用原則，即錨固范圍一般不宜超過5.08.0 m，預張力選定在6080 kN范圍內(nèi)，減少了錨索提前破斷的現(xiàn)象，弱化了錨索剛度過大、不適

20、應(yīng)圍巖變形的缺陷。為了實現(xiàn)鋼絞線與鉆孔的緊密匹配，并提高錨索的承載能力，18 mm、20 mm鋼絞線的錨索成套技術(shù)及裝備的應(yīng)用越來越多。3.3 高預拉力鋼絞線桁架系統(tǒng)針對頂板松動范圍大，地質(zhì)異常帶等特殊地段，利用巷道圍巖變形規(guī)律，將處于受壓狀態(tài)的巷道兩肩窩深部巖體作為錨固點和支護結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，通過高強度的預應(yīng)力鋼絞線傳遞張拉力，直接作用于頂板錨固區(qū)圍巖，有效控制厚層復合頂板離層。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，直接利用M型鋼帶作受力基礎(chǔ)，并由專用機具實現(xiàn)初張力，支護原理如圖5所示。高預拉力鋼絞線桁架系統(tǒng)是預防頂板垮冒、錨固區(qū)失效的可靠手段，設(shè)計的雙孔環(huán)形連接器可以十分方便地連接兩根鋼絞線，并方便機械張拉。如圖6

21、所示，施工工藝和張拉過程與小孔徑預拉力錨索完全一致。  頂板受壓區(qū)頂板受壓區(qū) 圖5 鋼絞線桁架支護原理 圖6 桁架連接裝置 4工程應(yīng)用示例41謝橋礦1212(3)以綜放面機巷謝橋礦1212(3)工作面位于西一采區(qū)西翼一區(qū)段，為一走向長壁工作面，標高-420m 460m。開采煤層為二迭系山西組13-1煤，煤層賦存較穩(wěn)定，煤厚，傾向180°5°，傾角°為半亮半暗型煤，煤層結(jié)構(gòu)較復雜，上部和底部各含一層泥巖夾矸，煤為塊狀和粉末狀。直接頂為砂質(zhì)泥巖和數(shù)層煤線互層，累厚普遍超過7.0。按照離層控制理論和高強預應(yīng)力支護技術(shù)，確定該面順槽采用高性能預拉力錨帶

22、網(wǎng)索和鋼絞線預拉力桁架組合支護技術(shù)方案：1) 及時采用新型高預拉力錨桿加固巷道兩幫與頂板，克服松動頂煤自重，并將其與上部巖層擠壓加固在一起，使巷道表面圍巖形成一個完整的整體，控制巷道基本變形；2) 高預拉力鋼絞線桁架系統(tǒng)及時強化頂板，利用上幫角內(nèi)部穩(wěn)定圍巖區(qū)進一步加強頂板錨固區(qū)，高強預張系統(tǒng)形成向上力矩防止頂板出現(xiàn)離層垮冒；3) 適當滯后幾排采用小孔徑預拉力樹脂錨索進一步增強頂板錨固范圍，進一步強化頂板的預應(yīng)力水平，增強錨固層外弱面的力學性能，阻止離層。圖7 謝橋礦1212(3)綜放面實體巷道錨桿布置  圖8 謝橋礦1212(3)綜放面上順槽錨桿支護頂板離層曲線(跟底逮頂煤掘進) a

23、) 掘后穩(wěn)定段； b)回采超前加強段圖9 謝橋礦1212(3)綜放面上順槽支護狀況(跟底逮頂煤掘進)試驗表明，在富含軟弱夾層和弱面的厚層復合頂板條件下，松散變形及由沿弱面產(chǎn)生的離層垮冒是頂板的兩種主要失穩(wěn)形式。松散變形的有效控制取決于及時提供有效的徑向約束，即錨桿、錨索和桁架系統(tǒng)的預緊力，這需要錨桿最少提供2535kN/根的預緊力。沿錨固區(qū)外的弱面離層則通過錨索支護加大頂板錨固范圍，并依賴于桁架承載結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。 42潘三煤礦1471(3)綜放工作面工業(yè)性試驗為例介紹。該工作面開采13槽煤層，采深700m，頂板為較完整砂巖直覆，層厚3.0，實測該區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力強烈。掘巷時頂板平整，但在迎頭1030

24、m范圍開始出現(xiàn)頂板炸裂，形成與巷道軸向斜交的貫通裂縫，張開度達到535mm，采用高性能預拉力錨帶網(wǎng)和錨索梁組合支護。實測頂板中部錨桿載荷增速快，2天后錨桿載荷即達到5060kN，10天后錨桿液壓枕 （量程為100kN）壓壞；兩幫錨桿受力較小，一般穩(wěn)定在50kN以下。大量頂板靠兩幫角錨桿因受剪切力而破斷，但所有觀測都沒有及時地預報或揭示出來。結(jié)合錨桿(索)受力觀測、圍巖變形特征和錨桿剪斷現(xiàn)象可以定性看出，頂板錨桿受力較劇烈，中部軸向力普遍達到100kN左右，頂部兩角錨桿不僅受到軸向力的作用，還受到巨大的水平剪切力的作用，另外頂板錨索支護載荷也超過130kN，頂板錨桿支護系統(tǒng)的整體強度能夠基本滿足巷道圍巖壓力的要求，但富裕量已較小。在類似構(gòu)造應(yīng)力區(qū)增加錨索用量，基本支護采用槽鋼梁和預拉力錨桿、預應(yīng)力錨索混合交替布置，并錨索加強。2003年以后，錨索用鋼絞線由15mm提高到18mm，以進一步增加支護強度，取得較好的效果。 a)預拉力錨帶網(wǎng)索組合支護； b)預拉力錨帶網(wǎng)索混合支護圖10 潘三離層型煤巷支護狀況43興隆莊礦4320綜放工作面兩巷支護興隆莊煤礦主采3號煤層產(chǎn)狀平緩，煤厚，傾角370，平均采深500m以上，綜放工作面兩巷道沿3號煤底板掘進，頂部尚有5m多厚的煤層，另有