孙 晓

（山西新元煤炭有限责任公司，山西 阳泉 045000）

目前，我国单个矿井的产能大幅提升，与产能提高相对应的是工作面采煤机、液压支架等主要采煤装备的现代化和大型化，对煤矿井下巷道断面的要求也越来越高[1-4]。新元矿9104 开切眼的跨度达到9 m，直接顶板为泥岩，采用常规的锚杆索支护后，工作面支架安装时顶板下沉严重，对生产造成了一定的影响。为此，亟需采用新的支护方式，保证大跨度开切眼的稳定。

1 工程概况

1.1 地质生产条件

9104 工作面位于9 号煤一水平一采区，地面标高1 058.0～1 130.6 m，工作面标高474.4～559.8 m，埋藏深度520～650.6 m。煤层平均厚度3.36 m，平均倾角2°，煤层顶底板岩性如图1。

图1 9 号煤顶底板岩性

工作面采用走向长壁综合机械化开采，倾斜长度230 m，走向长度1217 m。

9104 工作面切巷为矩形断面，宽度9 m，高度4.5 m，沿9#煤层顶板布置。切巷分两次掘进，第一次掘进宽度为4.5 m，靠近回采帮，贯通后再扩至设计断面。

1.2 9104 开切眼控制难点

（1）开切眼跨度大

9104 工作面开切眼的跨度达到9 m，巷道跨度的增加造成支护难度成倍的增长。大跨度巷道的中部容易形成拉应力集中，增加顶板离层冒顶的风险，给煤矿安全生产带来隐患。

（2）巷道高度大

9104 工作面开切眼高度为4.5 m，超过了煤层的厚度，沿煤层顶板掘进。巷道下部1.1 m 为岩层，在煤岩交界处由于强度差别极易造成片帮或巷道鼓出。

（3）泥岩顶板强度低

9 号煤的直接顶板为泥岩，强度低，自稳能力差。在大跨度巷道的情况下巷道中部形成的拉应力极易造成顶板的下沉甚至垮落。

2 支护方案的确定

2.1 原支护存在的问题

9 号煤原设计开切眼支护采用的是普通的锚杆索支护，锚索为单体布置，用槽钢相连。……