（3）有关机具设备的使用、操作、维护、保养等均应按厂家的产品说明书或操作指南进行。

 （4）锚杆支护作业场所距工作面200m内，必须备有5～10架备用棚及相应的复合支护材料，以备改变支护方式和抢险之需。

 （5）打锚索孔时，接长式钻杆连接处强度较低，在接头位置进入孔内之前要控制锚杆机推力，以免钻杆折断伤人。

 （6）该方案在试验时，采取先铺网架棚、再锚网喷支护的方式，经测试锚杆锚固力达到要求并且巷道变形量在规定范围内，再撤除支架。

2.4.2 方案二  超前注浆+注浆锚杆＋注浆锚索＋菱形金属网＋M型钢带+喷浆支护

 如果直接采用注浆锚杆锚索支护效果差，则先对C20煤层巷道顶板进行超前注浆加固，加固后再采用注浆锚杆锚索支护。注浆锚杆锚索、喷浆的设计参数与方案一设计参数相同。

 （1）超前注浆钻孔长度

 见图1，在C20煤层巷道顶板靠两帮以15°仰角向C19下采空区打注浆孔，巷道中间位置以20°仰角向C19下采空区打注浆孔。注浆孔的排距为4.0m。从现有的地质资料得知：C20煤层顶板到C19下采空区的垂直距离为3.29m，得到靠两帮顶板注浆加固钻孔长度为12.7m，巷道中间注浆加固钻孔长度为9.6m。详见图1。

（2）钻孔、注浆管直径

注浆钻孔的直径为32mm。注浆管直径20mm。

（3）注浆有关事项同方案一。

2.4.3 方案三 树脂锚杆锚索支护

在C19未开采区域掘进C20煤层巷道，采用树脂锚杆锚索支护。

2.4.3.1 锚杆参数确定

（1）锚杆长度

顶锚杆用2.2 m，20MnSi（锰硅）20mm的螺纹钢锚杆。帮锚杆长度按1.5m考虑，16mm的螺纹钢可回收锚杆。

（2）锚杆间排距均取800mm。

2.4.3.2锚索参数的确定

锚索长度10.3m，锚索的排距为2.4m，锚索安装位置分别距高帮1.0m、矮帮1.3m处。

2.4.3.3锚杆锚索类型和结构

（1）锚杆类型及结构

选用20MnSi（锰硅）20mm的螺纹钢锚杆。其屈服极限为340MPa，强度极限为510Mpa，截面积为314.2mm2。锚杆设计锚固力>85kN。

（2）锚索类型及结构

锚索采用7股5mm高强度钢绞线组成。钢绞线直径为15.24mm，强度级别1860MPa，公称截面积140.00mm2，最低破坏荷载260.7kN，质量1.102kg/m。

锁具的选择：以瓦片式为主的锁具有多种规格，应根据钢绞线规格选取，保证瓦片与钢绞线有良好的匹配关系，在这里选用15.24mm的锁具。

采用力学性能与树脂锚杆相匹配的规格为250×250×12mm的高强度托板。

（3）金属网

设计采用铁丝菱形金属网。10#铁丝进行编织，网孔距50mm×50mm。

（4）托板的使用

为了保证锚杆与钢带之间更加紧密的贴合，提高托盘与钢带之间的摩擦力，设计了专用蝶形托盘，使钢带、托盘、锚杆三者之间成为一个更加统一的整体，减少了锚杆与钢带之间的错动，有利于预防锚杆杆体产生的剪切破坏。见附图11

（5）钢带

选用GRT-M3钢带。

2.4.3.4树脂药卷

顶锚杆使用Z2370树脂药卷2根，锚索使用Z2370树脂药卷2根。

2.4.3.5锚杆锚索施工工艺

（1）锚杆施工工艺

工艺同2.4.1.4。

（2）锚索施工工艺

1）锚索的制作步骤

①将成盘（应选购每盘1t的包装规格）供应的钢绞线先用8#铁丝捆3道，然后打开原包装钢带。

②展开2～3圈，按设计长度用无齿（砂轮）刀具截断。

③重复②加工至所需的锚索根数（但一次不宜截太多，一般应随用随截）。

④视情况对锚索的锚固段进行必要的除锈、除油处理。

⑤将制作好的锚索盘成1.5m的圆环，用细铁丝等间隔捆3道，存好备用。

⑥不论是钢绞线还是已制作好的锚索，均要妥善存放，防止黏上油污，否则会严重影响锚固力。

2）锚索安装工艺

①在巷道两排锚杆之间顶板中间靠高帮1.3m、靠矮帮1 m处分别设置锚索钻孔，锚索钻孔排距2.4m。锚索钻孔与顶板夹角为75°。

②采用打顶板的锚杆机配中空六方接长式钻杆湿式打眼。为保证孔深符合要求，可在起始钻杆上用白色或黄色油漆标出终孔位置。

③检查药卷和锚索。插入树脂药卷前应检查其质量（以手感柔软为合格）。已硬化或过期的药卷严禁使用。用棉丝将锚索锚固段的水、煤屑等擦干净。

④锚索下端装上专用搅拌驱动器，2人配合用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻孔（注意不要反复抽来锚索），确保锚固剂全部送到孔底。

⑤严格锚固剂搅拌过程。将专用搅拌驱动器尾部六方头插入锚杆机上。一人扶住机头，一人操作锚杆机，边推进边搅拌，前半程用慢速旋转，后半程用快速旋转。搅拌时间控制在20～30s。

⑥确保锚固剂的凝固时间。搅拌一定时间以后，应继续保持锚杆机的推力处于停止搅拌状态，约3min以后才能卸下锚杆机。否则，将引起锚索下滑，影响锚固力。

⑦10min以后，先卸下专用搅拌驱动器，装上锚网、托梁、托板、锁具，并将其托到紧贴顶板位置。

⑧2人一起将张拉千斤顶套在锚索上并用手托住，开泵进行张拉，并注意观察压力表读数，达到60KN预紧力后，结束千斤顶推进，迅速换向回程。

⑨卸下张拉千斤顶（注意用手接住避免坠落），用液压切割器截下锚索的外露部分（可将一个班或几个班安装的锚索集中切割，但应注意安全，不能让锚索外露部分伤人）。

3）锚索施工注意事项

①打锚索孔时，接长式钻杆连接处强度较低，在接头位置进入孔内之前要控制锚杆机推力，以免钻杆折断伤人。

②松开盘住的锚索时，要注意其弹性较大，防止弹开伤人。

③锚索要随打随安装，也可以把当班安装的锚索集中一次进行张拉。

④张拉锚索前，应先检查张拉千斤顶、油泵各油路接头处是否有松动，若发现有松动现象应及时拧紧。

⑤张拉锚索时，应使张拉油缸与锚索保持同轴。张拉千斤顶卡住锚索后，人员可撤到千斤顶侧面，张拉千斤顶时，下方严禁站人。

⑥掘进过程中遇到的地质条件恶化时，必须及时采取应急措施并立即向有关领导和职能部门报告。

⑦巷道掘进过程中，每隔30m由矿山地质部门安排一次顶板岩性、厚度变化的检测，并在掘进作业规程中按有关规定制定相关的安全技术措施，以及修改支护设计。

⑧有关机具设备的使用、操作、维护、保养等均应按厂家的产品说明书或操作指南进行。

（3）金属网安装

等待10min之后（针对安装锚杆），去掉专用套筒，挂金属网要紧贴岩面，压茬严密且不少于100mm，网与网之间间隔0.3m用10#铁丝连接并拧紧，锚网规格为1000×1000mm。顶板铺设4张金属菱形网，高帮铺设3张金属菱形网，矮帮铺设2张金属菱形网。

顶网与帮网应相互搭接。顶板与高帮、矮帮的夹角处，采用铺设高帮的金属网务必要搭接到顶板靠高帮的锚杆上，然后经过高帮靠顶板的锚杆上，最后搭接到高帮的第二根锚杆上（从顶板往下）。矮帮的处理也采用同样的方式进行。

（4）钢带安装

金属网安装以后，将钢带孔置于锚杆内加托盘，用锚杆机上紧锚杆螺母，并达到不小于60N·m的预紧力。

（5）喷浆

厚度50 mm。要求同方案一。

（6）遇特殊地层处理

在掘进过程中，对于断层破碎带、煤层松软区、地质构造变化带、地应力异常区、动压影响区等围岩支护条件复杂区，必须采取加密锚杆、全长锚固、锚索锚固、点柱及架棚等强化支护措施。

2.4方案四 工字钢架棚支护

若C20煤层巷道完整顶板薄，十分破碎，注浆效果差；或C20与C19层间岩层厚度小于锚杆设计长度时（即采用锚杆支护，锚杆的端部可能揭穿C19上采空区），采用工字钢梁棚子支护，棚子间距800mm。见附图6

（1）两帮支护

两帮采用一定长度的11#工字钢，因底板较松软，支护时需要掏一定深度的窝子，所以腿子加工长度应超过两帮高度200mm。梁子与腿子之间采用螺母与扁钢筋连接，使其成为一个整体。

两帮采用水泥背板背帮，水泥背板的规格为1000×150×30mm，内嵌数根直径6mm的小钢筋。设计强度应满足C20的要求，配比为水泥∶砂∶石∶水＝mco∶mso∶mg0∶mWo＝331∶685∶1390∶195＝1∶2.07∶4.20∶0.59，水灰比（W/C）＝0.59，碎石粒径为5～20mm，设计密度为2.6kg/m3，水泥采用32.5硅酸盐水泥，每块水泥背板重量约11.7kg。

（2）顶板支护

顶板支护方式采用11#工字钢＋金属网＋水泥背板背顶，注意背顶一定要严实，防止漏顶或空顶。

（3）工艺

放炮—安全检查—移前探梁—出矸—铺顶网—架棚—水泥背板背帮背顶。

2.5 各方案每米耗材

2.5.1中空注浆锚杆锚索支护

3矿山压力观测计划

3.1矿压监测站布置

（1）巷道表面相对位移监测

在正常条件下观测时，每条巷道间隔50m设3个测站（本方案根据具体情况而定），每个测站设3个位移观测面，每个观测面设3对测点，采用“井”字布点（其中垂直两对，水平一对），截面间距0.8m。

位移观测点的布置：孔径为33mm，孔深为200mm，采用25mm圆钢在孔内用水泥砂浆充填。在构件一端加工成圆形或锥形的凹槽，其深度控制在1cm左右，其目的是为了便于与测杆的接触。

测站与测点的关系及构件图详见附图8。

（2）顶板离层监测

顶板离层仪安设数量可参考表3－1。

表3－1 顶板离层仪安设数量

本方案每隔50m在顶板安设一组多点离层仪。

离层仪包括一个深部基点和多个浅部基点，分别测试巷道表面与浅部基点之间，浅部基点与深部基点之间的相对位移。顶板未发生离层时，浅部基点与深部基点所测位移变化速率逐渐降低，并最终趋于0，如果中间发生跃变，则可判断顶板中是否出现离层及离层部位。

离层仪安设在巷宽分别距矮帮、高帮0.5m的顶板内。为保证可靠的测试结果，深基点固定在锚杆上方稳定岩层内300mm；无稳定岩层时，一般固定在顶板以上8m处。C19上布置在顶板2.3m以上；C19下布置在顶板8.0m以上；C20煤层布置在顶板2.0m以上；C20煤层布置在顶板5.0m以上。

顶板离层安设示意图详见附图9。

3.2观测内容及观测仪器

3.2.1巷道相对位移量监测

巷道表面相对位移是指巷道开挖后一定时间内巷道顶、底板和两帮的相对位移量。其监测方法有表面收敛和表面径向相对位移观测两种方法。本次建议采用表面收敛方法。监测设备采用山东科技大学泰安市机电实业公司生产的顶板动态监测仪（KY-82）。

3.2.2顶板离层监测

顶板离层监测是指巷道浅部围岩与深部围岩间的位移变化速度出现台阶式跃变，当离层达到一定值时，顶板有可能发生破坏。所以顶板离层是巷道围岩失稳的前兆。监测设备采用山东科技大学泰安市机电实业公司生产的顶板离层连续观测仪（YHM150）。

3.2.3锚杆受力监测

（1）锚杆工作荷载监测

锚杆工作荷载可以反映锚杆在各个不同时期的轴向力大小与围岩变形的关系。锚杆质量监测采用拉拔装置YML－Ⅱ型锚杆拉力计。每隔50m随机抽取3根进行拉拔实验，检验是否满足设计要求，对不满足设计要求的进行重新补打锚杆或者采用其他的加固措施（如钢梁支护等）。

（2）锚杆锚固力的连续观测

锚杆锚固力的连续观测采用ZMC－ⅡA液压式锚杆锚固力测力计，安装位置为每隔50m在巷道顶板安设两个。

3.2.4锚索受力监测

锚索工作载荷可采用拉拔装置YML－Ⅱ型锚杆拉力计。每隔50m随机抽取3根进行拉拔实验，最大拉拔力达到150KN时停止试验。主要检验锚索的锚固力是否满足设计要求，对不满足设计应进行及时的补来，以达到设计的要求。

3.3观测计划

（1）巷道相对位移量测试

位移侧点必须在巷道掘进12h内埋设，距掘进工作头0～10m范围内，每天观测两次；11～20m范围内每天观测1次，21～50m范围内，每3天观测一次；50m以外每周观测一次。

岩体表面相对位移的观测数据表格见附表1。

（2）顶板离层观测

巷道掘进以后顶板离层观测时间：距掘进工作面0～10m范围内，每天观测两次；11～20m范围内每天观测1次，21～50m范围内，每3天观测一次；50m以外每周观测一次。

回采期间（作为机巷使用时）的观测时间：距回采工作面0～10m范围内，每天观测两次；11～20m范围内每天观测1次，21～50m范围内，每3天观测一次；50m以外每周观测一次。

顶板离层观测数据表格见附表2。

（3)锚杆工作荷载监测

锚杆工作荷载监测是对已经安装完毕的锚杆进行随机抽取，检查锚杆锚固力是否达到设计要求，检查时间是每周对不同地段的锚杆进行检查。

锚杆工作荷载监测表格见附表3。

（4）锚杆锚固力的连续观测

距掘进工作面0～15m范围内，每天观测一次；15～30m范围内每2观测1次，30～60m范围内，每3天观测一次；60m以外每周观测一次。

回采期间（针对机巷）的观测时间：距回采工作面0～15m范围内，每天观测一次；15～30m范围内每2天观测1次，30～60m范围内，每3天观测一次；60m以外每周观测一次。

锚杆锚固力的连续观测表格见附表4。

（5）巷旁顶板压力监测

巷旁顶板压力监测时间：距回采工作面0～10m范围内，每天观测两次；11～20m范围内每天观测1次，21～50m范围内，每3天观测一次；50m以外每周观测一次。