B060405谢桥煤矿煤巷锚杆支护经验与教训..doc

谢桥煤矿煤巷锚杆支护经验与教训 张敦喜 马向东 金国庆 【淮南矿业（集团）公司谢桥煤矿，安徽 颖上，236232】 摘 要 分析淮南谢桥煤矿几起典型煤巷锚杆支护顶板事故案例，并总结2000年以来试行、推广煤巷锚杆支护的经验与教训，为今后提高煤巷锚杆支护的安全可靠性提供借鉴与参考。 关键词 煤巷锚杆支护 事故案例 经验与教训 煤巷锚杆支护技术在带来巨大经济和社会效益的同时，其安全可靠性问题也日益凸显。巷道围岩地质状况和生产条件的复杂多变性、支护工程质量的隐蔽性、离层巷道冒顶的突发性和预兆不明显均给锚杆支护带来很大的安全隐患。据不完全统计，2006年以前全国煤巷锚杆支护冒顶率(冒顶长度/支护长度)约为万分之五，而谢桥矿达到万分之十，严重影响矿井的安全生产。因此，在煤巷广泛应用锚杆支护的今天，提高锚杆支护的安全可靠性、消除或控制锚杆支护顶板事故、确保锚杆支护巷道安全已刻不容缓。 1　谢桥矿几起典型冒顶事故 1.1　1212（3）切眼冒顶 1212（3）切眼位于C13-1煤层。该处煤厚3.4～6.8ｍ，煤层倾向198°，倾角14～15°。直接顶为砂质泥岩，底板为泥岩。煤层层节理发育，切眼内两处有小型构造。 该切眼长173m，高2.8m、宽6.8m，采用锚、梁、网支护。切眼分两次施工，初掘4.5m，后扩成6.8m全宽。切眼在扩面结束卧底时冒顶，冒顶处位于切眼下口向上38～53m段，冒高3～4m，上方顶煤全部冒落，直至露出直接顶后结束。冒顶情况如图1所示。 图1 1212（3）切眼冒顶示意图 分析冒顶事故原因有以下几点： ① 地质构造影响。因掘进过程中突遇小断层，事先没有预测到。断层附近煤层紊乱，节理、裂隙发育，煤厚由3.4m急增至6.8m，煤呈粉末状，可锚性极差。 ② 支护质量差。松散破碎的顶煤掉落、锚杆(索)托盘悬空造成大量锚杆(索)失效，发生锚杆(索)失效未及时补设；巷道高度不能一次到位，二次卧底时造成挑棚单体赤脚，挑棚支护失效，对顶板产生二次扰动。 ③ 施工安排不当，工艺不合理。为赶工期组织相向掘进，造成贯通应力集中，贯通点正好位于冒顶段上起点。 ④ 煤层松散，上山掘进迎头片塌明显，无法保证锚杆有效的支护角度。 1.2　12128下顺槽冒顶事故 12128下顺槽设计全长2450m，断面为直墙斜顶梯形，净宽4.8m、中高2.8m。所在煤层厚2.8～3.6m，煤层倾向约190°，倾角13～14°。直接顶为0～5.2m厚的泥岩、0～8.9m厚的砂质泥岩，老顶为约20m厚的砂岩。 下顺槽采用锚、梁、网支护。原设计顶板锚杆直径20mm、长2500㎜，间排距为840×900（mm），每排6根，配GT-M4钢带。两帮锚杆直径20mm、长2000㎜，其中高帮间排距900×900(mm)，每排4根，低帮间排距800×900（mm），每排3根，配M3钢带。当施工1550m左右时，巷道顶板变成厚砂岩直接覆盖，且岩石坚固性系数f值达到10以上。锚杆钻机钻孔速度很慢，于是将顶板锚杆长度改为2000mm，间排距增大到1100×1100（mm），每排5根。当施工至1670m时，工作面后方15m巷道（即1635～1650m段）突然冒顶，冒高1.8～3.5m，泥岩直接顶全宽冒落，直至与老顶砂岩的接触面。本次冒顶造成1人死亡、１人重伤，工作面停掘近1个月。冒顶情况如图2所示。 图2 12128下顺槽冒顶示意图 分析冒顶事故原因有以下几点： ① 没有做好顶板岩性探测工作，对顶板岩性变化没有引起足够重视。当掘至1635m时，由厚砂岩直接覆盖的顶板突然增加1.7～3.5m厚的的泥岩直接顶，而此时仍然用2000mm锚杆支护，加之直接顶泥岩与老顶砂岩接触处是明显的弱面，易于离层，锚杆只作用在直接顶泥岩里，泥岩碎胀，顶板离层加大。是为导致冒顶的主要原因。 ② 支护参数减小，造成支护强度不够。作业规程规定顶板锚杆长度为2500mm、间排距840×900（mm）、每排6根，后来长度改为2000mm、间排距改为1100×1100(mm)、每排5根。这样的改变造成锚杆的支护强度明显不够，造成冒顶。 ③ 掘进重进度，轻质量。为缩短锚杆安设时间，人为减少锚固剂卷数，甚至出现锯短锚杆等严重违章行为，偷工减料图省事，致使工程质量严重下滑。 ④ 对顶板岩性跟踪掌握不够。煤巷单进很快，日进20到30m，一天之内的巷道顶板岩性可能变化很大，加之煤巷锚杆支护对顶板岩性的依赖性很强，一旦岩性变差，必须加强支护。这就要求及时掌握顶板岩性的变化，掘进过程中必须及时探测一定深度范围内的顶板岩性。本次冒顶的一个重要原因就是没有做到这一点，恰恰在砂岩顶板直接覆盖时减小了支护参数，致使锚杆失效，发生冒顶。 ⑤ 对煤层顶板复杂性的认识不够，支护手段单一。煤层直接顶泥岩厚度变化很