高陽煤礦錨桿（噴）支護巷道冒頂事故原因淺析

1、 專業(yè)技術文件 / Technical documentation 編號： 高陽煤礦錨桿（噴）支護巷道冒頂事故原因淺析Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.編制：_日期：_高陽煤礦錨桿（噴）支護巷道冒頂事故原因淺析溫馨提示：該文件為本公司員工進行生產和各項管理工作共同的技術依據，通過對具體的工作環(huán)節(jié)進行規(guī)范、約束，以確

2、保生產、管理活動的正常、有序、優(yōu)質進行。本文檔可根據實際情況進行修改和使用。 王榮生（汾西礦業(yè)集團公司, 山西省介休市, 032000） 摘要錨桿（噴）支護技術是煤炭與冶金 行業(yè)降低成本、快速施工、保證安全、提高效益的首選支護方式。為進 一步發(fā)展這項技術, 糾正使用過程中存在的問題, 本文對高陽煤礦的幾起冒頂事故原因進行 了剖析。 關鍵詞錨桿（噴）支護冒頂原因事故分析錨桿（噴）支護技術改變了傳統(tǒng)巷道的被動支護方式, 是巷道支護的一次革命。高陽煤 礦1992年在掘進6106回采工作面兩順槽巷道中試用錨桿支 護獲得成功, 并逐漸在全礦掘、開巷道推廣, 取得了良好的經濟效益。 但是, 在高陽煤礦已投

3、入使用或正 在施工的錨桿（噴）支護巷道中, 陸續(xù)發(fā)生了幾起冒頂事故, 給安全生產帶來了負面影響, 也給大面積推廣應用錨桿（噴）支護技術造成了困難。為使這項技術能夠發(fā)揮更大效能, 減 少和杜絕不安全因素, 現就這幾起錨桿（噴）支護巷道冒頂事故原因進行簡要分析。 1冒頂情況 1.1采一隊7123材料巷冒頂 2000年7月17日, 采一隊7123材料巷在距回采工作面60m處發(fā)生冒頂, 冒頂范圍為長寬 高4.82.83.2m。該巷道掘進支護使用錨桿支護, 矩形斷面, 頂上為樹脂錨桿 , 161600mm端頭錨固, “三四”花型布置, 兩幫采用381200mm對楔式木錨桿, “一二”花型布置, 間、排距

4、均為800mm, 巷道斷面積為6.72m2。該巷道1#煤直接頂 為粉砂巖, 厚度4.05.0m（含石英、長石、礫巖、植物化石）, 屬中等穩(wěn)定巖層。見圖1 。 1.2采六隊4306運輸巷冒頂 2001年3月25日, 采六隊4306運輸巷在距回采工作面80m處發(fā)生冒頂, 冒頂范圍為長寬 高4.23.11.8m。4306工作面于2000年4月10日掘進完工后移交回采隊, 該段冒 頂巷 道支護與7123材料巷相同, 其3#煤直接頂為粉砂巖, 含石英、長石砂巖、礫巖、泥巖、植 物 化石, 屬類巖層, 厚度為4.05.0m, 其冒頂最高處剛好為厚0.2m左右的泥巖層。見圖2。 圖17123材料巷冒頂剖面圖

5、及頂板巖性圖（略）1.3開二隊東回風巷冒頂 2001年7月26日, 開二隊東回風巷零點班在距掘進工作面7.0m處巷道發(fā)生冒頂, 冒頂范圍為 長寬高9.83.33.0m。東回風巷為錨噴支護巷道, 半圓拱斷面, 巷道斷面積 為 8.62m2, 該段巷道正處于無炭柱地帶, 圍巖成形差, 有砂礫巖、間夾有黃土、泥巖, 結構 松散。見圖3。 2冒頂原因 以上3起冒頂事故, 盡管發(fā)生冒頂的時間、地點以及支護情況、頂板情況有所不同, 但 發(fā)生冒頂的原因既有共同性, 又有差異性。其共同性在于:(1)巷道施工 質 量不過關。具體表現在巷道施工過程中錨桿間排距過大, 達8501000mm, 降低了錨桿的支 護強度

6、；巷道成形差, 致使頂錨、幫錨初錨效果差；巷道鋪網質量差, 或未加鋪金屬網, 造 成圍巖裸露面積大, 加速了圍巖風化、剝離、脫落速度；樹脂藥卷凝固, 膠結存在問題, 在 冒頂現場可觀察到金屬桿體未與樹脂藥卷膠合在一起的數根錨桿, 說明攪拌時間未達到“均 勻攪拌30s”的要求。(2)頂板巖性不堅硬。如7123材料巷、4306運輸巷均為粉砂巖, 含植物 化石、礫巖、長石等；東回風巷在無炭柱地帶施工, 致使錨固效果差, 頂板“復合拱”難以 形成。 圖24306運輸巷冒頂剖面圖及頂板巖性圖（略）同時, 這三起冒頂事故的形成又各有其不同的原因:(1)4306運輸巷由于上覆1#、2#煤 工 作面已采完,

7、原有巖層完整性遭到破壞, 使上覆巖層承壓大；相鄰4304工作面、4308工作面 剛采完5個月左右, 存在對巷道的動壓影響；(2)4306運輸巷直接頂上方1.6m處有一層 厚0.2m的泥巖, 致使錨桿端頭未能打在堅硬的巖層中, 如果將錨桿加長400mm, 則可解決此 類問題。(3)東回風巷冒頂正處于無炭柱地帶, 其支護方法單一, 錨桿應加密, 同時應采用 錨 噴支架, 或錨噴小孔徑錨索聯合支護, 以加強支護強度。小孔徑錨索可采用7股5mm高 強度鋼絞線, 安裝深度可根據頂板巖性選擇610m之間。 (4)東回風巷錨噴及時性差。巷道在開挖、圍巖暴露兩天后仍沒有初噴, 造成圍巖裸露、風 化 、脫落。(

8、5)錨桿支護巷道頂部錨桿角度沒有達到設計要求, 規(guī)程要求靠巷道邊幫側錨桿有 小于75的傾角, 而對7213材料巷和4306運輸巷冒頂的觀察, 不同程度有角度不準的現象。 圖3東回風巷冒頂剖面圖及頂板巖性圖（略）綜上所述, 錨桿支護巷道冒頂的原因歸納有以下幾點:(1)支護方式單一, 不適應巷道支 護的需要；(2)施工質量差, 錨桿支護效果差, 錨固力未能達到設計要求；(3)特殊地段未能 采 用相應措施, 如加密支護, 采用混合支護或加長、加粗錨桿；(4)錨桿（噴）支護巷道的及 時 支護未能跟上, 造成錨桿支護“組合拱”作用失效, 致使圍巖局部脫落而導致壓縮帶整體承 壓能力降低。 3相應對策 為確保錨桿（噴）支護巷道能有效、主動承載, 滿足支護要求, 應著重抓好以下幾點: （1） 及時錨噴。錨桿（噴）巷道必須做到及時支護, 及時噴漿, 盡量減少圍巖的裸 露時間, 必須保證錨桿的預緊力和安裝質量, 保證施工質量。錨桿支護巷道必須鋪設金屬網 假頂。 （2） “三徑”匹配。錨桿鉆孔、桿體、樹脂錨固劑的“三徑”合理匹配, 可使錨桿對圍巖 的加固獲得最佳效果。研究表明, 錨桿鉆孔和桿體的直徑差為58mm時為最佳匹配。 （3） 合理支護。合