煤巷冒頂事故的原因分析和防范對策

1、煤巷冒頂事故的原因分析和防范對策 1概況付村煤業(yè)公司井田位于滕南煤田南部，設計生產能力為120萬t/a，主采3上和3下煤層，以綜采為主。三層煤直接頂板和底板為砂質泥巖，f46；老頂為細砂巖，f810。三層煤平均埋藏深度500m左右，煤體硬度f1.02.0。自1998年礦井試生產以來，在回采巷道中廣泛采用了煤巷錨網支護技術，巷道一般設計為矩形，軌順和運順一般寬為4.2m，高為3.2m；切眼寬為7.2m，高為2.6m。其主要支護參數為：頂支護為掛菱形金屬網，鋪鋼梯，安裝大螺紋樹脂錨桿，鋼梯排距8001000mm；錨桿間距760mm，排距8001000mm，頂錨桿規(guī)格202200mm。幫支護為掛菱形

2、金屬網，安裝普通鋼筋錨桿，錨桿間距800mm，排距8001000mm，錨桿規(guī)格141600mm。自采用錨網支護技術以來，曾發(fā)生過兩次較大型冒頂事故，一是東二輔助采區(qū)皮帶巷道冒頂事故，二是3上205切眼冒頂事故。其中：在3上205切眼冒頂事故中死亡一人，對公司的安全生產工作造成不良影響。因此，我們對煤巷錨網支護技術結合付煤礦井實際進行研究、總結，對各項支護參數加以修正，使頂板隱患消滅在萌芽之中。2冒頂原因分析2.1冒頂特點從礦井發(fā)生的冒頂事故來看，煤巷錨網支護巷道的冒頂具有四個顯著特點，一是在進行巷道施工時，由于圍巖裂隙發(fā)育，出現(xiàn)局部片幫掉頂，頂幫不平整，造成部分錨桿托盤不能密貼壁面，支護質量明

3、顯下降。二是冒頂前巷道圍巖顯示不穩(wěn)定狀態(tài)的一些特征，如：煤炮頻率、巷道收斂變形速度不減等。三是冒頂的厚度及面積較大，兩起冒頂事故的冒頂面積皆在20m2以上，巷道冒頂長度皆在5m以上，冒頂厚度皆在2m以上，沒有出現(xiàn)錨桿被拉斷的現(xiàn)象。四是冒頂事故皆發(fā)生在一些特殊地點，如：斷層及圍巖破碎帶（3上205切眼，東二輔助采區(qū)皮帶巷）應力集中區(qū)、穿層巷道（東二輔助采區(qū)皮帶巷），巷道寬度較大（3上205切眼）。2.2原因分析巷道開鑿以后，當圍巖應力大于圍巖強度時，圍巖發(fā)生破裂，出現(xiàn)了圍巖松動圈，巷道處于不穩(wěn)定狀態(tài)，必須進行人工維護。松動圈的大小與圍巖應力和圍巖強度密切相關，當巖性相同時，圍巖應力越大，松動圈越

4、大；當圍巖應力相同時，圍巖強度越高，則松動圈越小，反之則大（松動圈厚度可用超聲波松動圈測試儀或者多點位移計測試出來）。為了保持巷道圍巖相對穩(wěn)定性，根據圍巖松動圈厚度的不同，可采用不同的支護方式及支護強度。付村煤業(yè)公司煤巷錨網支護初始設計是基于中等松動圈（lp0.41.5m）進行設計的。在一般巷道中，初始設計所提供的支護強度能夠滿足巷道安全要求，巷道處于穩(wěn)定狀態(tài)。但當巷道受斷層、應力集中、巷道寬度增大等因素影響時，或圍巖強度降低，或圍巖應力增大，或二者兼而有之，出現(xiàn)了圍巖松動圈的進一步擴大。當圍巖松動圈厚度達到一定范圍時，特別是超出了錨桿的錨固范圍時，初始設計所提供的支護強度滿足不了巷道安全要求

5、，巷道處于不穩(wěn)定狀態(tài)。分析認為，付村煤業(yè)公司煤巷錨網支護巷道冒頂的根本原因在于當巷道施工后，由于受斷層、應力集中、巷道寬度增大等因素影響，造成巷道圍巖松動圈厚度大大增加，超出了錨桿錨固范圍，再則受當時技術手段（主要為監(jiān)測手段）的制約，不能及時發(fā)現(xiàn)頂板安全隱患，導致了巷道頂板大面積、高厚度離層，釀成冒頂事故的發(fā)生。3防治冒頂對策3.1優(yōu)化煤巷錨網支護設計錨網支護技術是以實測為基礎的動態(tài)反饋設計法。一般通過地質力學評估-初始設計-監(jiān)測與信息反饋-修改設計4個步驟，如：初始設計可采用計算機數值模似法、理論分析法和工程類比法。加大必要的投入，完善設計手段，并從人、財、物上給予充分保證，支護設計才能達到科學、合理、安全、經濟的目標。3.2優(yōu)化錨桿支護施工（1）嚴格按照支護設計進行施工，保證支護質量，確保錨桿錨固力、錨桿角度、錨桿間排距等支護參數達到設計要求；（2）對于斷層破碎帶、煤層松軟區(qū)、地質構造變化帶、地應力異常區(qū)、動壓影響區(qū)等圍巖支護條件較復雜區(qū)域，必須采取加密錨桿、全長錨固、錨索錨固、點柱及架棚等強化支護措施；（3）在進行錨桿支護作業(yè)時，如遇煤炮頻繁，頂底板及兩幫移近量顯著增加，底板出現(xiàn)較大底鼓，突發(fā)性片幫掉渣，巷道不易成型，鉆眼速度異常等情況，應立即停止作業(yè)，采取加強支護措施后方可繼續(xù)作業(yè)。3.3加強煤巷錨桿支護