巖層組合劣化型非穩(wěn)定巖層變厚超過錨桿索課件

1、煤礦巷道冒頂機理及防治1、近幾年我國煤礦安全生產(chǎn)狀況事故死亡人數(shù)2002年6995人，2005年5938人，2006年4746人；2007年3786人事故起數(shù)和死亡人數(shù)大幅度下降百萬噸死亡率2001年5.128；2005年2.811；2006年2.041；2007年1.485頂板事故導(dǎo)致的人員死亡人數(shù)占首位2006年16月份煤礦事故類別分析大部巷道錨桿支護參數(shù)過于保守同一煤層錨桿支護參數(shù)基本相同，造成大多數(shù)區(qū)域（60%以上）錨桿參數(shù)過于保守，支護密度過大，支護材料浪費。局部區(qū)域錨桿支護強度不足由于頂板結(jié)構(gòu)的變化，局部區(qū)域( 大約0.05%)錨桿支護強度不足，現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)在幾百米長的巷道中發(fā)生個

2、別冒頂事故，說明錨桿設(shè)計支護強度不足。主要原因：不能根據(jù)巖層結(jié)構(gòu)的變化有針對性地設(shè)計支護參數(shù)。2、錨桿支護巷道頂板事故原因18個礦區(qū)調(diào)研結(jié)果開灤、鐵法、大同、汾西、潞安、晉城、邢臺、平頂山、鶴壁、鄭州、徐州、淮南、淮北、兗州、新汶、邯鄲、焦作、義馬等（1）巖層組合劣化型 非穩(wěn)定巖層變厚超過錨桿（索）長度冒頂原因:直接頂板泥巖厚度由設(shè)計時的4.4m變?yōu)槊绊敃r的6.3m, 超過了設(shè)計的 錨索長度(5m)共發(fā)生48起，占總事故數(shù)的29.63%。8302輔運巷頂板冒落（1）巖層組合劣化型 穩(wěn)定巖層變薄冒頂原因:9與10煤層間設(shè)計時粉砂巖厚79m變?yōu)槊奥鋾r的4.06m。錨索錨在了煤層中,錨固能力大大降低

3、.冒落長40m，寬6m，高6.5m.此類事故共發(fā)生19起，占總事故數(shù)的11.73%。（1）巖層組合劣化型頂板一定范圍內(nèi)出現(xiàn)軟弱夾層此類事故共發(fā)生32起，占總事故數(shù)的19.75%。冒頂原因:直接頂板泥巖與基本頂砂巖間突然出現(xiàn)50mm厚的一層煤線。長9.4m，寬4.2m，高2.35m（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 頂板出現(xiàn)小斷層此類事故共發(fā)生15起，占總事故數(shù)的9.26。（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 巷道附近出現(xiàn)隱含小斷層事故共發(fā)生10起，占總事故數(shù)的6.17% 。（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 節(jié)理發(fā)育褶曲構(gòu)造引起頂板局部變化，斜交節(jié)理發(fā)育，導(dǎo)致巷道頂板楔形冒落。長寬高為（2030）(2.83.2)（0.82.5）m此類事

4、故共有7起，占總事故數(shù)的4.32 。（2）巖層結(jié)構(gòu)缺陷型 圍巖出現(xiàn)鑲嵌型結(jié)構(gòu)共4起，占調(diào)查事故總數(shù)的2.5%（3）應(yīng)力突變 因應(yīng)力突變導(dǎo)致的SC型冒頂事故共有10起，占調(diào)查事故總數(shù)的6.2 （4）施工不良型 此類原因造成的頂板事故收集到3起 較大離層錨索脫落CD型（巖層組合劣化型）CB1 型（錨固失效）-2起，1.23% CB2 型（不及時支護）-4起，2.47% CB3 型（偷工減料）-3起，1.85% CB型（施工不良型） CD1型（非穩(wěn)定巖層變厚） -48起，29.63% CD2型（穩(wěn)定巖層變薄 ）-19起，11.73% CD3型（錨固范圍外的巖層間出現(xiàn)軟弱夾層）-32起，19.75%

5、CD4型（與水分有關(guān)） SF2.1型（顯現(xiàn)）-15起，9.26% SF2.2型（隱含）-10起，6.17% SF3.1型（鍋底矸）-2起 SF3.2型（古槽）-1起 SF3.3型（陷落柱）-1起 SF1型（節(jié)理）-7起，4.32%SF2型（斷層）SF3型（鑲嵌型構(gòu)造）SF型（巖層結(jié)構(gòu)缺陷型） SC型（應(yīng)力突變型）SC1 型（原巖應(yīng)力）-4起，2.47% SC2 型（次生應(yīng)力）-6起，3.7% CD4.1型（地下水）-6起，CD4.2型（潮濕空氣）-2起，4.93% （107起，66.4%） （25起，15.43%）（4起，2.47% ）（36起，22.22% ）（10起，6.2% ）（9起，5

6、.55% ）冒頂事故分類3、巷道冒頂事故多發(fā)地點掘進工作面巷道交叉處（1）掘進工作面致因頂部存在將與巖體失卻聯(lián)系的巖塊，支護不及時；頂部存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊，支護力不足或支護失效。受節(jié)理切割頂板冒落地質(zhì)及技術(shù)條件煤層編號：9#直接頂巖性：堅硬頂板底板：煤，f=3支護方式：金屬拱形支架事故發(fā)生經(jīng)過5.0m長、3.7m寬、1.7vm厚巖塊掉落死亡1人，救出4人過頂板巖性突變帶地質(zhì)及技術(shù)條件迎頭頂板出現(xiàn)板棱頂板由砂頁巖變成煤頂經(jīng)過放炮崩板棱，空頂2.7m沒有用點柱護頂頂板掉矸2m*1.6m*0.6m原因巖性突變，連續(xù)性遭到破壞炮崩板棱對頂板振動大迎頭空頂面積大預(yù)防措施：及時進行臨時支護（2）

7、巷道交叉處致因巷道開岔時，頂部存在與巖體失卻聯(lián)系的巖塊，開岔口新支設(shè)抬棚的強度不足，或穩(wěn)定性不夠；交叉點面積大，支護力不足。哈拉溝煤礦2006 .3.1102203綜采工作面刮板運輸機機尾，最后一臺端頭支架與回風(fēng)順槽副幫之間，發(fā)生局部頂板鱗皮冒落下一塊（600600200mm）的煤矸，將正在巡查工作的當班跟班副隊長頭部砸傷致死。交叉點處空頂?shù)刭|(zhì)及技術(shù)條件煤層巷道巷道凈斷面： 6.8 擴大到10.5 無臨時支護經(jīng)過空頂作業(yè)，頂板突然冒頂原因交叉地點套修屬特殊作業(yè)，沒有制定詳細技術(shù)補充措施麻痹大意，誤認為頂板穩(wěn)定先拆支架后支護 交叉點處空頂?shù)刭|(zhì)及技術(shù)條件頂?shù)装寰鶠閹r石巷道凈斷面： 6.8 m*m

8、掘進方式：炮掘支護方式：u型鋼拱形支架臨時支護背板：木板與木條2#碹已掘進9.6m，右邊3.6m已砌碹，斷面3.9m*3.6m事故發(fā)生原因及經(jīng)過2#碹向前打眼掘進時局部冒頂三架支架被推倒交叉點懸頂面積大，沒有專人觀察頂板情況支架穩(wěn)定性不好，臨時支護不起護頂作用預(yù)防措施（1）開岔口應(yīng)避開原來巷道冒頂?shù)姆秶唬?）必須在開口抬棚支設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿。（3）抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格符合要求；（4）當開口處圍巖尖角被擠壓壞時，應(yīng)及時采取加強抬棚穩(wěn)定性的措施。4、錨桿支護巷道冒頂防治致因巷道頂板出現(xiàn)離層錨桿強度不足（1）應(yīng)用高強度錨桿支護系統(tǒng)左旋螺紋桿體結(jié)構(gòu)，低稠度雙速錨固劑，鉆孔、桿體、樹脂卷三徑合

9、理匹配所形成的全長錨固技術(shù)，使巷道圍巖變形量比端錨錨桿減少50%以上。（2）應(yīng)用測力錨桿、頂板離層指示儀（3）進行頂板巖層結(jié)構(gòu)探測利用錨桿鉆機鉆孔這一施工過程，每0.8m1.0m對頂板地質(zhì)情況逐一查明，由此發(fā)現(xiàn)易冒頂頂板冒頂隱患，從而采取必要的支護措施。本項技術(shù)是原創(chuàng)型的，屬于中國礦業(yè)大學(xué)獨有技術(shù)。頂板巖層穩(wěn)定性動態(tài)分類由于巷道頂事故是由巖層組合劣化引起的，冒頂部分頂板圍巖與其它穩(wěn)定區(qū)域的圍巖條件不同，一般不屬于同一類別，在這種不同類別的頂板中使用相同的錨桿支護參數(shù)必然造成一方面支護過剩（占60以上），另一方面支護不足（萬分之五）。將巷道劃分為若干區(qū)域，利用頂板巖層結(jié)構(gòu)探測儀測得的頂板巖層參數(shù)

10、進行分類（每個區(qū)域的范圍可以達到足夠?。?。煤巷頂板圍巖的動態(tài)分類為首次。（4）使錨桿-錨索協(xié)調(diào)作用錨索適應(yīng)圍巖變形的措施 改變錨索的力學(xué)特性，提高鋼絞線屈服后的延伸率，從而增大錨索破壞前的總伸長量；改變支護工藝、支護結(jié)構(gòu)和利用錨桿支護巷道的圍巖變形破壞特點，提高錨索的適應(yīng)性。 使用木墊板提高錨索抗變形能力 在錨索鋼托板與大托板或鋼梁之間放置木墊板，具有提高錨索抗變形、減緩頂板沖擊載荷的作用。木材具有較好的壓縮性能，可以通過選擇不同的材質(zhì)、墊板的厚度來調(diào)整錨索適應(yīng)圍巖變形量的大小。 滯后掘進迎頭安裝錨索 避免錨索因圍巖變形過大而破斷是在錨索安裝前最大限度地釋放圍巖的變形頂板較為穩(wěn)定，距掘進迎頭10m范圍內(nèi)的頂板下沉量較小。這一情況允許頂板錨索滯后掘進迎頭安裝，從而避免因同時安