山西黄土坡鑫能煤业有限公司

锚杆(索)支护巷道防止破断的

安

全

技

术

措

施

2012、10、13

  锚杆(索)支护巷道防止破断的

安全技术措施  

    锚杆、锚索支护作为一种经济有效的采准巷道支护方式，在煤矿巷道中已得到广泛应用，但由于煤矿井下地质条件的复杂性和多变性，断锚、断索现象时有发生，对安全生产及人员生命构成威胁。通过分析施工巷道断锚、断索原因，制定相应的安全防范措施如下。

    一、工作面煤层情况概述

1212综采工作面位于矿井井田西北部，北采区西翼。采用倾向长壁综合机械化一次性采全高推进。机采高度2.4-2.6m，煤层底板标高1150～1400m，煤层倾角平均12°，煤层结构简单，普氏硬度系数f=2.5～4，煤质较硬。工作面平均煤厚2.39m，走向长183m，倾斜长1760m（初期未采前的可采长度），煤层顶板为稳定的石灰岩层，层厚6.75m ，局部地区有0.8-1.2米厚的泥岩层（伪顶），底板为2.2m厚的深灰色泥岩或炭质泥岩，较硬。

附：1212综采工作面综合柱状图。

    二、巷道断面及支护参数设计

1、1212工作面两顺槽均沿煤层掘进，断面形状为矩形，净宽4.0m，净高2.4m，净断面积9.6m2。

2、顶板采用锚索、锚杆、钢筋梯子托梁、局部采用金属网联合支护。顶锚杆布置每排3根，排距1500mm，间距1500mm，规格为Φ20×2000mm 左旋螺纹钢树脂锚杆，采用ZK2360树脂药卷锚固，锚固长度1200mm。顶锚杆安设角度全部呈垂直角，且距离巷帮达300mm，锚索选择在顶板锚梁中间垂直布置。钢筋梯子托梁采用Φ18mm圆钢制作，全宽50mm，长度3.6m。局部“小青顶地段”采用6mm钢筋焊接而成的方形钢筋网，长2.0m，宽1.0m（网孔为110×110 mm）。

3、补强锚索在“小青顶地段”或构造带打设，每隔1.0m或小于1.0m布置一根，打在两排锚杆正中，与巷道两帮距离相符。锚索规格为Φ17.8×6000mm或Φ17.8×4000mm，锚固方式为端头锚固，采用二卷树脂药卷，分别为ZK2360 一卷，CK2335一卷，锚固长度为1200mm。

4、煤帮锚杆支护：帮锚杆每组锚梁布置3根，排距900mm，间距1300mm，锚杆为玻璃钢锚杆Φ16×1500mm，靠近顶板的锚杆仰角为20 度，其余与巷道垂直布置；钢筋托梁全宽78mm，长度3.0m，采用3000×2000mm双抗形护帮塑料网，（网孔为35×35 mm）。具体如下：

⑴煤帮坚硬时：选用Φ16×1500mm的玻璃钢锚杆；Φ14×3000mm的圆钢锚梁；3000×2000mm的双抗形塑料网进行支护。锚杆眼沿巷道掘进方向平行三排眼布置，锚杆间距为1300mm，施工时锚梁横着安装。上排锚梁距顶板300mm；上排锚梁距中部锚梁900mm；中部锚梁距下排锚梁900mm；下排锚梁距底板200-400mm。

⑵遇地质构造带煤帮松软或巷道高度超过2.7m时：选用直径16mm、长2000mm的玻璃钢锚杆；在靠隔离煤柱的一帮必要时可选用Φ20mm、长度2000mm的等强度螺纹钢锚杆；Φ14mm、长3000mm的圆钢锚梁；1000×2000mm的铁丝网进行支护。锚杆眼采用平行4排眼布置，锚杆间距为900mm，锚梁排距700mm。施工时锚梁竖着安装（特殊情况锚梁十字交叉），上部锚网与顶部锚网连接，锚梁贴顶。

⑶要求：网片必须铺平整，网与网之间必须压茬连接，压茬宽度为100mm，压茬每隔200mm用绑丝连接。锚梁铺设必须横平竖直，锚杆锚固长度不小于0.6米，且必须紧贴煤帮压紧锚梁与网片。

   （4）附图运输、回风顺槽锚杆、锚索布置图。

    三、顶板锚杆、锚索断裂情况及原因分析

    1、断裂情况分析

自2010年使用锚杆支护以来，主要发生在掘进后期（距掘进头500m以外）的煤帮，破断位置多处在巷帮下部距底板300-400mm处，以锚杆尾端8cm-12cm 处较多；而顶板锚杆、锚索未发现有破断现象。

    2、破断原因分析

   （1）地质因素：据北采区各工作面顺槽掘进情况看，区域内地质条件较为复杂。在断层、无炭柱构造附近煤质有氧化现象而较软，其余正常地段煤质较硬而稳定。巷道沿煤层掘进成型后，地层应力重新分布，顶板由于石灰岩层结构致密、坚硬稳定，在锚杆、锚索的控制下形成坚固的岩梁，所以，从未发生过锚杆与锚索破断。主要是巷道煤壁支护的玻璃钢锚杆有破断现象。根据破断位置和断裂位置分析：多数在靠近采空区一侧的巷帮下部、断层松软地段的一帮。由此可见，由于采动后巷道围岩应力不断重新分布，产生的压力大于锚杆承受压力，而产生破断。

   （2）支护设计不合理

    由于在同一采区内一翼采空区面积较大，1212工作面地质情况比较复杂，煤层厚度变化较大，不能及时对锚杆支护巷道中锚杆、锚索的长度、直径做出科学的设计，支护设计参数不合理，也是造成锚杆、锚索破断的一大因素。

   （3）质量检验机制不完善

    锚杆、锚索的质量合格与否也是影响支护质量的主要因素，必须完善检验机制，特别要加强对原材料的检验，杜绝使用不合格材料。

   （4）操作失误或不按规程操作也是影响锚杆支护质量的主要因素。例如，帮部玻璃钢锚杆在安装的过程中，由于用力过猛造成杆体破裂，而作业人员现场操作时为了省事，将就的将托盘、螺母拧上，严重影响锚杆支护质量，从而造成锚杆断裂。

四、 防范措施

    1、针对采区内局部巷道煤质松软、片帮易落、顶板压力增大地段等特殊地点、特殊情况，及时对煤层的变化进行研讨，并编制专项支护设计，确保锚杆、锚索支护的科学性。

    2、加强对原支护材料的质量检验工作，完善检验机构、检验流程，确保锚杆、锚索等支护材料安全可靠。

    3、加大质量检查力度，在每个掘进面掘进时配置锚杆角度检测仪，安设球形阀，保证角锚杆支护的有效性。

    4、加大巡检力度， 对于巷道内发现的失效锚杆、锚索，全部进行二次补强，加密支护。

    5、做好班前确认工作，对上一班施工的顶帮锚杆进行预紧力检测，失效锚杆要及时补打，隐患未处理的严禁组织生产。

    6、加强顶板离层仪的监管力度，对于工作面出现的顶板破碎、压力大的地点，及时进行架设木棚复合支护。对巷道高冒区两端、中部及巷道扩宽处均采用双锚索配合槽钢加强支护。

    7、加强锚索保护工作。所有锚网支护的掘进工作面锚索全部采用10# 铁丝顺工作面巷道方向将锚索头扭结，绑扎在顶部金属网上；对于综采工作面两顺槽超前支护段50m 范围内锚索全部采用钢管护套进行了保护，锚索护套平行于巷道中线安装，采用绳卡紧固，并将挂钩挂在顶部金属网上，有效保护锚索，防止断裂时造成伤人事故。

    8、及时改变支护技术参数。对顺槽掘进时片帮、冒顶地段采取缩小锚杆、锚索支护间排距方式来增大支护强度，缩小冒顶范围；对靠采空区一侧的煤帮要用Φ20mm、长度2000mm的等强度螺纹钢锚杆补强支护；加大锚杆预紧力控制煤帮，保证巷道整体支护效果。

    9、作好破断原因分析工作。若工作面出现锚杆或锚索断裂时，施工队必须保护好现场，并及时汇报生产科。由生产科组织相关技术人员现场勘察分析，制定有效措施避免同一问题重复出现。

    五、结论

1、综上所述，针对井下地质条件复杂、多变等因素造成的锚杆、锚索断裂现象，通过制定以上针对性防范措施，有效杜绝了锚杆、锚索断裂发生。

2、作业过程中，因出现特殊情况本措施不能指导现场作业时，应及时汇报，现场勘查，采取相应措施审批、贯彻、学习后方可恢复作业。下载本文