某煤矿煤巷支护技术探究和顶板事故预防

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1、某煤矿煤巷支护技术探究和顶板事故预防　　摘要：分析了锚杆支护对破碎高应力地质条件下煤岩体的作用机理，同时结合煤巷锚杆支护在某煤矿应用情况，分析了煤巷锚杆支护发生冒顶事故的原因同时提出了相应的预防措施。关键词：煤巷锚杆支护破碎高应力煤岩体顶板事故预防措施中图分类号：U455.7+1文献标识码：A1问题的提出世界发达国家的采矿发展历程证明，煤巷锚杆支护技术是建设现代化矿井的重大支撑技术，发展煤巷锚杆支护，彻底改变我国煤巷依赖于架棚支护的落后面貌，迅速提高我国煤巷锚杆支护比重，是煤炭行业发展的必由之路。在我国，80年代

2、末期煤巷锚杆支护改革开始受到全煤炭行业的普遍重视，并被视为一场技术革命，九五期间围绕煤巷锚杆支护成套技术攻关取得了重大突破，目前锚杆支护已成为我国煤矿巷道支护的主导形式，其使用范围已扩大到软岩巷道、机电硐室、水仓、切眼等特殊井巷工程。该项技术对煤炭行业整体技术水平的提高，对高产高效矿井的建设都产生了巨大的影响和推动作用。8某煤矿总体构造形态为一向南东东倾斜的单斜构造，地层产状倾向200-230°，倾角40—80°。矿区内发育有F1、F2两条断层，但岩层中节理裂隙较发育，其发育的两组节理呈“X”型,节理产状分别为2

3、20∠65-80，310∠60-85。F1断层位于矿区的北西端，倾角在60-67度，断距大于50m，对煤层破坏大，断层上盘煤层倾角70-80度，下盘煤层倾角40-50度。F2断层位于矿区中部，为逆断层，倾向南东，倾角在50-60度，断距10-20m，对开采有影响。井田构造复杂。某煤矿主要开采205、C203b、203a煤层，煤层赋存条件相差很大，该矿煤层顶、底板均属软质岩石，由于构造的破坏和影响，特别是一组北北东向节理和波浪状小褶曲的变形切割，岩体连续性、整体性差，抗压强度、抗弯强度、抗剪强度偏小，仅为正常同类岩

4、石的70%左右，顶压、侧压均较大，且来压快，一般形成临空面4小时即来压，巷道不易维护。底板粘土岩含高岭石、蒙脱石、水云母等粘土矿物，遇水膨胀，三维自由膨胀率不小于80%，膨胀力可达100Kpa，底鼓明显，更增加了巷道维护难度，在大面积推广使用锚杆支护过程中涉及到安全可靠性的因素很多，导致安全隐患的不稳定因素很多。特别是对于某煤矿这样地质条件复杂、煤体强度很低的煤巷来说，锚杆支护更是一把双刃剑，是存在一定安全隐患的隐蔽性工程。因此，在锚杆支护技术广泛推广应用的今天，提高锚杆支护的可靠性，确保锚杆支护巷道的安全是当前

5、必须解决的重要课题。82某煤矿煤巷锚杆支护现状某煤矿从2006年开始掘进煤巷时就是以煤巷锚杆支护为主，但是由于矿井处于投产初期，很多技术资料不全，没有相应的措施来保证煤巷锚杆支护的安全，进行支护设计时只能进行简单的工程类比，没有可靠的依据，同时由于巷道断面大，地质条件复杂，造成支护形式跟不上围岩变化，发生三起冒顶事故。这些在一定程度上严重影响了煤巷锚杆支护在该矿的推广应用。目前只要条件稍微发生一点变化，为确保安全就立马改成架棚支护，造成回采过程中大量U型棚难以回收，大量的浪费，同时也严重制约了回采工作面单产水平的

6、提高。2.1煤巷锚杆支护安全技术水平比较低的主要原因基础研究不够充分。缺乏针对性锚固技术的研究，缺乏对工程实践指导意义明确的锚杆支护和使用理论。“三径”不匹配，锚固力低，可靠性差；只重视顶板的支护，而忽视两帮和底板的控制；围岩破碎时锚固剂与围岩的粘结强度不够，锚固力小，控制变形效果差。8锚杆支护设计方法不合理。绝大多数锚杆设计只是简单的进行工程类比，而没有进行具有针对性的围岩性质鉴定，因此导致锚杆支护不能很好地适应围岩条件变化频繁的煤层巷道，导致一条巷道中绝大部分区域支护强度过剩，但在围岩条件恶化，支护强度无法满

7、足要求时，就无法避免的发生冒顶事故。锚杆性能不过关。锚杆通常被当作普通材料，加工技术得不到重视虽说是等强锚杆，但多数锚杆在受力时却在丝扣处折断，造成锚杆的实际使用效果差。施工人员素质低、技术管理不到位、不规范、监测技术不实用、监测手段跟不上等。所有这些问题从根本上决定了我国锚杆支护应用的较低的安全技术水平，安全可靠性很低，同时也说明锚杆支护的可靠性是一项复杂的系统工程，它不仅取决于科学的支护理论，合理的支护设计，而且与锚杆支护的施工、质量检验、材料、机具性能、施工人员的素质等有密切关系，只有深入细致地分析影响锚杆

8、支护安全的各个因素，才可能保证锚杆支护推广过程中的安全可靠。同时这些问题也促使我们深入研究冒顶事故的特点和原因，并提出大面积推广过程中的安全可靠性课题开展研究。2.2冒顶事故的基本特点及原因2.2.1发生冒顶事故的特点综观某矿区及某煤矿发生的几起冒顶事故可以发现他们普遍存在的共性：1）冒顶段普遍较小，且发生在地质条件变化的地段。如小断层、岩石破碎、顶板裂隙发育或近距离煤层