健全煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)保障體系確保安全生產(chǎn)

安平華

（大同煤礦集團(tuán)公司煤峪口礦技術(shù)科 山西 大同 037041）

煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)方式具有支護(hù)效果好，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。 近幾年，煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)技術(shù)發(fā)展極為迅速，它的廣泛應(yīng)用給煤礦企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但是，隨著煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)巷道在集團(tuán)公司的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了幾次大的煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)巷道冒頂事故，給全公司煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用蒙上了一層陰影， 為此集團(tuán)公司對(duì)幾次煤巷、半煤巖巷錨桿、 錨索支護(hù)巷道冒頂事故進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查分析，事故原因一是管理工作跟不上，二是錨桿、錨索安裝不合格，三是位于斷層帶構(gòu)造或高地層壓力特別是高水平應(yīng)力圍巖巷道中使用錨桿與錨索聯(lián)合支護(hù)，錨索出現(xiàn)斷裂損壞，錨索損壞后，巷道變形增大，頂板下沉、離層、破碎、甚至發(fā)生局部冒頂，給巷道安全造成很大威脅，影響巷道的使用。 分析錨索破斷原因，尋求解決的技術(shù)措施，為了煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)的完善應(yīng)用，應(yīng)從以下幾個(gè)方面采取措施，從而建起集團(tuán)公司以及煤峪口礦煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)保障體系，確保安全生產(chǎn)。

1 確立最適合我礦地質(zhì)條件的煤巷、 半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)理論

錨桿支護(hù)是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的支護(hù)技術(shù)，需要研究和掌握它的作用機(jī)理和科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。 煤巷錨桿、錨索支護(hù)的理論較多，方廣為接受，傳統(tǒng)的主要有懸吊理論、組合梁理論、組合拱理論等。 隨著巖體力學(xué)的發(fā)展，特別是破碎巖體力學(xué)性能的進(jìn)一步揭示使砂巖煤巷破裂圍巖錨固體的力學(xué)性能研究完成為可能由此發(fā)展了巷道錨桿、錨索支護(hù)圍巖強(qiáng)度理論。 隨著對(duì)巷道圍巖水平應(yīng)力及其對(duì)圍巖破壞特征和程度制約作用等問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，錨桿、錨索支護(hù)技術(shù)及施工機(jī)具的發(fā)展，強(qiáng)化頂板的“剛性梁”理論應(yīng)運(yùn)而生。

目前我礦煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)的理論基礎(chǔ)為巷道圍巖的關(guān)鍵承載圈一理論和錨桿支護(hù)穩(wěn)定理論。 錨桿支護(hù)的作用存在不同受力階段各有特點(diǎn)，圍巖擴(kuò)、離層是錨桿受力的主要原因，在設(shè)計(jì)中不僅僅考慮破碎的圍巖重要引起的載荷， 更重要的是錨桿對(duì)破碎巖層擴(kuò)容和離層的約束作用， 我礦11、12# 合并層掘進(jìn)的巷道分為沿煤層底板的兩順槽巷， 沿煤層頂板掘進(jìn)的工藝巷和瓦斯抽放巷，11、12# 合并層煤厚6.5－8.2m,采煤方法為一次采全高,低位放頂煤開采,頂板巖性為粉細(xì)砂巖:厚度20－26m（沿煤層底板掘進(jìn)的兩順槽巷支護(hù)方式為錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù),沿11# 層頂板掘進(jìn)的巷道采用錨桿支護(hù)）適用于錨桿、錨索支護(hù),14# 層掘進(jìn)的巷道為半煤巖巷道,14# 層煤層厚度1.0－2.6 頂?shù)装鍘r性為細(xì)砂巖,厚度3－10m,有層理、節(jié)理發(fā)育,易風(fēng)化為近距離煤層開采,下山巷道上層有一定數(shù)量積水, 應(yīng)用錨桿 錨索支護(hù)受地質(zhì)條件的影響,因此無(wú)論是那一種錨桿支護(hù)理論,它都是以一定的假說(shuō)為基礎(chǔ),各自從不同的角度,不同的條件闡述錨桿支護(hù)的作用機(jī)理,都有一定的適用條件.巷道圍巖的關(guān)鍵承載圈理論和錨桿支護(hù)的穩(wěn)定理論是否是我礦最適合的支護(hù)理論, 仍需進(jìn)行深入的理論研究和工程實(shí)踐和檢驗(yàn). 地質(zhì)部門提供準(zhǔn)確的巷道圍巖的地質(zhì)構(gòu)造,為施工隊(duì)組指明方向。

2 完善錨桿、錨索支護(hù)設(shè)計(jì)方法

2.1 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)是煤巷、半煤巖支護(hù)技術(shù)中的一項(xiàng)核心內(nèi)容,如果支護(hù)形式和參數(shù)選擇不合理,就可能出現(xiàn)兩個(gè)極端:一是支護(hù)強(qiáng)度太高浪費(fèi)材料,二是支護(hù)強(qiáng)度不夠,出現(xiàn)冒頂事故.因此錨桿、錨索支護(hù)形式的參數(shù)的選擇對(duì)發(fā)揮錨桿支護(hù)的優(yōu)越性具有重要意義。 目前，相對(duì)成熟并廣泛應(yīng)用的主要有經(jīng)驗(yàn)類比法和理論計(jì)算法。

2.2 我礦煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)示范巷道的方案設(shè)計(jì)按以下步驟：（1）地質(zhì)力學(xué)評(píng)估：包括對(duì)巷道圍巖（頂?shù)装鍨槊簩樱┝W(xué)性質(zhì)測(cè)定測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。 （2）初始設(shè)計(jì)：利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法或現(xiàn)有理論公式計(jì)算、在巷道施工前進(jìn)行。 （3）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)：利用測(cè)力錨桿及位移計(jì)算礦壓監(jiān)測(cè)手段對(duì)錨桿受力及圍巖位移進(jìn)行適時(shí)觀測(cè)。 （4）信息反饋和修改、完善設(shè)計(jì)： 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)及曲線與初始設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，若相同則證明設(shè)計(jì)正確，否則應(yīng)修正初始設(shè)計(jì)，調(diào)查支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)使設(shè)計(jì)更加合理。

2.3 錨桿、錨索巷道支護(hù)使用材料及技術(shù)參數(shù)

道頂部使用￠18mm 高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨桿，長(zhǎng)度為2000mm，幫部錨桿￠18mm 圓鋼普通錨桿， 長(zhǎng)度為18mm， 錨桿間排距800×800mm， 錨索鋼絞線￠17.8mm×7000mm,， 托板為350×350×10mm 鋼板，巷道中間每間隔4 米布置一個(gè)錨索。頂部錨桿用K2335 樹脂錨固劑各3 卷，每根錨索用K2335 樹脂錨固劑4 卷，幫錨桿用K3035 樹脂錨固劑1 卷。

3 確保錨桿支護(hù)安裝質(zhì)量的措施

現(xiàn)場(chǎng)施工是錨桿、錨索支護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)保證錨桿、錨索支護(hù)巷道的施工質(zhì)量，掘進(jìn)速度具有直接的影響，我們必須進(jìn)一步做好下列工作。

3.1 錨桿、錨索支護(hù)施工

施工隊(duì)組應(yīng)根據(jù)地質(zhì)部門提供的地質(zhì)資料、制定相應(yīng)的施工技術(shù)管理辦法、作業(yè)規(guī)程及安全技術(shù)措施。 對(duì)施工人員進(jìn)行錨桿、錨索原理，錨桿及錨索鋼絞線性能、機(jī)具及施工等技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后方可上崗。 地質(zhì)部門要對(duì)采用錨桿、錨索支護(hù)的巷道加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作， 地質(zhì)條件變化時(shí)，施工單位和生產(chǎn)管理部門及時(shí)采取相應(yīng)技術(shù)措施， 巷道錨桿、錨索應(yīng)緊跟迎頭施工，打一個(gè)眼，錨固一根錨桿，防止頂板離層破壞維持頂板的穩(wěn)定性。

3.2 建立完善的隊(duì)組驗(yàn)收制度，確保錨桿、錨索支護(hù)質(zhì)量

隊(duì)組是錨桿、錨索支護(hù)的施工單位，同時(shí)也是驗(yàn)收支護(hù)質(zhì)量的第一關(guān)，隊(duì)組必須建立健全嚴(yán)格的錨桿、錨索支護(hù)質(zhì)量驗(yàn)收制度，從打錨眼深度、角度、錨固劑攪拌時(shí)間、鉆頭直徑與錨桿及鋼絞線直徑是否匹配、錨桿錨固力、錨索預(yù)緊力、間排距都必須建立嚴(yán)格的制度，嚴(yán)格按作業(yè)規(guī)程作業(yè)，確保安裝質(zhì)量。 同時(shí)要實(shí)行編瑪管理，做好記錄、標(biāo)記，使每根錨桿、錨索都有據(jù)可查，將來(lái)哪根錨桿或錨索出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題知道是誰(shuí)施工、是誰(shuí)驗(yàn)收的、從初始就把好錨桿支護(hù)質(zhì)量關(guān)，確保安全生產(chǎn)。

3.3 搞好支護(hù)材料驗(yàn)收

支護(hù)材料的質(zhì)量直接關(guān)系到支護(hù)效果，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)材料的管理，建立完善的材料采購(gòu)、檢驗(yàn)和發(fā)放制度，發(fā)現(xiàn)錨桿、錨索、錨固劑托盤等無(wú)出廠合格證、檢驗(yàn)報(bào)告，嚴(yán)禁使用，對(duì)于支護(hù)材料的選擇可采用較為先進(jìn)的招標(biāo)制度，對(duì)于從事支護(hù)材料的管理的同志應(yīng)不斷加強(qiáng)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，特別是煤巷錨桿支護(hù)材料方面的知識(shí)。 同時(shí)對(duì)于集團(tuán)公司內(nèi)部錨桿支護(hù)材料廠家，應(yīng)加強(qiáng)管理，努力與當(dāng)前煤巷錨桿支護(hù)相結(jié)合，重視錨桿支護(hù)產(chǎn)品的研制、開發(fā)和加工，使該條產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)系列化、規(guī)范化和產(chǎn)業(yè)化。

4 監(jiān)測(cè)監(jiān)控

煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)是一項(xiàng)隱蔽性工程、支護(hù)質(zhì)量和巷道圍巖的穩(wěn)定性難以直接考察，因此錨桿支護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)十分重要， 需要利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不斷完善錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)。

巷道監(jiān)測(cè)主要內(nèi)容包括圍巖表面收斂，深部位移，頂板離層狀況和錨桿受力等。 技術(shù)部門進(jìn)行礦壓觀測(cè)，收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完善錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)。 對(duì)錨桿、錨索支護(hù)巷道做出安全預(yù)報(bào)。

監(jiān)督檢查

煤巷錨桿、 錨索支護(hù)技術(shù)特征對(duì)職工的操作技能要求高，受地質(zhì)因素影響大，現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題較為隱蔽，必須加強(qiáng)工程質(zhì)量管理的監(jiān)督。

分析集團(tuán)公司最近幾年起，煤巷、半煤巖巷錨桿、錨索支護(hù)巷道冒頂事故原因，發(fā)現(xiàn)都存在對(duì)錨桿、錨索支護(hù)巷道監(jiān)督檢查不到位的問(wèn)題，地質(zhì)構(gòu)造不明以及有沖擊地壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，致使保障體質(zhì)最后一環(huán)沒有把握好，導(dǎo)致事故發(fā)生，因此我們強(qiáng)化生產(chǎn)、安監(jiān)部門的監(jiān)督檢查，明確責(zé)任、落實(shí)任務(wù)，制定完善的制度，確保安全生產(chǎn)的最后一關(guān)萬(wàn)無(wú)一失。