高陽(yáng)煤礦錨桿（噴）支護(hù)巷道冒頂事故原因淺析
王榮生
（汾西礦業(yè)集團(tuán)公司，山西省介休市，032000）
摘 要 錨桿（噴）支護(hù)技術(shù)是煤炭與冶金 行業(yè)降低成本、快速施工、保證安全、提高效益的首選支護(hù)方式。為進(jìn) 一步發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，糾正使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，本文對(duì)高陽(yáng)煤礦的幾起冒頂事故原因進(jìn)行 了剖析。
關(guān)鍵詞 錨桿（噴）支護(hù) 冒頂原因 事故分析
錨桿（噴）支護(hù)技術(shù)改變了傳統(tǒng)巷道的被動(dòng)支護(hù)方式，是巷道支護(hù)的一次革命。高陽(yáng)煤 礦1992年在掘進(jìn)6106回采工作面兩順槽巷道中試用錨桿支 護(hù)獲得成功，并逐漸在全礦掘、開(kāi)巷道推廣，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 但是，在高陽(yáng)煤礦已投入使用或正 在施工的錨桿（噴）支護(hù)巷道中，陸續(xù)發(fā)生了幾起冒頂事故，給安全生產(chǎn)帶來(lái)了負(fù)面影響， 也給大面積推廣應(yīng)用錨桿（噴）支護(hù)技術(shù)造成了困難。為使這項(xiàng)技術(shù)能夠發(fā)揮更大效能，減 少和杜絕不安全因素，現(xiàn)就這幾起錨桿（噴）支護(hù)巷道冒頂事故原因進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
1 冒頂情況
1.1 采一隊(duì)7123材料巷冒頂
2000年7月17日，采一隊(duì)7123材料巷在距回采工作面60m處發(fā)生冒頂，冒頂范圍為長(zhǎng)×寬 ×高＝4.8×2.8×3.2m。該巷道掘進(jìn)支護(hù)使用錨桿支護(hù)，矩形斷面，頂上為樹(shù)脂錨桿 ，16×1600mm端頭錨固，“三·四”花型布置，兩幫采用38×1200mm對(duì)楔式木錨桿， “一·二”花型布置，間、排距均為800mm，巷道斷面積為6.72m2。該巷道1#煤直接頂 為粉砂巖，厚度4.0～5.0m（含石英、長(zhǎng)石、礫巖、植物化石），屬中等穩(wěn)定巖層。見(jiàn)圖1 。
1.2 采六隊(duì)4306運(yùn)輸巷冒頂
2001年3月25日，采六隊(duì)4306運(yùn)輸巷在距回采工作面80m處發(fā)生冒頂，冒頂范圍為長(zhǎng)×寬 ×高＝4.2×3.1×1.8m。4306工作面于2000年4月10日掘進(jìn)完工后移交回采隊(duì)，該段冒 頂巷 道支護(hù)與7123材料巷相同，其3#煤直接頂為粉砂巖，含石英、長(zhǎng)石砂巖、礫巖、泥巖、植 物 化石，屬Ⅳ類巖層，厚度為4.0～5.0m，其冒頂最高處剛好為厚0.2m左右的泥巖層。見(jiàn)圖2。
圖1 7123材料巷冒頂剖面圖及頂板巖性圖（略）
1.3 開(kāi)二隊(duì)東回風(fēng)巷冒頂
2001年7月26日，開(kāi)二隊(duì)東回風(fēng)巷零點(diǎn)班在距掘進(jìn)工作面7.0m處巷道發(fā)生冒頂，冒頂范圍為 長(zhǎng)×寬×高＝9.8×3.3×3.0m。東回風(fēng)巷為錨噴支護(hù)巷道，半圓拱斷面，巷道斷面積 為 8.62m2，該段巷道正處于無(wú)炭柱地帶，圍巖成形差，有砂礫巖、間夾有黃土、泥巖，結(jié)構(gòu) 松散。見(jiàn)圖3。
2 冒頂原因
以上3起冒頂事故，盡管發(fā)生冒頂?shù)臅r(shí)間、地點(diǎn)以及支護(hù)情況、頂板情況有所不同，但 發(fā)生冒頂?shù)脑蚣扔泄餐裕钟胁町愋?。其共同性在于?1)巷道施工 質(zhì) 量不過(guò)關(guān)。具體表現(xiàn)在巷道施工過(guò)程中錨桿間排距過(guò)大，達(dá)850～1000mm，降低了錨桿的支 護(hù)強(qiáng)度；巷道成形差，致使頂錨、幫錨初錨效果差；巷道鋪網(wǎng)質(zhì)量差，或未加鋪金屬網(wǎng)，造 成圍巖裸露面積大，加速了圍巖風(fēng)化、剝離、脫落速度；樹(shù)脂藥卷凝固，膠結(jié)存在問(wèn)題，在 冒頂現(xiàn)場(chǎng)可觀察到金屬桿體未與樹(shù)脂藥卷膠合在一起的數(shù)根錨桿，說(shuō)明攪拌時(shí)間未達(dá)到“均 勻攪拌30s”的要求。(2)頂板巖性不堅(jiān)硬。如7123材料巷、4306運(yùn)輸巷均為粉砂巖，含植物 化石、礫巖、長(zhǎng)石等；東回風(fēng)巷在無(wú)炭柱地帶施工，致使錨固效果差，頂板“復(fù)合拱”難以 形成。
圖2 4306運(yùn)輸巷冒頂剖面圖及頂板巖性圖（略）
同時(shí)，這三起冒頂事故的形成又各有其不同的原因：(1)4306運(yùn)輸巷由于上覆1#、2#煤 工 作面已采完，原有巖層完整性遭到破壞，使上覆巖層承壓大；相鄰4304工作面、4308工作面 剛采完5個(gè)月左右，存在對(duì)巷道的動(dòng)壓影響；(2)4306運(yùn)輸巷直接頂上方1.6m處有一層 厚0.2m的泥巖，致使錨桿端頭未能打在堅(jiān)硬的巖層中，如果將錨桿加長(zhǎng)400mm，則可解決此 類問(wèn)題。(3)東回風(fēng)巷冒頂正處于無(wú)炭柱地帶，其支護(hù)方法單一，錨桿應(yīng)加密，同時(shí)應(yīng)采用 錨 噴＋支架，或錨噴＋小孔徑錨索聯(lián)合支護(hù)，以加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度。小孔徑錨索可采用7股5mm高 強(qiáng)度鋼絞線，安裝深度可根據(jù)頂板巖性選擇6～10m之間。 (4)東回風(fēng)巷錨噴及時(shí)性差。巷道在開(kāi)挖、圍巖暴露兩天后仍沒(méi)有初噴，造成圍巖裸露、風(fēng) 化 、脫落。(5)錨桿支護(hù)巷道頂部錨桿角度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，規(guī)程要求靠巷道邊幫側(cè)錨桿有 小于75°的傾角，而對(duì)7213材料巷和4306運(yùn)輸巷冒頂?shù)挠^察，不同程度有角度不準(zhǔn)的現(xiàn)象。
圖3 東回風(fēng)巷冒頂剖面圖及頂板巖性圖（略）
綜上所述，錨桿支護(hù)巷道冒頂?shù)脑驓w納有以下幾點(diǎn)：(1)支護(hù)方式單一，不適應(yīng)巷道支 護(hù)的需要；(2)施工質(zhì)量差，錨桿支護(hù)效果差，錨固力未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求；(3)特殊地段未能 采 用相應(yīng)措施，如加密支護(hù)，采用混合支護(hù)或加長(zhǎng)、加粗錨桿；(4)錨桿（噴）支護(hù)巷道的及 時(shí) 支護(hù)未能跟上，造成錨桿支護(hù)“組合拱”作用失效，致使圍巖局部脫落而導(dǎo)致壓縮帶整體承 壓能力降低。
3 相應(yīng)對(duì)策
為確保錨桿（噴）支護(hù)巷道能有效、主動(dòng)承載，滿足支護(hù)要求，應(yīng)著重抓好以下幾點(diǎn)：
?。?） 及時(shí)錨噴。錨桿（噴）巷道必須做到及時(shí)支護(hù)，及時(shí)噴漿，盡量減少圍巖的裸 露時(shí)間，必須保證錨桿的預(yù)緊力和安裝質(zhì)量，保證施工質(zhì)量。錨桿支護(hù)巷道必須鋪設(shè)金屬網(wǎng) 假頂。
?。?） “三徑”匹配。錨桿鉆孔、桿體、樹(shù)脂錨固劑的“三徑”合理匹配，可使錨桿對(duì)圍巖 的加固獲得最佳效果。研究表明，錨桿鉆孔和桿體的直徑差為5～8mm時(shí)為最佳匹配。
?。?） 合理支護(hù)。合理選擇錨桿（噴）巷道的支護(hù)方式。對(duì)不同圍巖、不同用途與 服務(wù)年限采用不同的支護(hù)方式，以期達(dá)到最佳的支護(hù)效果。
?。?）加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。 對(duì)巷道圍巖實(shí)施監(jiān)測(cè)，是保證錨桿（噴）支護(hù)技術(shù)的必要手段。 因此 ，應(yīng)有一支監(jiān)測(cè)手段先進(jìn)、安全、結(jié)果準(zhǔn)確的質(zhì)量檢查隊(duì)伍。
