巷道空帮及失效锚杆处理安全措施

1、巷道空帮及失效锚杆处理安全措施锚杆、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，沿煤层掘进的巷道很容易在成巷以后，未支护前发生垮帮现象。垮帮后造成打设的锚杆有裸露现象，随着压力的增大形成锚杆失效。因此， 通过分析施工巷道垮帮原因，制定相应的安全防范措施如下。一、开拓工作面煤层情况概述现开拓工作面位于矿井井田中部，北采区西翼。采用综合机械化掘、锚沿煤层推进成巷。巷道高度2.4-2.6m,煤层底板标高11501400m, 煤层倾角平均-12。，煤层结构简单，普氏硬度系数f=2.54,煤质较硬。 煤层顶板为稳定的石灰岩层，层厚 6.

2、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。二、巷道断面及支护参数设计1 、巷道开拓情况1.1 本年度所开拓的二水平回风大巷、二水平胶带大巷、二水平轨道大巷设计总长1300X 3=3900米，分为二次成巷，先沿煤层掘进使各巷道 相互贯通形成通风、 排水系统后, 再拉底、喷浆与硬化底板、 做水沟。1 . 2集中胶带大巷设计总长 830米,集中回风大巷设计总长 520米,措 施联络巷设计总长 225米,合计 1575米,其中一部分已一次成巷;一 部分是分二次成巷。2、开拓工作面沿煤层掘进时，断面形状为矩形，净宽4.5m,净高2.5m,净

3、断面积 11.25m2。2.1顶板采用锚索、锚杆、钢筋网联合支护。顶锚杆布置每排4 根，排距1100mm,间距1200mm,规格为© 20X 2000mr的左旋螺纹钢锚杆， 采用msk2335与msz2360两种树脂药卷锚固，锚固长度950mm。顶锚 杆安设角度分为边角锚杆略倾斜与煤帮 15°,且距离巷帮达 400mm, 中间锚杆全部呈垂直角,锚索选择在顶板中间,间距 1.6米,排距 4.8 米,垂直布置。2.2局部小青顶地段”采用钢筋梯子梁（用 © 18mm圆钢制作，全宽50mm，长度4.0m）,并有钢筋网与铁丝网双网支护。2.3在 小青顶地段”或构造带打设3.

4、0锚索补强支护。每隔1.0m或小于1.0m 布置 2 根，打在两排锚杆之间，与巷道两帮距离相符。锚索规格 为© 17.8 x 3000mm锚固方式为端头锚固，采用二卷树脂药卷，分别为 msk2335一卷，msz2360卷，锚固长度为 950mm。3、煤帮锚杆支护：3.1 煤帮坚硬稳定时：使用 0 20mm、长 2000mm 的螺纹钢锚杆；2300X 1200X 6+100X 100mm的钢筋网进行支护。锚杆眼采用矩形布置。施工时，钢筋网竖着贴帮安装，搭接长度 100mm帮网顶端要与顶网相搭接，再用绑丝绞紧。在巷道正常地段，竖直间排距800x 800mm即上部锚杆距顶300mm， 向顶

5、板上仰15°上部锚杆距中部锚杆 800mm，中部距下部锚杆间距 800mm,下部锚杆距底板600mm，每排3根，拉底后再补上一片网，打设一排锚杆。锚固长度必须达到 950mm,帮网顶端要与顶网相搭接,再用绑丝绞紧。3.2 遇地质构造带煤帮松软或巷道高度超过 3.0m 时：使用 0 20mm、长 2000mm 的螺纹钢锚杆；2300X 1200X 6+100X 100mm的钢筋网进行支护。锚杆眼采用四排或五排矩形布置。施工时,钢筋网竖着贴帮安装，搭接长度 100mm帮网顶端要与顶网相搭接，再用 绑丝绞紧。竖直间排距：上部锚杆距顶 300mm,向顶板上仰15°上部锚杆距 中部锚

6、杆800mm,中部距下部锚杆间距800mm,下部锚杆按800mm递 增,直至距底板 600mm 为止,锚杆锚固长度必须达到 950mm。4、要求：网片必须铺平整,网与网之间必须对接,对接之处用绑丝进 行连接,锚梁铺设必须铺平,锚杆锚固长度达到规定要求,托盘必须 紧贴煤帮压紧网片。5、锚杆外露：锚杆螺母外锚杆丝扣 10-40mm 之间,托板用圆鼓形0150 X 150 x W+3mm的q235钢板；锚索外露：露出锁具150-250mm, 托板用方形200X 200X 10023mm的q235钢板。顶锚杆设计锚固力 65.7k n,帮锚杆设计锚固力34.3k n。三、锚杆产生失效的原因分析1 、锚

7、杆使用情况分析自 2010年使用锚杆支护以来,主要发生在掘进巷道的煤帮,位置多处 在煤帮夹矸下部距底板 300-1600mm 处,在割煤后或爆破落煤后局部煤壁沿光滑面垮帮；再断层或无炭柱构造附近垮帮；在有淋水地段垮 帮；以及也有在爆破作业打眼角度与装药量不合理造成垮帮。垮帮一 般在长 1.5 米、宽 0.6 米、深 0.3 米间，如不能及时充填塞紧，将随着 煤壁的压力增大，逐渐以小致大，最终导致以锚杆尾端裸露部位增大 而失效，从而引发面积较大的垮帮。顶板锚杆、锚索未发现有失效现象。偶然出现主要是在顶板岩性松软 地段或支护时未能打设在坚硬层面上所致。2、垮帮原因分析（1）地质因素：根据开拓工作面

8、已出现情况来看，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螺纹钢锚杆有裸露失效现 象。根据锚杆失效位置分析： 多数在靠近两巷煤柱一侧的巷帮中下部、 断层松软地段的一帮。由此可见，由于巷道形成后巷道围岩应力不断 重新分布，而产生垮帮。但由于使用金属螺纹钢锚杆的承受压力大于 垮帮带来的压力，从而未发生破断或拔出现象。（2）支护工序时段不合理 由于煤层厚度有一定的变化， 不能及时对锚杆支护巷道按设计

9、要求锚、 网、喷一次成巷，也是造成煤帮局部锚杆失效的一大因素。（3）现场不能够及时充填管理现场操作人员不按规程操作，本来出现少量轻微的垮帮及时用枕木、半圆木、木楔将锚杆塞紧是可以有效防止再次垮帮的，但急于赶进度 而未进行充填塞紧， 从而日积月累导致局部锚杆失效也是的主要因素。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、特殊情况对煤帮出现少量轻微的垮帮时，及时用枕木、半圆 木、木楔将锚杆塞紧。2、加强对支护工序时段的合理组织， 按照科学的设计流程进行锚、 网、 喷支护，确保锚杆、锚索等支护材料形成一体的封闭巷道，确实做到 安全可靠。3、加大质量检查力度，在

10、每个掘进面掘进时及时控制煤帮垮帮是安全 管理的一项主要任务，保证锚杆支护的有效性是巷道成形良好的重要 保障。4、加大巡检力度，对于巷道内发现的失效锚杆、锚索，必须全部进行 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，特殊情况下要增设网片。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，及时进行架设工字钢棚复合支护。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、护帮时，必须使用托盘紧贴煤帮，如出现空帮现象时必须用不燃性材料进行充填，保证锚杆托盘、锚网紧贴煤壁。8、

11、锚杆支护必须严格按标准进行打设，对打设的锚杆必须用机械力矩 扳手拧紧，确保锚杆的托盘紧贴巷壁，达到设计预紧力。9、 顶板锚杆在做拉力试验时，在被拉锚杆周围打设23棵点柱顶牢 顶板方可做拉力试验，做完拉力试验紧固好锚盘后方可回掉点柱。10、及时改变支护技术参数。对特殊地段采取缩小锚杆、锚索支护间排距方式来增大支护强度，对靠两巷煤柱一侧的煤帮要用© 20mm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、在支护中 ,当围岩稳定性较差， 容易出现片帮冒顶现象时， 应在迎头 顶板打超前锚杆作为超前临时支护，以防止顶板随着落煤冒落。超前 锚杆应向前 60 70°，掘进后随着空顶增大必须及时打正式锚杆。若顶 板破碎或压力大时，根据顶板情况适当加密布置锚索。10、作好失效锚杆的原因分析工作。若巷