锚杆支护事故案例

为充分掌握我国锚杆支护煤巷冒顶事故现状，分析冒顶事故隐患，研究预测预防措施，通过对1996年以来162起锚杆支护煤巷冒顶事故案例的调查研究，认1.非稳定岩层变厚超过锚杆(索)长度非稳定岩层是指对顶板岩层变形破坏起控制作用的软岩(煤)及中硬岩层。此类事故共发生48起，占调查事故总数的29.63%，其中直接顶板泥岩层厚变大超过锚杆(索)长度的发生冒顶事故39起，占调查事故总数的20.07%；煤层顶板层厚变大超过锚杆(索)长度的护不当时，极易导致顶板冒落。某矿12208运输巷宽3.6m，中高集的资料看，冒落带直接顶板泥岩厚度由设计时的4.4m变为6.3m，锚杆、锚索均未锚入稳定岩层中。事故巷道的冒顶特征如图2-1所示。图2-1非稳定岩层变厚超过锚杆长度导致冒顶2.稳定岩层变薄稳定岩层是指对顶板岩层稳定起控制作用的硬岩层。此类事故共发生19起，占调查事9mm高强锚杆，间排距为800mm×800m当切眼刷大尚剩8m时，发现中部顶板有掉碴现象，两帮有片帮现象，随即在下平巷面中，大大降低了锚索的锚固承载作用。3.顶板一定范围内出现软弱夹层此类事故共发生32起，占调查事故总数的19.75％。软弱夹层层厚一般在几毫米至几2掘进工作面直接顶板泥岩与基本顶砂岩间突然出现50mm厚的一层煤线，在掘进后7天(距4.顶板出现小断层事故中，冒顶区顶板锚杆全部随着冒落岩层掉落，造成3人死亡。事故巷道冒顶特征如图m及1.0m的复合断层，顶板泥岩厚度3m,顶板岩石破碎，裂隙发育，未打锚索段除迎头两排锚杆外均已冒落，冒落体周边岩体呈近似自然拱。图2-4小断层支护不当导致的冒顶事故5.巷道附近出现隐含小断层巷道附近一定范围内的隐含小断层直接导致的冒顶事故共发生10起，占调查事故总数通过对冒顶区进行调查，发现该段上帮有一个隐含小断层，断层与巷道斜交，倾角为20°~25°,落差0.6m，断层面十分光滑，巷道顶板所打5根2.4m长锚杆端头刚好锚6.节理发育由于地质构造运动的作用，岩层节理发育，多组节理互相切割，破坏了岩体的完整性，mm螺纹钢锚杆，间排距为800mm×800mm。锚索规格：φ15.24mm×4.5m，锚固深度4.0m，双排锚索，间距2.4m。2002年9月21日，连续发生了两起大的楔形冒落，冒落岩体长×宽×高为(20～30)m×(2.8～3.2)m×(0.8～2.5)m,。冒落体断面形状为三角形，冒落面比较光滑。事故巷道的冒顶特征如图2-6所示。冒顶前，发现有部分锚杆失效(断裂)；冒顶后，部分锚索被拉断。于煤层褶曲构造引起顶板局部变化，斜交节理发育，导致巷道顶板楔形冒落。7.围岩出现镶嵌型结构镶嵌型围岩结构多为锅底型、人字型、鱼背型、升斗型、长条型及草帽型等不规则形2.5％。例如，某矿1813下运料巷宽3.2m，中高2.5m，采用φ20mm×2000mm螺纹钢锚杆，间排距为700mm×700mm。锚索规格：φ15.24mm×6.0m，锚固深度6.0m，图2-7“锅底矸”导致巷道冒顶8.高地应力引起的冒顶高地应力导致的冒顶事故发生4起。例如，某矿2302工作面切m，采用φ20mm×2400mm螺纹钢锚杆，间排距为700mm×700mm。锚索规格：φ15.24mm8m。在巷道掘进82m(掘后2天)，距迎头6m左右发生大规模冒顶。冒顶前的典型征兆是锚索破断、听到啪啪的响声，并有多个锚杆尾部断裂，冒顶段共安设锚索20根，破断13根，另有5根悬在周边围岩上，但锚索锚具均已脱落。明采用上述支护方式满足不了该高应力区域巷道支护。图2-8构造应力导致巷道冒顶9.次生应力引起的冒顶次生应力引起的冒顶几乎总会与上部或下部邻近面(层)的二次采动有关，或与未充分冒落的盘区产生的挤压或压力过载有关。由多煤层开采引起的次生应力或压力过载会造成底类冒顶事故共发生6起。例如，某矿S－704工作面回风平巷宽5.0m，中高2.6m，采2模冒顶事故。事故巷道冒顶特征如图2-9所示。岩组成。S－704工作面回风平巷与S－702工作面运输平巷之间净煤柱尺寸为4m。S－406工作面超前S－704工作面80m回采。冒顶位置距当时采煤工作面直线间距40m，冒顶前2维护比较困难。冒顶事故的原因：S－704工作面两侧均临采空区，形成孤岛工作面和应力集中区。回22直接顶较厚，岩性较为破碎。设计上，锚杆的长度(2.4m)不能满足强度要求，锚索(长度3.8m)虽有300～500mm已锚入稳定岩层，终究数量较少，强度较低，冒顶区内的多数锚图2-9次生应力导致巷道冒顶10.地下水的影响此类事故共发生6起。富水顶板中的水通过次生应力造成的围岩裂隙进入软不利，因顶板水引发的大规模冒顶事故时有发生。11.空气中的水分对顶板的软化质岩类顶板岩石逐步软化或潮解，逐渐崩解，最后形成软泥状非固结状态。护煤巷比重占到65％。近年来随着煤巷锚杆支护比重增加，煤巷复合顶板“季节效应”问题越来越突出。每当进入炎热季节，煤巷顶板就发生潮解、鳞片剥落、片状掉落，锚杆尾端锚杆总量的95％。炎热季节冒顶事故占全年总量的98％。这一问题造成煤巷锚杆支护的比重明显下降。为扭转锚杆支护滑坡、徘徊的局面，该矿区于1999年开展了煤巷复合层顶板“季节效应”控制技术研究，提出强化非主应力面抗剪强度、抑制风化的复合技术，研制出12.未及时支护在巷道施工遇到构造带或巷道两帮片帮严重时，本应及时采取加强支护措施而由于种种原因未及时采取，从而导致冒顶事故。如遇断层带应采取打锚索或架棚作为加强支护措施，锚索导致冒顶等。此类大规模冒顶事故发生5起。