巷道空幫及失效錨桿處理安全措施
錨桿、錨索支護(hù)作為一種經(jīng)濟(jì)有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方式,在煤礦巷道中已得到廣泛應(yīng)用,但由于煤礦井下地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多變性,沿煤層掘進(jìn)的巷道很容易在成巷以后,未支護(hù)前發(fā)生垮幫現(xiàn)象。垮幫后造成打設(shè)的錨桿有裸露現(xiàn)象,隨著壓力的增大形成錨桿失效。因此,通過分析施工巷道垮幫原因,制定相應(yīng)的安全防范措施如下。
一、開拓工作面煤層情況概述
現(xiàn)開拓工作面位于礦井井田中部,北采區(qū)西翼。采用綜合機(jī)械化掘、錨沿煤層推進(jìn)成巷。巷道高度2.4-2.6m,煤層底板標(biāo)高1150~1400m,煤層傾角平均-12°,煤層結(jié)構(gòu)簡單,普氏硬度系數(shù)f=2.5~4,煤質(zhì)較硬。煤層頂板為穩(wěn)定的石灰?guī)r層,層厚6.75m;局部地區(qū)有0.8-1.2米厚的泥巖層(偽頂),底板為2.2m厚的深灰色泥巖或炭質(zhì)泥巖,較硬。
二、巷道斷面及支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
1、巷道開拓情況
1.1本年度所開拓的二水平回風(fēng)大巷、二水平膠帶大巷、二水平軌道大巷設(shè)計(jì)總長1300×3=3900米,分為二次成巷,先沿煤層掘進(jìn)使各巷道相互貫通形成通風(fēng)、排水系統(tǒng)后,再拉底、噴漿與硬化底板、做水溝。
1.2集中膠帶大巷設(shè)計(jì)總長830米,集中回風(fēng)大巷設(shè)計(jì)總長520米,措施聯(lián)絡(luò)巷設(shè)計(jì)總長225米,合計(jì)1575米,其中一部分已一次成巷;一部分是分二次成巷。
2、開拓工作面沿煤層掘進(jìn)時(shí),斷面形狀為矩形,凈寬4.5m,凈高2.5m,凈斷面積11.25m2。
2.1頂板采用錨索、錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。頂錨桿布置每排4根,排距1100mm,間距1200mm,規(guī)格為Φ20×2000mm的左旋螺紋鋼錨桿,采用MSK2335與MSZ2360兩種樹脂藥卷錨固,錨固長度950mm。頂錨桿安設(shè)角度分為邊角錨桿略傾斜與煤幫15°,且距離巷幫達(dá)400mm,中間錨桿全部呈垂直角,錨索選擇在頂板中間,間距1.6米,排距4.8米,垂直布置。?
2.2局部“小青頂?shù)囟巍辈捎娩摻钐葑恿?用Φ18mm圓鋼制作,全寬50mm,長度4.0m),并有鋼筋網(wǎng)與鐵絲網(wǎng)雙網(wǎng)支護(hù)。
2.3在“小青頂?shù)囟巍被驑?gòu)造帶打設(shè)3.0錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。每隔1.0m或小于1.0m布置2根,打在兩排錨桿之間,與巷道兩幫距離相符。錨索規(guī)格為Φ17.8×3000mm,錨固方式為端頭錨固,采用二卷樹脂藥卷,分別為MSK2335一卷,MSZ2360一卷,錨固長度為950mm。
3、煤幫錨桿支護(hù):
3.1煤幫堅(jiān)硬穩(wěn)定時(shí):
⑴使用￠20mm、長2000mm的螺紋鋼錨桿;2300×1200×6+100×100mm的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿眼采用矩形布置。施工時(shí),鋼筋網(wǎng)豎著貼幫安裝,搭接長度≥100mm。幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
⑵在巷道正常地段,豎直間排距800×800mm:即上部錨桿距頂300mm,向頂板上仰15°;上部錨桿距中部錨桿800mm,中部距下部錨桿間距800mm,下部錨桿距底板600mm,每排3根,拉底后再補(bǔ)上一片網(wǎng),打設(shè)一排錨桿。錨固長度必須達(dá)到950mm,幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
3.2遇地質(zhì)構(gòu)造帶煤幫松軟或巷道高度超過3.0m時(shí):
⑴使用￠20mm、長2000mm的螺紋鋼錨桿;2300×1200×6+100×100mm的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿眼采用四排或五排矩形布置。施工時(shí),鋼筋網(wǎng)豎著貼幫安裝,搭接長度≥100mm。幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
⑵豎直間排距:上部錨桿距頂300mm,向頂板上仰15°;上部錨桿距中部錨桿800mm,中部距下部錨桿間距800mm,下部錨桿按800mm遞增,直至距底板600mm為止,錨桿錨固長度必須達(dá)到950mm。
4、要求:網(wǎng)片必須鋪平整,網(wǎng)與網(wǎng)之間必須對接,對接之處用綁絲進(jìn)行連接,錨梁鋪設(shè)必須鋪平,錨桿錨固長度達(dá)到規(guī)定要求,托盤必須緊貼煤幫壓緊網(wǎng)片。
5、錨桿外露:錨桿螺母外錨桿絲扣10-40mm之間,托板用圓鼓形￠150×150×10+￠23mm的Q235鋼板;錨索外露:露出鎖具150-250mm,托板用方形200×200×10+￠23mm的Q235鋼板。頂錨桿設(shè)計(jì)錨固力65.7KN,幫錨桿設(shè)計(jì)錨固力34.3KN。
三、錨桿產(chǎn)生失效的原因分析
1、錨桿使用情況分析
自2010年使用錨桿支護(hù)以來,主要發(fā)生在掘進(jìn)巷道的煤幫,位置多處在煤幫夾矸下部距底板300-1600mm處,在割煤后或爆破落煤后局部煤壁沿光滑面垮幫;再斷層或無炭柱構(gòu)造附近垮幫;在有淋水地段垮幫;以及也有在爆破作業(yè)打眼角度與裝藥量不合理造成垮幫。垮幫一般在長1.5米、寬0.6米、深0.3米間,如不能及時(shí)充填塞緊,將隨著煤壁的壓力增大,逐漸以小致大,最終導(dǎo)致以錨桿尾端裸露部位增大而失效,從而引發(fā)面積較大的垮幫。
頂板錨桿、錨索未發(fā)現(xiàn)有失效現(xiàn)象。偶然出現(xiàn)主要是在頂板巖性松軟地段或支護(hù)時(shí)未能打設(shè)在堅(jiān)硬層面上所致。
2、垮幫原因分析
?(1)地質(zhì)因素:根據(jù)開拓工作面已出現(xiàn)情況來看,在斷層、無炭柱構(gòu)造附近煤質(zhì)有氧化現(xiàn)象而較軟,其余正常地段煤質(zhì)較硬而穩(wěn)定。巷道沿煤層掘進(jìn)成型后,地層應(yīng)力重新分布,頂板由于石灰?guī)r層結(jié)構(gòu)致密、堅(jiān)硬穩(wěn)定,在錨桿、錨索的控制下形成堅(jiān)固的巖梁,所以,從未發(fā)生過錨桿與錨索破斷。主要是巷道煤壁支護(hù)的螺紋鋼錨桿有裸露失效現(xiàn)象。根據(jù)錨桿失效位置分析:多數(shù)在靠近兩巷煤柱一側(cè)的巷幫中下部、斷層松軟地段的一幫。由此可見,由于巷道形成后巷道圍巖應(yīng)力不斷重新分布,而產(chǎn)生垮幫。但由于使用金屬螺紋鋼錨桿的承受壓力大于垮幫帶來的壓力,從而未發(fā)生破斷或拔出現(xiàn)象。
?(2)支護(hù)工序時(shí)段不合理
由于煤層厚度有一定的變化,不能及時(shí)對錨桿支護(hù)巷道按設(shè)計(jì)要求錨、網(wǎng)、噴一次成巷,也是造成煤幫局部錨桿失效的一大因素。
?(3)現(xiàn)場不能夠及時(shí)充填管理
現(xiàn)場操作人員不按規(guī)程操作,本來出現(xiàn)少量輕微的垮幫及時(shí)用枕木、半圓木、木楔將錨桿塞緊是可以有效防止再次垮幫的,但急于趕進(jìn)度而未進(jìn)行充填塞緊,從而日積月累導(dǎo)致局部錨桿失效也是的主要因素。
四、防范措施
1、針對采區(qū)內(nèi)局部巷道煤質(zhì)松軟、片幫易落、頂板壓力增大地段等特殊地點(diǎn)、特殊情況對煤幫出現(xiàn)少量輕微的垮幫時(shí),及時(shí)用枕木、半圓木、木楔將錨桿塞緊。
2、加強(qiáng)對支護(hù)工序時(shí)段的合理組織,按照科學(xué)的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行錨、網(wǎng)、噴支護(hù),確保錨桿、錨索等支護(hù)材料形成一體的封閉巷道,確實(shí)做到安全可靠。
3、加大質(zhì)量檢查力度,在每個(gè)掘進(jìn)面掘進(jìn)時(shí)及時(shí)控制煤幫垮幫是安全管理的一項(xiàng)主要任務(wù),保證錨桿支護(hù)的有效性是巷道成形良好的重要保障。
4、加大巡檢力度,對于巷道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的失效錨桿、錨索,必須全部進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng),加密支護(hù)。
5、做好班前確認(rèn)工作,對上一班施工的頂幫錨桿進(jìn)行預(yù)緊力檢測,失效錨桿要及時(shí)補(bǔ)打,特殊情況下要增設(shè)網(wǎng)片。隱患未處理的嚴(yán)禁組織生產(chǎn)。
6、加強(qiáng)頂板離層儀的監(jiān)管力度,對于工作面出現(xiàn)的頂板破碎、壓力大的地點(diǎn),及時(shí)進(jìn)行架設(shè)工字鋼棚復(fù)合支護(hù)。對巷道高冒區(qū)兩端、中部及巷道擴(kuò)寬處均采用雙錨索配合槽鋼加強(qiáng)支護(hù)。
7、護(hù)幫時(shí),必須使用托盤緊貼煤幫,如出現(xiàn)空幫現(xiàn)象時(shí)必須用不燃性材料進(jìn)行充填,保證錨桿托盤、錨網(wǎng)緊貼煤壁。
8、錨桿支護(hù)必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打設(shè),對打設(shè)的錨桿必須用機(jī)械力矩扳手?jǐn)Q緊,確保錨桿的托盤緊貼巷壁,達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力。
9、頂板錨桿在做拉力試驗(yàn)時(shí),在被拉錨桿周圍打設(shè)2~3棵點(diǎn)柱頂牢頂板方可做拉力試驗(yàn),做完拉力試驗(yàn)緊固好錨盤后方可回掉點(diǎn)柱。
10、及時(shí)改變支護(hù)技術(shù)參數(shù)。對特殊地段采取縮小錨桿、錨索支護(hù)間排距方式來增大支護(hù)強(qiáng)度,對靠兩巷煤柱一側(cè)的煤幫要用Φ20mm、長度2000mm的等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿補(bǔ)強(qiáng)支護(hù);加大錨桿預(yù)緊力控制煤幫,保證巷道整體支護(hù)效果。
9、在支護(hù)中,當(dāng)圍巖穩(wěn)定性較差,容易出現(xiàn)片幫冒頂現(xiàn)象時(shí),應(yīng)在迎頭頂板打超前錨桿作為超前臨時(shí)支護(hù),以防止頂板隨著落煤冒落。超前錨桿應(yīng)向前60~70°,掘進(jìn)后隨著空頂增大必須及時(shí)打正式錨桿。若頂板破碎或壓力大時(shí),根據(jù)頂板情況適當(dāng)加密布置錨索。
10、作好失效錨桿的原因分析工作。若巷道煤壁出現(xiàn)錨桿或錨桿失效時(shí),巡查人員必須及時(shí)匯報(bào)。由相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場勘察分析,制定有效措施避免同一問題重復(fù)出現(xiàn)。
五、結(jié)論
1、綜上所述,針對井下地質(zhì)條件復(fù)雜、多變等因素造成的錨桿失效現(xiàn)象,通過以上針對性防范措施認(rèn)真學(xué)習(xí),積極防范。
2、作業(yè)過程中,因出現(xiàn)特殊情況本措施不能指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)時(shí),應(yīng)及時(shí)匯報(bào),現(xiàn)場勘查,采取相應(yīng)措施審批、貫徹、學(xué)習(xí)后方可恢復(fù)作業(yè)。
篇2:巷道空幫及失效錨桿處理安全措施
錨桿、錨索支護(hù)作為一種經(jīng)濟(jì)有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方式,在煤礦巷道中已得到廣泛應(yīng)用,但由于煤礦井下地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多變性,沿煤層掘進(jìn)的巷道很容易在成巷以后,未支護(hù)前發(fā)生垮幫現(xiàn)象。垮幫后造成打設(shè)的錨桿有裸露現(xiàn)象,隨著壓力的增大形成錨桿失效。因此,通過分析施工巷道垮幫原因,制定相應(yīng)的安全防范措施如下。
一、開拓工作面煤層情況概述
現(xiàn)開拓工作面位于礦井井田中部,北采區(qū)西翼。采用綜合機(jī)械化掘、錨沿煤層推進(jìn)成巷。巷道高度2.4-2.6m,煤層底板標(biāo)高1150~1400m,煤層傾角平均-12°,煤層結(jié)構(gòu)簡單,普氏硬度系數(shù)f=2.5~4,煤質(zhì)較硬。煤層頂板為穩(wěn)定的石灰?guī)r層,層厚6.75m;局部地區(qū)有0.8-1.2米厚的泥巖層(偽頂),底板為2.2m厚的深灰色泥巖或炭質(zhì)泥巖,較硬。
二、巷道斷面及支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
1、巷道開拓情況
1.1本年度所開拓的二水平回風(fēng)大巷、二水平膠帶大巷、二水平軌道大巷設(shè)計(jì)總長1300×3=3900米,分為二次成巷,先沿煤層掘進(jìn)使各巷道相互貫通形成通風(fēng)、排水系統(tǒng)后,再拉底、噴漿與硬化底板、做水溝。
1.2集中膠帶大巷設(shè)計(jì)總長830米,集中回風(fēng)大巷設(shè)計(jì)總長520米,措施聯(lián)絡(luò)巷設(shè)計(jì)總長225米,合計(jì)1575米,其中一部分已一次成巷;一部分是分二次成巷。
2、開拓工作面沿煤層掘進(jìn)時(shí),斷面形狀為矩形,凈寬4.5m,凈高2.5m,凈斷面積11.25m2。
2.1頂板采用錨索、錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。頂錨桿布置每排4根,排距1100mm,間距1200mm,規(guī)格為Φ20×2000mm的左旋螺紋鋼錨桿,采用MSK2335與MSZ2360兩種樹脂藥卷錨固,錨固長度950mm。頂錨桿安設(shè)角度分為邊角錨桿略傾斜與煤幫15°,且距離巷幫達(dá)400mm,中間錨桿全部呈垂直角,錨索選擇在頂板中間,間距1.6米,排距4.8米,垂直布置。?
2.2局部“小青頂?shù)囟巍辈捎娩摻钐葑恿?用Φ18mm圓鋼制作,全寬50mm,長度4.0m),并有鋼筋網(wǎng)與鐵絲網(wǎng)雙網(wǎng)支護(hù)。
2.3在“小青頂?shù)囟巍被驑?gòu)造帶打設(shè)3.0錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。每隔1.0m或小于1.0m布置2根,打在兩排錨桿之間,與巷道兩幫距離相符。錨索規(guī)格為Φ17.8×3000mm,錨固方式為端頭錨固,采用二卷樹脂藥卷,分別為MSK2335一卷,MSZ2360一卷,錨固長度為950mm。
3、煤幫錨桿支護(hù):
3.1煤幫堅(jiān)硬穩(wěn)定時(shí):
⑴使用￠20mm、長2000mm的螺紋鋼錨桿;2300×1200×6+100×100mm的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿眼采用矩形布置。施工時(shí),鋼筋網(wǎng)豎著貼幫安裝,搭接長度≥100mm。幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
⑵在巷道正常地段,豎直間排距800×800mm:即上部錨桿距頂300mm,向頂板上仰15°;上部錨桿距中部錨桿800mm,中部距下部錨桿間距800mm,下部錨桿距底板600mm,每排3根,拉底后再補(bǔ)上一片網(wǎng),打設(shè)一排錨桿。錨固長度必須達(dá)到950mm,幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
3.2遇地質(zhì)構(gòu)造帶煤幫松軟或巷道高度超過3.0m時(shí):
⑴使用￠20mm、長2000mm的螺紋鋼錨桿;2300×1200×6+100×100mm的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿眼采用四排或五排矩形布置。施工時(shí),鋼筋網(wǎng)豎著貼幫安裝,搭接長度≥100mm。幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
⑵豎直間排距:上部錨桿距頂300mm,向頂板上仰15°;上部錨桿距中部錨桿800mm,中部距下部錨桿間距800mm,下部錨桿按800mm遞增,直至距底板600mm為止,錨桿錨固長度必須達(dá)到950mm。
4、要求:網(wǎng)片必須鋪平整,網(wǎng)與網(wǎng)之間必須對接,對接之處用綁絲進(jìn)行連接,錨梁鋪設(shè)必須鋪平,錨桿錨固長度達(dá)到規(guī)定要求,托盤必須緊貼煤幫壓緊網(wǎng)片。
5、錨桿外露:錨桿螺母外錨桿絲扣10-40mm之間,托板用圓鼓形￠150×150×10+￠23mm的Q235鋼板;錨索外露:露出鎖具150-250mm,托板用方形200×200×10+￠23mm的Q235鋼板。頂錨桿設(shè)計(jì)錨固力65.7KN,幫錨桿設(shè)計(jì)錨固力34.3KN。
三、錨桿產(chǎn)生失效的原因分析
1、錨桿使用情況分析
自2010年使用錨桿支護(hù)以來,主要發(fā)生在掘進(jìn)巷道的煤幫,位置多處在煤幫夾矸下部距底板300-1600mm處,在割煤后或爆破落煤后局部煤壁沿光滑面垮幫;再斷層或無炭柱構(gòu)造附近垮幫;在有淋水地段垮幫;以及也有在爆破作業(yè)打眼角度與裝藥量不合理造成垮幫。垮幫一般在長1.5米、寬0.6米、深0.3米間,如不能及時(shí)充填塞緊,將隨著煤壁的壓力增大,逐漸以小致大,最終導(dǎo)致以錨桿尾端裸露部位增大而失效,從而引發(fā)面積較大的垮幫。
頂板錨桿、錨索未發(fā)現(xiàn)有失效現(xiàn)象。偶然出現(xiàn)主要是在頂板巖性松軟地段或支護(hù)時(shí)未能打設(shè)在堅(jiān)硬層面上所致。
2、垮幫原因分析
?(1)地質(zhì)因素:根據(jù)開拓工作面已出現(xiàn)情況來看,在斷層、無炭柱構(gòu)造附近煤質(zhì)有氧化現(xiàn)象而較軟,其余正常地段煤質(zhì)較硬而穩(wěn)定。巷道沿煤層掘進(jìn)成型后,地層應(yīng)力重新分布,頂板由于石灰?guī)r層結(jié)構(gòu)致密、堅(jiān)硬穩(wěn)定,在錨桿、錨索的控制下形成堅(jiān)固的巖梁,所以,從未發(fā)生過錨桿與錨索破斷。主要是巷道煤壁支護(hù)的螺紋鋼錨桿有裸露失效現(xiàn)象。根據(jù)錨桿失效位置分析:多數(shù)在靠近兩巷煤柱一側(cè)的巷幫中下部、斷層松軟地段的一幫。由此可見,由于巷道形成后巷道圍巖應(yīng)力不斷重新分布,而產(chǎn)生垮幫。但由于使用金屬螺紋鋼錨桿的承受壓力大于垮幫帶來的壓力,從而未發(fā)生破斷或拔出現(xiàn)象。
?(2)支護(hù)工序時(shí)段不合理
由于煤層厚度有一定的變化,不能及時(shí)對錨桿支護(hù)巷道按設(shè)計(jì)要求錨、網(wǎng)、噴一次成巷,也是造成煤幫局部錨桿失效的一大因素。
?(3)現(xiàn)場不能夠及時(shí)充填管理
現(xiàn)場操作人員不按規(guī)程操作,本來出現(xiàn)少量輕微的垮幫及時(shí)用枕木、半圓木、木楔將錨桿塞緊是可以有效防止再次垮幫的,但急于趕進(jìn)度而未進(jìn)行充填塞緊,從而日積月累導(dǎo)致局部錨桿失效也是的主要因素。
四、防范措施
1、針對采區(qū)內(nèi)局部巷道煤質(zhì)松軟、片幫易落、頂板壓力增大地段等特殊地點(diǎn)、特殊情況對煤幫出現(xiàn)少量輕微的垮幫時(shí),及時(shí)用枕木、半圓木、木楔將錨桿塞緊。
2、加強(qiáng)對支護(hù)工序時(shí)段的合理組織,按照科學(xué)的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行錨、網(wǎng)、噴支護(hù),確保錨桿、錨索等支護(hù)材料形成一體的封閉巷道,確實(shí)做到安全可靠。
3、加大質(zhì)量檢查力度,在每個(gè)掘進(jìn)面掘進(jìn)時(shí)及時(shí)控制煤幫垮幫是安全管理的一項(xiàng)主要任務(wù),保證錨桿支護(hù)的有效性是巷道成形良好的重要保障。
4、加大巡檢力度,對于巷道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的失效錨桿、錨索,必須全部進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng),加密支護(hù)。
5、做好班前確認(rèn)工作,對上一班施工的頂幫錨桿進(jìn)行預(yù)緊力檢測,失效錨桿要及時(shí)補(bǔ)打,特殊情況下要增設(shè)網(wǎng)片。隱患未處理的嚴(yán)禁組織生產(chǎn)。
6、加強(qiáng)頂板離層儀的監(jiān)管力度,對于工作面出現(xiàn)的頂板破碎、壓力大的地點(diǎn),及時(shí)進(jìn)行架設(shè)工字鋼棚復(fù)合支護(hù)。對巷道高冒區(qū)兩端、中部及巷道擴(kuò)寬處均采用雙錨索配合槽鋼加強(qiáng)支護(hù)。
7、護(hù)幫時(shí),必須使用托盤緊貼煤幫,如出現(xiàn)空幫現(xiàn)象時(shí)必須用不燃性材料進(jìn)行充填,保證錨桿托盤、錨網(wǎng)緊貼煤壁。
8、錨桿支護(hù)必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打設(shè),對打設(shè)的錨桿必須用機(jī)械力矩扳手?jǐn)Q緊,確保錨桿的托盤緊貼巷壁,達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力。
9、頂板錨桿在做拉力試驗(yàn)時(shí),在被拉錨桿周圍打設(shè)2~3棵點(diǎn)柱頂牢頂板方可做拉力試驗(yàn),做完拉力試驗(yàn)緊固好錨盤后方可回掉點(diǎn)柱。
10、及時(shí)改變支護(hù)技術(shù)參數(shù)。對特殊地段采取縮小錨桿、錨索支護(hù)間排距方式來增大支護(hù)強(qiáng)度,對靠兩巷煤柱一側(cè)的煤幫要用Φ20mm、長度2000mm的等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿補(bǔ)強(qiáng)支護(hù);加大錨桿預(yù)緊力控制煤幫,保證巷道整體支護(hù)效果。
9、在支護(hù)中,當(dāng)圍巖穩(wěn)定性較差,容易出現(xiàn)片幫冒頂現(xiàn)象時(shí),應(yīng)在迎頭頂板打超前錨桿作為超前臨時(shí)支護(hù),以防止頂板隨著落煤冒落。超前錨桿應(yīng)向前60~70°,掘進(jìn)后隨著空頂增大必須及時(shí)打正式錨桿。若頂板破碎或壓力大時(shí),根據(jù)頂板情況適當(dāng)加密布置錨索。
10、作好失效錨桿的原因分析工作。若巷道煤壁出現(xiàn)錨桿或錨桿失效時(shí),巡查人員必須及時(shí)匯報(bào)。由相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場勘察分析,制定有效措施避免同一問題重復(fù)出現(xiàn)。
五、結(jié)論
1、綜上所述,針對井下地質(zhì)條件復(fù)雜、多變等因素造成的錨桿失效現(xiàn)象,通過以上針對性防范措施認(rèn)真學(xué)習(xí),積極防范。
2、作業(yè)過程中,因出現(xiàn)特殊情況本措施不能指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)時(shí),應(yīng)及時(shí)匯報(bào),現(xiàn)場勘查,采取相應(yīng)措施審批、貫徹、學(xué)習(xí)后方可恢復(fù)作業(yè)。
篇3:巷道空幫及失效錨桿處理安全措施
錨桿、錨索支護(hù)作為一種經(jīng)濟(jì)有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方式,在煤礦巷道中已得到廣泛應(yīng)用,但由于煤礦井下地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多變性,沿煤層掘進(jìn)的巷道很容易在成巷以后,未支護(hù)前發(fā)生垮幫現(xiàn)象。垮幫后造成打設(shè)的錨桿有裸露現(xiàn)象,隨著壓力的增大形成錨桿失效。因此,通過分析施工巷道垮幫原因,制定相應(yīng)的安全防范措施如下。
一、開拓工作面煤層情況概述
現(xiàn)開拓工作面位于礦井井田中部,北采區(qū)西翼。采用綜合機(jī)械化掘、錨沿煤層推進(jìn)成巷。巷道高度2.4-2.6m,煤層底板標(biāo)高1150~1400m,煤層傾角平均-12°,煤層結(jié)構(gòu)簡單,普氏硬度系數(shù)f=2.5~4,煤質(zhì)較硬。煤層頂板為穩(wěn)定的石灰?guī)r層,層厚6.75m;局部地區(qū)有0.8-1.2米厚的泥巖層(偽頂),底板為2.2m厚的深灰色泥巖或炭質(zhì)泥巖,較硬。
二、巷道斷面及支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
1、巷道開拓情況
1.1本年度所開拓的二水平回風(fēng)大巷、二水平膠帶大巷、二水平軌道大巷設(shè)計(jì)總長1300×3=3900米,分為二次成巷,先沿煤層掘進(jìn)使各巷道相互貫通形成通風(fēng)、排水系統(tǒng)后,再拉底、噴漿與硬化底板、做水溝。
1.2集中膠帶大巷設(shè)計(jì)總長830米,集中回風(fēng)大巷設(shè)計(jì)總長520米,措施聯(lián)絡(luò)巷設(shè)計(jì)總長225米,合計(jì)1575米,其中一部分已一次成巷;一部分是分二次成巷。
2、開拓工作面沿煤層掘進(jìn)時(shí),斷面形狀為矩形,凈寬4.5m,凈高2.5m,凈斷面積11.25m2。
2.1頂板采用錨索、錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。頂錨桿布置每排4根,排距1100mm,間距1200mm,規(guī)格為φ20×2000mm的左旋螺紋鋼錨桿,采用msk2335與msz2360兩種樹脂藥卷錨固,錨固長度950mm。頂錨桿安設(shè)角度分為邊角錨桿略傾斜與煤幫15°,且距離巷幫達(dá)400mm,中間錨桿全部呈垂直角,錨索選擇在頂板中間,間距1.6米,排距4.8米,垂直布置。
2.2局部“小青頂?shù)囟巍辈捎娩摻钐葑恿?用φ18mm圓鋼制作,全寬50mm,長度4.0m),并有鋼筋網(wǎng)與鐵絲網(wǎng)雙網(wǎng)支護(hù)。
2.3在“小青頂?shù)囟巍被驑?gòu)造帶打設(shè)3.0錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。每隔1.0m或小于1.0m布置2根,打在兩排錨桿之間,與巷道兩幫距離相符。錨索規(guī)格為φ17.8×3000mm,錨固方式為端頭錨固,采用二卷樹脂藥卷,分別為msk2335一卷,msz2360一卷,錨固長度為950mm。
3、煤幫錨桿支護(hù):
3.1煤幫堅(jiān)硬穩(wěn)定時(shí):
⑴使用￠20mm、長2000mm的螺紋鋼錨桿;2300×1200×6+100×100mm的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿眼采用矩形布置。施工時(shí),鋼筋網(wǎng)豎著貼幫安裝,搭接長度≥100mm。幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
⑵在巷道正常地段,豎直間排距800×800mm:即上部錨桿距頂300mm,向頂板上仰15°;上部錨桿距中部錨桿800mm,中部距下部錨桿間距800mm,下部錨桿距底板600mm,每排3根,拉底后再補(bǔ)上一片網(wǎng),打設(shè)一排錨桿。錨固長度必須達(dá)到950mm,幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
3.2遇地質(zhì)構(gòu)造帶煤幫松軟或巷道高度超過3.0m時(shí):
⑴使用￠20mm、長2000mm的螺紋鋼錨桿;2300×1200×6+100×100mm的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿眼采用四排或五排矩形布置。施工時(shí),鋼筋網(wǎng)豎著貼幫安裝,搭接長度≥100mm。幫網(wǎng)頂端要與頂網(wǎng)相搭接,再用綁絲絞緊。
⑵豎直間排距:上部錨桿距頂300mm,向頂板上仰15°;上部錨桿距中部錨桿800mm,中部距下部錨桿間距800mm,下部錨桿按800mm遞增,直至距底板600mm為止,錨桿錨固長度必須達(dá)到950mm。
4、要求:網(wǎng)片必須鋪平整,網(wǎng)與網(wǎng)之間必須對接,對接之處用綁絲進(jìn)行連接,錨梁鋪設(shè)必須鋪平,錨桿錨固長度達(dá)到規(guī)定要求,托盤必須緊貼煤幫壓緊網(wǎng)片。
5、錨桿外露:錨桿螺母外錨桿絲扣10-40mm之間,托板用圓鼓形￠150×150×10+￠23mm的q235鋼板;錨索外露:露出鎖具150-250mm,托板用方形200×200×10+￠23mm的q235鋼板。頂錨桿設(shè)計(jì)錨固力65.7kn,幫錨桿設(shè)計(jì)錨固力34.3kn。
三、錨桿產(chǎn)生失效的原因分析
1、錨桿使用情況分析
自2010年使用錨桿支護(hù)以來,主要發(fā)生在掘進(jìn)巷道的煤幫,位置多處在煤幫夾矸下部距底板300-1600mm處,在割煤后或爆破落煤后局部煤壁沿光滑面垮幫;再斷層或無炭柱構(gòu)造附近垮幫;在有淋水地段垮幫;以及也有在爆破作業(yè)打眼角度與裝藥量不合理造成垮幫。垮幫一般在長1.5米、寬0.6米、深0.3米間,如不能及時(shí)充填塞緊,將隨著煤壁的壓力增大,逐漸以小致大,最終導(dǎo)致以錨桿尾端裸露部位增大而失效,從而引發(fā)面積較大的垮幫。
頂板錨桿、錨索未發(fā)現(xiàn)有失效現(xiàn)象。偶然出現(xiàn)主要是在頂板巖性松軟地段或支護(hù)時(shí)未能打設(shè)在堅(jiān)硬層面上所致。
2、垮幫原因分析
(1)地質(zhì)因素:根據(jù)開拓工作面已出現(xiàn)情況來看,在斷層、無炭柱構(gòu)造附近煤質(zhì)有氧化現(xiàn)象而較軟,其余正常地段煤質(zhì)較硬而穩(wěn)定。巷道沿煤層掘進(jìn)成型后,地層應(yīng)力重新分布,頂板由于石灰?guī)r層結(jié)構(gòu)致密、堅(jiān)硬穩(wěn)定,在錨桿、錨索的控制下形成堅(jiān)固的巖梁,所以,從未發(fā)生過錨桿與錨索破斷。主要是巷道煤壁支護(hù)的螺紋鋼錨桿有裸露失效現(xiàn)象。根據(jù)錨桿失效位置分析:多數(shù)在靠近兩巷煤柱一側(cè)的巷幫中下部、斷層松軟地段的一幫。由此可見,由于巷道形成后巷道圍巖應(yīng)力不斷重新分布,而產(chǎn)生垮幫。但由于使用金屬螺紋鋼錨桿的承受壓力大于垮幫帶來的壓力,從而未發(fā)生破斷或拔出現(xiàn)象。
(2)支護(hù)工序時(shí)段不合理
由于煤層厚度有一定的變化,不能及時(shí)對錨桿支護(hù)巷道按設(shè)計(jì)要求錨、網(wǎng)、噴一次成巷,也是造成煤幫局部錨桿失效的一大因素。
(3)現(xiàn)場不能夠及時(shí)充填管理
現(xiàn)場操作人員不按規(guī)程操作,本來出現(xiàn)少量輕微的垮幫及時(shí)用枕木、半圓木、木楔將錨桿塞緊是可以有效防止再次垮幫的,但急于趕進(jìn)度而未進(jìn)行充填塞緊,從而日積月累導(dǎo)致局部錨桿失效也是的主要因素。
四、防范措施
1、針對采區(qū)內(nèi)局部巷道煤質(zhì)松軟、片幫易落、頂板壓力增大地段等特殊地點(diǎn)、特殊情況對煤幫出現(xiàn)少量輕微的垮幫時(shí),及時(shí)用枕木、半圓木、木楔將錨桿塞緊。
2、加強(qiáng)對支護(hù)工序時(shí)段的合理組織,按照科學(xué)的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行錨、網(wǎng)、噴支護(hù),確保錨桿、錨索等支護(hù)材料形成一體的封閉巷道,確實(shí)做到安全可靠。
3、加大質(zhì)量檢查力度,在每個(gè)掘進(jìn)面掘進(jìn)時(shí)及時(shí)控制煤幫垮幫是安全管理的一項(xiàng)主要任務(wù),保證錨桿支護(hù)的有效性是巷道成形良好的重要保障。
4、加大巡檢力度,對于巷道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的失效錨桿、錨索,必須全部進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng),加密支護(hù)。
5、做好班前確認(rèn)工作,對上一班施工的頂幫錨桿進(jìn)行預(yù)緊力檢測,失效錨桿要及時(shí)補(bǔ)打,特殊情況下要增設(shè)網(wǎng)片。隱患未處理的嚴(yán)禁組織生產(chǎn)。
6、加強(qiáng)頂板離層儀的監(jiān)管力度,對于工作面出現(xiàn)的頂板破碎、壓力大的地點(diǎn),及時(shí)進(jìn)行架設(shè)工字鋼棚復(fù)合支護(hù)。對巷道高冒區(qū)兩端、中部及巷道擴(kuò)寬處均采用雙錨索配合槽鋼加強(qiáng)支護(hù)。
7、護(hù)幫時(shí),必須使用托盤緊貼煤幫,如出現(xiàn)空幫現(xiàn)象時(shí)必須用不燃性材料進(jìn)行充填,保證錨桿托盤、錨網(wǎng)緊貼煤壁。
8、錨桿支護(hù)必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打設(shè),對打設(shè)的錨桿必須用機(jī)械力矩扳手?jǐn)Q緊,確保錨桿的托盤緊貼巷壁,達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)緊力。
9、頂板錨桿在做拉力試驗(yàn)時(shí),在被拉錨桿周圍打設(shè)2~3棵點(diǎn)柱頂牢頂板方可做拉力試驗(yàn),做完拉力試驗(yàn)緊固好錨盤后方可回掉點(diǎn)柱。
10、及時(shí)改變支護(hù)技術(shù)參數(shù)。對特殊地段采取縮小錨桿、錨索支護(hù)間排距方式來增大支護(hù)強(qiáng)度,對靠兩巷煤柱一側(cè)的煤幫要用φ20mm、長度2000mm的等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿補(bǔ)強(qiáng)支護(hù);加大錨桿預(yù)緊力控制煤幫,保證巷道整體支護(hù)效果。
9、在支護(hù)中,當(dāng)圍巖穩(wěn)定性較差,容易出現(xiàn)片幫冒頂現(xiàn)象時(shí),應(yīng)在迎頭頂板打超前錨桿作為超前臨時(shí)支護(hù),以防止頂板隨著落煤冒落。超前錨桿應(yīng)向前60~70°,掘進(jìn)后隨著空頂增大必須及時(shí)打正式錨桿。若頂板破碎或壓力大時(shí),根據(jù)頂板情況適當(dāng)加密布置錨索。
10、作好失效錨桿的原因分析工作。若巷道煤壁出現(xiàn)錨桿或錨桿失效時(shí),巡查人員必須及時(shí)匯報(bào)。由相關(guān)技術(shù)人員現(xiàn)場勘察分析,制定有效措施避免同一問題重復(fù)出現(xiàn)。
五、結(jié)論
1、綜上所述,針對井下地質(zhì)條件復(fù)雜、多變等因素造成的錨桿失效現(xiàn)象,通過以上針對性防范措施認(rèn)真學(xué)習(xí),積極防范。
2、作業(yè)過程中,因出現(xiàn)特殊情況本措施不能指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)時(shí),應(yīng)及時(shí)匯報(bào),現(xiàn)場勘查,采取相應(yīng)措施審批、貫徹、學(xué)習(xí)后方可恢復(fù)作業(yè)。