健全煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护保障体系 确保安全生产

2015-09-18 151 0

   【摘要】大同煤矿集团从2000年开始推广应用煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护技术,但是随着近几年几次煤巷、半煤岩巷冒顶事故的发生,使该项技术的应用蒙上了一层阴影。为了使煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护技术在煤峪口矿健康发展,应从锚杆、锚索支护理论、设计方法、支护材料、施工质量、监测监控、监督检查等方面制定严格完善的管理制度,建起一整套符合煤峪口矿锚杆、锚索支护保障体系。
 
  煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护方式具有支护效果好,成本低等诸多优点。近几年,煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护技术发展极为迅速,它的广泛应用给煤矿企业带来巨大的经济效益,但是,随着煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护巷道在集团公司的广泛应用,出现了几次大的煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护巷道冒顶事故,给全公司煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护技术的应用蒙上了一层阴影,为此集团公司对几次煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护巷道冒顶事故进行了详细调查分析,事故原因一是管理工作跟不上,二是锚杆、锚索安装不合格,三是位于断层带构造或高地层压力特别是高水平应力围岩巷道中使用锚杆与锚索联合支护,锚索出现断裂损坏,锚索损坏后,巷道变形增大,顶板下沉、离层、破碎、甚至发生局部冒顶,给巷道安全造成很大威胁,影响巷道的使用。分析锚索破断原因,寻求解决的技术措施,为了煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护的完善应用,应从以下几个方面采取措施,从而建起集团公司以及煤峪口矿煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护保障体系,确保安全生产。
 
  1确立最适合我矿地质条件的煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护理论
 
  锚杆支护是一项技术含量很高的支护技术,需要研究和掌握它的作用机理和科学的设计方法。煤巷锚杆、锚索支护的理论较多,方广为接受,传统的主要有悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论等。随着岩体力学的发展,特别是破碎岩体力学性能的进一步揭示使砂岩煤巷破裂围岩锚固体的力学性能研究完成为可能由此发展了巷道锚杆、锚索支护围岩强度理论。随着对巷道围岩水平应力及其对围岩破坏特征和程度制约作用等问题的认识,锚杆、锚索支护技术及施工机具的发展,强化顶板的“刚性梁”理论应运而生。
 
  目前我矿煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护的理论基础为巷道围岩的关键承载圈一理论和锚杆支护稳定理论。锚杆支护的作用存在不同受力阶段各有特点,围岩扩、离层是锚杆受力的主要原因,在设计中不仅仅考虑破碎的围岩重要引起的载荷,更重要的是锚杆对破碎岩层扩容和离层的约束作用,我矿11、12#合并层掘进的巷道分为沿煤层底板的两顺槽巷,沿煤层顶板掘进的工艺巷和瓦斯抽放巷,11、12#合并层煤厚6.5-8.2m,采煤方法为一次采全高,低位放顶煤开采,顶板岩性为粉细砂岩:厚度20-26m(沿煤层底板掘进的两顺槽巷支护方式为锚杆、锚索联合支护,沿11#层顶板掘进的巷道采用锚杆支护)适用于锚杆、锚索支护,14#层掘进的巷道为半煤岩巷道,14#层煤层厚度1.0-2.6顶底板岩性为细砂岩,厚度3-10m,有层理、节理发育,易风化为近距离煤层开采,下山巷道上层有一定数量积水,应用锚杆\锚索支护受地质条件的影响,因此无论是那一种锚杆支护理论,它都是以一定的假说为基础,各自从不同的角度,不同的条件阐述锚杆支护的作用机理,都有一定的适用条件.巷道围岩的关键承载圈理论和锚杆支护的稳定理论是否是我矿最适合的支护理论,仍需进行深入的理论研究和工程实践和检验.地质部门提供准确的巷道围岩的地质构造,为施工队组指明方向。
 
  2完善锚杆、锚索支护设计方法
 
  2.1锚杆支护设计是煤巷、半煤岩支护技术中的一项核心内容,如果支护形式和参数选择不合理,就可能出现两个极端:一是支护强度太高浪费材料,二是支护强度不够,出现冒顶事故.因此锚杆、锚索支护形式的参数的选择对发挥锚杆支护的优越性具有重要意义。目前,相对成熟并广泛应用的主要有经验类比法和理论计算法。
 
  2.2我矿煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护示范巷道的方案设计按以下步骤:(1)地质力学评估:包括对巷道围岩(顶底板为煤层)力学性质测定测试和现场调查。(2)初始设计:利用计算机数值模拟方法或现有理论公式计算、在巷道施工前进行。(3)现场监测:利用测力锚杆及位移计算矿压监测手段对锚杆受力及围岩位移进行适时观测。(4)信息反馈和修改、完善设计:根据现场监测的数据及曲线与初始设计进行对比,若相同则证明设计正确,否则应修正初始设计,调查支护结构参数使设计更加合理。
 
  2.3锚杆、锚索巷道支护使用材料及技术参数
 
  道顶部使用¢18mm高强度预应力锚杆,长度为2000mm,帮部锚杆¢18mm圆钢普通锚杆,长度为18mm,锚杆间排距800×800mm,锚索钢绞线¢17.8mm×7000mm,,托板为350×350×10mm钢板,巷道中间每间隔4米布置一个锚索。顶部锚杆用K2335树脂锚固剂各3卷,每根锚索用K2335树脂锚固剂4卷,帮锚杆用K3035树脂锚固剂1卷。
 
  3确保锚杆支护安装质量的措施
 
  现场施工是锚杆、锚索支护的关键环节,对保证锚杆、锚索支护巷道的施工质量,掘进速度具有直接的影响,我们必须进一步做好下列工作。
 
  3.1锚杆、锚索支护施工
 
  施工队组应根据地质部门提供的地质资料、制定相应的施工技术管理办法、作业规程及安全技术措施。对施工人员进行锚杆、锚索原理,锚杆及锚索钢绞线性能、机具及施工等技术培训,经考试合格后方可上岗。地质部门要对采用锚杆、锚索支护的巷道加强地质预测预报工作,地质条件变化时,施工单位和生产管理部门及时采取相应技术措施,巷道锚杆、锚索应紧跟迎头施工,打一个眼,锚固一根锚杆,防止顶板离层破坏维持顶板的稳定性。
 
  3.2建立完善的队组验收制度,确保锚杆、锚索支护质量
 
  队组是锚杆、锚索支护的施工单位,同时也是验收支护质量的第一关,队组必须建立健全严格的锚杆、锚索支护质量验收制度,从打锚眼深度、角度、锚固剂搅拌时间、钻头直径与锚杆及钢绞线直径是否匹配、锚杆锚固力、锚索预紧力、间排距都必须建立严格的制度,严格按作业规程作业,确保安装质量。同时要实行编玛管理,做好记录、标记,使每根锚杆、锚索都有据可查,将来哪根锚杆或锚索出现质量问题知道是谁施工、是谁验收的、从初始就把好锚杆支护质量关,确保安全生产。
 
  3.3搞好支护材料验收
 
  支护材料的质量直接关系到支护效果,应加强支护材料的管理,建立完善的材料采购、检验和发放制度,发现锚杆、锚索、锚固剂托盘等无出厂合格证、检验报告,严禁使用,对于支护材料的选择可采用较为先进的招标制度,对于从事支护材料的管理的同志应不断加强业务培训,特别是煤巷锚杆支护材料方面的知识。同时对于集团公司内部锚杆支护材料厂家,应加强管理,努力与当前煤巷锚杆支护相结合,重视锚杆支护产品的研制、开发和加工,使该条产业链实现系列化、规范化和产业化。
 
  4监测监控
 
  煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护是一项隐蔽性工程、支护质量和巷道围岩的稳定性难以直接考察,因此锚杆支护的现场监测十分重要,需要利用监测数据不断完善锚杆支护设计。
 
  巷道监测主要内容包括围岩表面收敛,深部位移,顶板离层状况和锚杆受力等。技术部门进行矿压观测,收集监测数据,对监测数据进行分析,进而利用监测数据完善锚杆支护设计。对锚杆、锚索支护巷道做出安全预报。
 
  监督检查
 
  煤巷锚杆、锚索支护技术特征对职工的操作技能要求高,受地质因素影响大,现场存在的问题较为隐蔽,必须加强工程质量管理的监督。
 
  分析集团公司最近几年起,煤巷、半煤岩巷锚杆、锚索支护巷道冒顶事故原因,发现都存在对锚杆、锚索支护巷道监督检查不到位的问题,地质构造不明以及有冲击地压显现现象,致使保障体质最后一环没有把握好,导致事故发生,因此我们强化生产、安监部门的监督检查,明确责任、落实任务,制定完善的制度,确保安全生产的最后一关万无一失。

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