伯方煤矿3203工作面位于该矿井二盘区西翼，采用倾向长壁综采放顶煤技术采煤，机采高度2.6m，放顶煤高度2.7m，煤层底板标高+600~+710m，煤层倾角2°~6°，结构简单，煤层普氏硬度系数f=1.5~2.5，煤质较软。工作面平均煤厚5.3m，走向长1600m，倾斜长180m，煤层顶板依次为1.21m厚泥岩，4.5m厚灰色细砂岩。附3203工作面综合柱状图。

 

 

　　3203工作面两顺槽均沿煤层底板掘进，断面形状为矩形，净宽3.9m，净高2.75m，净断面积10.26m2。顶板采用锚索、锚杆、钢筋托梁、金属网联合支护，顶锚杆布置每排5根，排距900mm，间距850mm，规格为Φ20×2200mm左旋螺纹钢树脂锚杆，采用Z2360、CK2335树脂药卷锚固，锚固长度1000mm。靠近巷帮顶锚杆安设角度与垂直方向成20°角，且距离巷帮必须保证300mm，其余与顶板垂直布置。钢筋托梁采用Φ14号钢筋制作，全宽78mm，长度3.7m，菱形金属网采用12号铁丝编制而成，长4.5m，宽1.0m（网孔为50×50mm）。

 

　　补强锚索每隔1.8m布置一根，打在两排锚杆正中，与巷道两帮距离相符。锚索规格为Φ15.24×8000mm，锚固方式为端头锚固，采用三卷树脂药卷，分别为Z2360两卷，CK2335一卷，锚固长度为1600mm。

 

　　帮锚杆每排布置3根，排距900mm，间距850mm，锚杆为MTS421Φ16×1800mm胀套锚杆，靠近顶板的锚杆仰角为20度，其余与巷道垂直布置；钢筋托梁全宽78mm，长度2.3m，菱形金属网长度2.5m，宽1.0m（网孔为50×50mm），采用12号铁丝编制而成。

 

　　3顶板锚杆、锚索断裂情况及原因分析

 

　　1）断裂情况

 

　　锚杆断裂主要发生在掘进后期（距掘进头100m~300m范围），破断位置多处为顶板角部锚杆尾端8cm~15cm处；而锚索断裂多发生在回采期间两顺槽超前段（距离工作面煤壁5m~10m范围），大多为锚索尾端50cm~100cm处钢绞线破断。

 

　　2）原因分析

 

　　（1）地质因素

 

　　据二盘区三维地震勘探和顺槽揭露情况看，区域内地质条件复杂，煤质裂隙发育，无法留顶煤掘进，一旦顶板压力增大、发生离层时，锚杆承载力不够，发生破断。而在工作面回采时，两顺槽超前压力相对集中，顶板来压时，顶板岩层层间出现错动，钢绞线中部自由段受剪切力搓动，造成锚索中部钢绞线松散，强度降低，发生破断。

 

　　（2）支护设计不合理

 

　　由于在同一盘区内盘区面积较大，地质情况复杂，顶底板变化大，不能及时对锚网支护巷道中锚杆、锚索的长度、直径做出科学的设计，支护设计参数不合理，也是造成锚杆、锚索破断的一大因素。

 

　　（3）质量检验机制不完善

 

　　锚杆、锚索的质量合格与否也是影响支护质量的主要因素，必须完善检验机制，特别要加强对原材料的检验，杜绝使用不合格材料。

 

　　（4）操作

 

　　操作失误或不按规程操作也是影响锚杆支护质量的主要因素。例如，顶部角锚杆安装按规定应与顶板成20°夹角，而人员现场操作时为了省事，安设角度不够或者偏大，影响锚杆支护质量，造成锚杆断裂。

 

 

　　1）针对盘区内煤质松软、片帮、冒顶、压力大地段等特殊地点、特殊情况，积极与科研院校合作，及时对煤层的变化进行研讨，并编制专项支护设计，确保锚杆、锚索支护的科学性；

 

　　2）加强对原支护材料的质量检验工作，完善检验机构、检验流程，确保锚杆、锚索等支护材料可靠；

 

　　3）加大了质量检查力度，每个掘进面配置了锚杆角度检测仪，安设了球形阀，保证了角锚杆支护的有效性；

 

　　4）加大了巡检力度，对于巷道内发现的失效锚杆、锚索，全部进行二次补强，补强后的锚杆、锚索未发生变形、断裂；

 

　　5）做好了班前确认工作，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，隐患未处理的严禁组织生产；

 

　　6）加强了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，及时进行了架设木棚复合支护，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）加强了锚索保护工作。所有锚网支护的掘进工作面锚索全部采用10#铁丝顺工作面巷道方向将锚索头扭结，绑扎在顶部金属网上；

 

　　对于综放工作面两顺槽超前支护段50m范围内锚索全部采用专制钢管护套进行了保护，锚索护套平行于巷道中线安装，采用绳卡紧固，并将挂钩挂在顶部金属网上，通过有效保护锚索，未发生锚索断裂伤人事故。

 

　　8）及时改变了支护技术参数。增大锚杆杆体强度由335kN至400kN；对顺槽掘进时片帮、冒顶地段采取缩小锚杆、锚索支护间排距方式来增大支护强度，缩小冒顶范围；对靠工作面一侧胀套锚杆更换为树脂锚杆，加大锚杆预紧力来控制煤帮。以上措施保证了巷道整体支护效果。

 

　　9）作好破段原因分析工作。若工作面出现锚杆或锚索断裂，施工队必须保护好现场，并及时汇报生产科。由生产科组织相关人员现场勘察分析，制定有效措施避免同一问题重复出现。

 

 

　　综上所述，针对煤矿井下地质条件复杂、多变等因素造成的锚杆、锚索断裂现象，通过制定以上针对性防范措施，有效杜绝了锚杆、锚索断裂发生，消除锚网支护巷道一大安全隐患，保证矿安全生产平稳运行。