巷道顶板安全管理

质量检测 锚杆支护几何参数。 锚杆支护构件安装质量（贴顶贴帮）。
锚索预紧力的检测用锚索测力计或张拉设备进行 。
矿压监测 煤巷锚杆支护监测分为综合监测和日常监测；
综合监测的目的是验证或修正锚杆支护初始设计，
评价和调整支护设计； 日常监测的目的是及时发现异常情况，采取必要 措施，保证巷道安全。
（一）常见巷道顶板事故的原因 1. 镶嵌型围岩坠矸事故原因分析 （1）开工前或放炮后，在无支护空顶区，敲帮问顶和找掉不 及时、不彻底或违章操作，对隐性镶嵌型顶板未发现或未采取 有效措施。 （2）空顶范围大，空顶距离超过作业规程规定。 （3）在炮掘工作面，尤其在大断面巷道或交叉点，炮眼布置 不合理，装药量过大，崩倒或崩歪迎头支架。 （4）在机掘工作面，由于断面大，进度快，空顶面积迅速增 大，受采动支撑压力和冲击地压等外力影响。 2. 离层型围岩片帮冒顶事故原因分析 （1） 工作面出现“伞檐”离层断裂向下方自由空间滑移导 致劈帮。 （2） 锚喷巷道封闭锚喷不及时或质量不符合要求。 （3）空顶面积大，无超前支护，迎头支架不及时或架设质量 差；
锚杆锚固力检测 锚杆在拉拔试验中能承受的最大拉力。锚固力力 是评价煤岩体可锚性、锚固剂粘结强度、杆体力 学性能的重要参数（特殊地质条件尤为重要）。 采用锚杆拉拔计进行锚杆拉拔试验。
锚杆预紧力检测 锚杆预应力是高强度、高刚度锚杆支护系统的决 定性因素，对支护效果与围岩稳定性起关键作用。 锚杆预应力检测一般采用扭矩扳手进行。 《规范》要求：锚杆预紧力或力矩检测抽样率不 低于 5% ，每 300 根顶、帮锚杆各抽样一组（共 15 根）进行检查。
（1） 易风化剥落的巷道，应在一昼夜内封闭锚喷到迎头，封闭喷浆厚度 至少20mm。 （2） 合理确定空顶距离及超前支护形式。 （3）合理选择巷道位置及掘进时间，根据离层型围岩特征，采用适应的 锚杆支护或金属拱型可缩性支架。
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3．松散破碎围岩塌漏抽冒事故的防治措施 此类事故隐患比较明显，同时也最容易由较小的冒落迅速发展成大面积高拱 冒落。防治措施主要有以下几种： （1） 炮掘工作面采用对围岩震动较小的掏槽方法，控制装药量及放炮顺序。 （2） 根据不同情况，采用超前支护、留中心垛掘进法、短段掘砌法、超前 导峒法等少暴露破碎围岩的掘进和支护工艺，缩短围岩暴露时间，尽快将永久 支护紧跟到迎头。 （3）根据围岩性质、巷道服务年限及用途，合理选择不同的永久性支护形 式，通过压力异常区时，应缩小棚距，加强支架的稳固性。 （4）积极采用围岩固结及冒落空间充填新技术。 （5）采上分层工作面时，回净顺槽及开切眼支架，铺满假顶，放落顶板， 坚持注水或注浆提高再生顶板质量；避免出现网上空洞区。 (6）选用大直径优质木抬棚或金属抬棚，严格按抬棚操作规程架设及维修。 （7）维修老巷时，必须从有安全出口及支架完好的地方开始。在斜巷及立 眼维修时，必须架设安全操作平台，加固眼内支架，保证行人及煤矸溜放畅通。 应当指出，影响巷道顶板事故的因素是多方面的，因此，巷道顶板事故的防 治应该采取综合治理的措施。
顶板安全实例
2017年1月17日，山西中煤担水沟煤业有限公司 4203工作面运输顺槽发生一起冲击地压造成的重 大顶板事故，造成10人死亡。 2017年4月22月，官地煤矿2814切眼掘进工作面， 现场作业人员违章进入空定区域用风镐处理伞檐， 被顶板掉落的岩石砸伤致死。
危险巷段识别 断层、陷落柱、破碎带、褶曲构造轴部 、顶板淋 水巷道、松软煤区、强烈动压巷道、小煤柱护巷 、 受采动影响大巷等。 注浆加固技术、锚注加固技术、钻锚注加固技术、 预应力全长锚固加固技术、型钢棚式加固技术、 联合加固技术。
3. 松散破碎围岩塌漏抽冒事故原因分析 （1）在空顶区，由于空顶范围大，破碎围岩悬露时间长，支 护未跟到迎头，造成迎头塌漏抽冒。 （2）在迎头支护区，由于放炮崩倒迎头支架而塌冒，或支架 未插严背实，造成空顶虚帮。 （3）在地质作用破碎带、采掘影响破碎区，巷道穿过老巷或 松软厚煤层、巷道维修及收尾回撤支架区。 （4）在巷道交叉点及贯通点，因巷道支撑压力集中叠加，抬 棚上方直接顶冒落范围及高度扩大。 （二）常见巷道顶板事故的防治措施 1．镶嵌型围岩坠矸事故的防治措施 2．离层型围岩片帮冒顶事故的防治措施
综合监测
综合监测
矿压监测
对矿压监测信息的解读能力和对变形原
因的分析是支护技术的核心。 巷道顶板的安全需要从支护设计、施工
质量、矿压监测等3方面保证。
（一）影响回采工作面顶板事故的因素
1.自然因素 （1）煤层倾角。煤层倾角对回采工作面矿山压力显现的影 响是很大的。对于缓倾斜煤层来讲，老顶来压步距较短，来 压较易控制。特别是急倾斜特厚煤层水平分层开采，在顶板 为坚硬岩层时，来压时顶板大面积冒落往往形成强烈的冲击 地压现象。 （2）回采工作面的围岩组成。回采工作面的围岩，一般是 指直接顶、老顶以及直接底的岩层。老顶的失稳、来压强度 以及老顶和直接顶的相对位置关系不仅对直接顶的稳定性有 直接影响，而且对确定支护强度、支架具备的可缩量以及选 择采空区处理方法等，都起着决定性作用。
两种典型的垮冒型式
松脱型垮冒：垮冒范围一般在0.5-1.5m内，负荷15-25 kN/m2 。
松脱型垮冒
挤压型垮冒： 在水平应力和自重应力双重作用下，
薄层状岩体发生弯曲变形，导致弱面离层，变形持续发展 ，渐次向上垮冒。
挤压型垮冒
对应的两种锚杆支护失稳形式
锚固区内离层：松脱型垮冒得 不到控制，锚固区产生裂隙， 锚固强度衰减，进而导致锚固 区整体稳定性的削弱或破坏； 锚固区外离层：锚固区的完整 性较好，但不能阻止外层岩体 的渐进破坏，导致外层弱面离 层。锚固区外离层的持续发展 将导致锚固区整体垮冒。
锚固区整体垮冒
二、巷道顶板安全管理
巷道的变形和破坏形式是多种多样的，巷道中 常见的顶板事故按照围岩破坏部位可分为：巷道顶 部冒顶掉矸、巷道壁片帮以及巷道顶、帮三面大冒 落三种类型。按照围岩结构及冒落特征又可分为： 镶嵌型围岩坠矸事故、离层型围岩片帮冒顶事故、 松散破碎围岩塌漏抽冒事故以及软岩膨胀变形毁巷 事故等几种形式 另外，巷道中的冒顶还会由于斜巷跑车冲倒支 架、车辆掉道和车上的物料突出车外引起支护受损 以及支护方式选择不当或质量不合格而不能承受矿 山压力等因素引起。
顶板危险征兆 顶板离层短时间内大幅度增加。 顶板网包变严重。 顶板锚索短时间内较多破断。
顶板安全基本措施 隐蔽工程。保证施工质量。 清楚地质条件，制定出合理设计。 锚杆锚索锚固力必须有保证，破断后及时补打。 安装质量合格。 锚杆锚索预紧力达标。
做好质量检测和矿压监测。
（3）地质构造。 （4）开采深度。 （5）煤层厚度。中厚及厚煤层要比薄煤层发生顶板事故的 机率大。其主要原因：一是厚煤层分层开采的下分层在假顶条 件下，工作面刚开始推进时顶板胶结不好，容易首先发生局部 冒顶，二是采出空间大，不利于老顶形成自稳结构。
2.开采技术
开采技术对回采工作面顶板管理的影响是多方面的，不仅 与支护方式有关，还受到回采工艺及其参数（采高、控顶距、 循环进度等）、采空区处理方式、是否分层开采等开采技术因 素的影响。 另外，不同的回采工序对顶板下沉量的影响也是不同的。 在一定地质条件下，采高与控顶距是影响上覆岩层破坏状 况的最重要因素之一。因此，随采高与控顶距的增大，在支承 压力的作用下，工作面煤壁也越不稳定，易于片帮。
大巷
井底车场
锚杆支护技术十多年来进步显著，安全可靠性问题 仍很突出
锚固区外的弱面离层是锚杆支护技术面临的一大挑战 被动的棚式支护造成巷道顶板安全状况差，顶板事故 频繁发生； 采用煤巷锚杆技术后，但顶板安全状况仍未得到根本 保证，冒顶事故时有发生；
近些年，制约煤巷锚杆技术进一步推 广的最突出因素是顶板的安全保障。
（二）影响巷道顶板事故的因素
1.自然因素 (1)岩石性质及其构造特征。 (2)开采深度。采深大时，由于上覆岩层重量大，形成的支承 压力较大。 (3)煤层倾角。煤层倾角不同往往使巷道破坏形式有差别。 (4)地质构造因素。 (5)水的影响。 (6)时间因素的影响 2. 开采技术因素 影响巷道顶板事故的开采技术因素主要包括： (l)巷道与开采工作的关系，如巷道是处于一侧采动还是两侧 采动的条件下，是受初次采动还是受多次采功影响； (2)巷道的保护方法，如巷道是依靠留煤柱保护还是在巷旁用 专门的刚性充填带保护； (3)巷道本身采用的支架类型和支护方式。
明显增长，顶板离层仪的观测频度可为每周一次
综合监测
序号 项目 内容 巷道顶底板、两帮相对移近量，顶板下沉 量。 锚固区内外顶板岩层位移。 顶板锚杆受力变化，两帮锚杆受力变化。 顶板锚索受力变化
1
2 3 4
巷道表面位移
顶板离层 锚杆受力 锚索受力 巷道破坏状况 统计
5
记录巷道围岩破坏位置和程度。
施工工艺
施工机具
质量检测 锚杆支护施工质量检测内容：锚杆（索）锚固力 检测、锚杆（索）安装几何参数检测、预紧力矩 或预紧力检测、锚杆（索）托板安装质量检测、 组合构件和网安装质量检测等。 《MT1104-2009煤巷锚杆支护技术规范》要求：锚 杆支护施工质量检测由矿主管部门负责。各矿应 配备专职施工质量检测人员。
谢
谢！
矿压监测 综合监测的主要内容为巷道表面和深部位移、顶 板离层、锚杆（锚索）受力状况；
日常监测主要内容为顶板离层观测 。
每条锚杆支护煤巷应安设综合测站；每间隔一定
距离安设一个顶板离层指示仪进行日常监测。
距掘进工作面50m内和回采工作面100m内观测频
度每天不少于一次。在此范围以外，除非离层有
巷道顶板安全管理
一、综述 二、巷道顶板安全管理 三、影响顶板事故的主要因素 四、常见巷道顶板事故的预防
年新掘巷道长度相当 于地球直径
井工开采示意图
我国煤矿90%是井工开采
每年新掘巷道总长度1万余公里
矿井生产、安 全通道
承担行人、通
巷道不畅通，井下开采
风、运输任务
工作都无法进行