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，斷錨、斷索現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，對安全生產(chǎn)及人員生命構(gòu)成威脅。通過分析施工巷道斷錨、斷索原因，制定相應(yīng)的安全防范措施如下。
一、工作面煤層情況概述
1212綜采工作面位于礦井井田西北部，北采區(qū)西翼。采用傾向長壁綜合機(jī)械化一次性采全高推進(jìn)。機(jī)采高度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。工作面平均煤厚2.39m，走向長183m，傾斜長1760m（初期未采前的可采長度），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。
附：1212綜采工作面綜合柱狀圖。
二、巷道斷面及支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)
1、1212工作面兩順槽均沿煤層掘進(jìn)，斷面形狀為矩形，凈寬4.0m，凈高2.4m，凈斷面積9.6m2。
2、頂板采用錨索、錨桿、鋼筋梯子托梁、局部采用金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。頂錨桿布置每排3根，排距1500mm，間距1500mm，規(guī)格為Φ20×2000mm 左旋螺紋鋼樹脂錨桿，采用ZK2360樹脂藥卷錨固，錨固長度1200mm。頂錨桿安設(shè)角度全部呈垂直角，且距離巷幫達(dá)300mm，錨索選擇在頂板錨梁中間垂直布置。鋼筋梯子托梁采用Φ18mm圓鋼制作，全寬50mm，長度3.6m。局部“小青頂?shù)囟?rdquo;采用6mm鋼筋焊接而成的方形鋼筋網(wǎng)，長2.0m，寬1.0m（網(wǎng)孔為110×110 mm）。
3、補(bǔ)強(qiáng)錨索在“小青頂?shù)囟?rdquo;或構(gòu)造帶打設(shè)，每隔1.0m或小于1.0m布置一根，打在兩排錨桿正中，與巷道兩幫距離相符。錨索規(guī)格為Φ17.8×6000mm或Φ17.8×4000mm，錨固方式為端頭錨固，采用二卷樹脂藥卷，分別為ZK2360 一卷，CK2335一卷，錨固長度為1200mm。
4、煤幫錨桿支護(hù)：幫錨桿每組錨梁布置3根，排距900mm，間距1300mm，錨桿為玻璃鋼錨桿Φ16×1500mm，靠近頂板的錨桿仰角為20 度，其余與巷道垂直布置；鋼筋托梁全寬78mm，長度3.0m，采用3000×2000mm雙抗形護(hù)幫塑料網(wǎng)，（網(wǎng)孔為35×35 mm）。具體如下：
⑴煤幫堅(jiān)硬時(shí)：選用Φ16×1500mm的玻璃鋼錨桿；Φ14×3000mm的圓鋼錨梁；3000×2000mm的雙抗形塑料網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿眼沿巷道掘進(jìn)方向平行三排眼布置，錨桿間距為1300mm，施工時(shí)錨梁橫著安裝。上排錨梁距頂板300mm；上排錨梁距中部錨梁900mm；中部錨梁距下排錨梁900mm；下排錨梁距底板200-400mm。
⑵遇地質(zhì)構(gòu)造帶煤幫松軟或巷道高度超過2.7m時(shí)：選用直徑16mm、長2000mm的玻璃鋼錨桿；在靠隔離煤柱的一幫必要時(shí)可選用Φ20mm、長度2000mm的等強(qiáng)度螺紋鋼錨桿；Φ14mm、長3000mm的圓鋼錨梁；1000×2000mm的鐵絲網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。錨桿眼采用平行4排眼布置，錨桿間距為900mm，錨梁排距700mm。施工時(shí)錨梁豎著安裝（特殊情況錨梁十字交叉），上部錨網(wǎng)與頂部錨網(wǎng)連接，錨梁貼頂。
⑶要求：網(wǎng)片必須鋪平整，網(wǎng)與網(wǎng)之間必須壓茬連接，壓茬寬度為100mm，壓茬每隔200mm用綁絲連接。錨梁鋪設(shè)必須橫平豎直，錨桿錨固長度不小于0.6米，且必須緊貼煤幫壓緊錨梁與網(wǎng)片。
（4）附圖運(yùn)輸、回風(fēng)順槽錨桿、錨索布置圖。
三、頂板錨桿、錨索斷裂情況及原因分析
1、斷裂情況分析
自2010年使用錨桿支護(hù)以來，主要發(fā)生在掘進(jìn)后期（距掘進(jìn)頭500m以外）的煤幫，破斷位置多處在巷幫下部距底板300-400mm處，以錨桿尾端8cm-12cm 處較多；而頂板錨桿、錨索未發(fā)現(xiàn)有破斷現(xiàn)象。
2、破斷原因分析
（1）地質(zhì)因素：據(jù)北采區(qū)各工作面順槽掘進(jìn)情況看，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件較為復(fù)雜。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)的玻璃鋼錨桿有破斷現(xiàn)象。根據(jù)破斷位置和斷裂位置分析：多數(shù)在靠近采空區(qū)一側(cè)的巷幫下部、斷層松軟地段的一幫。由此可見，由于采動(dòng)后巷道圍巖應(yīng)力不斷重新分布，產(chǎn)生的壓力大于錨桿承受壓力，而產(chǎn)生破斷。
（2）支護(hù)設(shè)計(jì)不合理
由于在同一采區(qū)內(nèi)一翼采空區(qū)面積較大，1212工作面地質(zhì)情況比較復(fù)雜，煤層厚度變化較大，不能及時(shí)對錨桿支護(hù)巷道中錨桿、錨索的長度、直徑做出科學(xué)的設(shè)計(jì)，支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)不合理，也是造成錨桿、錨索破斷的一大因素。
（3）質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)制不完善
錨桿、錨索的質(zhì)量合格與否也是影響支護(hù)質(zhì)量的主要因素，必須完善檢驗(yàn)機(jī)制，特別要加強(qiáng)對原材料的檢驗(yàn)，杜絕使用不合格材料。
（4）操作失誤或不按規(guī)程操作也是影響錨桿支護(hù)質(zhì)量的主要因素。例如，幫部玻璃鋼錨桿在安裝的過程中，由于用力過猛造成桿體破裂，而作業(yè)人員現(xiàn)場操作時(shí)為了省事，將就的將托盤、螺母擰上，嚴(yán)重影響錨桿支護(hù)質(zhì)量，從而造成錨桿斷裂。
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，及時(shí)對煤層的變化進(jìn)行研討，并編制專項(xiàng)支護(hù)設(shè)計(jì)，確保錨桿、錨索支護(hù)的科學(xué)性。
2、加強(qiáng)對原支護(hù)材料的質(zhì)量檢驗(yàn)工作，完善檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、檢驗(yàn)流程，確保錨桿、錨索等支護(hù)材料安全可靠。
3、加大質(zhì)量檢查力度，在每個(gè)掘進(jìn)面掘進(jìn)時(shí)配置錨桿角度檢測儀，安設(shè)球形閥，保證角錨桿支護(hù)的有效性。
4、加大巡檢力度， 對于巷道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的失效錨桿、錨索，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，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)木棚復(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、加強(qiáng)錨索保護(hù)工作。所有錨網(wǎng)支護(hù)的掘進(jìn)工作面錨索全部采用10# 鐵絲順工作面巷道方向?qū)㈠^索頭扭結(jié)，綁扎在頂部金屬網(wǎng)上；對于綜采工作面兩順槽超前支護(hù)段50m 范圍內(nèi)錨索全部采用專制鋼管護(hù)套進(jìn)行了保護(hù)，錨索護(hù)套平行于巷道中線安裝，采用繩卡緊固，并將掛鉤掛在頂部金屬網(wǎng)上，有效保護(hù)錨索，防止斷裂時(shí)造成傷人事故。
8、及時(shí)改變支護(hù)技術(shù)參數(shù)。對順槽掘進(jìn)時(shí)片幫、冒頂?shù)囟尾扇】s小錨桿、錨索支護(hù)間排距方式來增大支護(hù)強(qiáng)度，縮小冒頂范圍；對靠采空區(qū)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、作好破斷原因分析工作。若工作面出現(xiàn)錨桿或錨索斷裂時(shí)，施工隊(duì)必須保護(hù)好現(xiàn)場，并及時(shí)匯報(bào)生產(chǎn)科。由生產(chǎn)科組織相關(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、錨索斷裂現(xiàn)象，通過制定以上針對性防范措施，有效杜絕了錨桿、錨索斷裂發(fā)生。
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)。
