錨桿、錨索支護作為一種經(jīng)濟有效的采準巷道支護方式，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械化一次性采全高推進。機采高度2.4-2.6m，煤層底板標高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、巷道斷面及支護參數(shù)設(shè)計
        1、1212工作面兩順槽均沿煤層掘進，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。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、補強錨索在“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：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雙抗形護幫塑料網(wǎng)，（網(wǎng)孔為35×35 mm）。具體如下：
        ⑴煤幫堅硬時：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)進行支護。錨桿眼沿巷道掘進方向平行三排眼布置，錨桿間距為1300mm，施工時錨梁橫著安裝。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：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可選用Φ20mm、長度2000mm的等強度螺紋鋼錨桿；Φ14mm、長3000mm的圓鋼錨梁；1000×2000mm的鐵絲網(wǎng)進行支護。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年使用錨桿支護以來，主要發(fā)生在掘進后期（距掘進頭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、堅硬穩(wěn)定，在錨桿、錨索的控制下形成堅固的巖梁，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）支護設(shè)計不合理
            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，不能及時對錨桿支護巷道中錨桿、錨索的長度、直徑做出科學(xué)的設(shè)計，支護設(shè)計參數(shù)不合理，也是造成錨桿、錨索破斷的一大因素。
           （3）質(zhì)量檢驗機制不完善
            錨桿、錨索的質(zhì)量合格與否也是影響支護質(zhì)量的主要因素，必須完善檢驗機制，特別要加強對原材料的檢驗，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)場操作時為了省事，將就的將托盤、螺母擰上，嚴重影響錨桿支護質(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、特殊情況，及時對煤層的變化進行研討，并編制專項支護設(shè)計，確保錨桿、錨索支護的科學(xué)性。
            2、加強對原支護材料的質(zhì)量檢驗工作，完善檢驗機構(gòu)、檢驗流程，確保錨桿、錨索等支護材料安全可靠。
            3、加大質(zhì)量檢查力度，在每個掘進面掘進時配置錨桿角度檢測儀，安設(shè)球形閥，保證角錨桿支護的有效性。
            4、加大巡檢力度， 對于巷道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的失效錨桿、錨索，全部進行二次補強，加密支護。
            5、做好班前確認工作，對上一班施工的頂幫錨桿進行預(yù)緊力檢測，失效錨桿要及時補打，隱患未處理的嚴禁組織生產(chǎn)。
            6、加強頂板離層儀的監(jiān)管力度，對于工作面出現(xiàn)的頂板破碎、壓力大的地點，及時進行架設(shè)木棚復(fù)合支護。對巷道高冒區(qū)兩端、中部及巷道擴寬處均采用雙錨索配合槽鋼加強支護。
            7、加強錨索保護工作。所有錨網(wǎng)支護的掘進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段50m 范圍內(nèi)錨索全部采用專制鋼管護套進行了保護，錨索護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，有效保護錨索，防止斷裂時造成傷人事故。
            8、及時改變支護技術(shù)參數(shù)。對順槽掘進時片幫、冒頂?shù)囟尾扇】s小錨桿、錨索支護間排距方式來增大支護強度，縮小冒頂范圍；對靠采空區(qū)一側(cè)的煤幫要用Φ20mm、長度2000mm的等強度螺紋鋼錨桿補強支護；加大錨桿預(yù)緊力控制煤幫，保證巷道整體支護效果。
            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，施工隊必須保護好現(xiàn)場，并及時匯報生產(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，應(yīng)及時匯報，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)。