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摘要：通过对5306面通风联络巷冒顶事故的原因分析及后期处理，提出预防锚杆巷道冒顶的方法及冒顶之后的处理方法。
关键词：锚网支护 支护设计 支护施工 支护监测 地质条件
1 5306面通风联络巷道情况说明
位置说明：5306面通风联络巷位于5306面切眼以北与5306面切眼之间的煤柱从西至东逐渐增加，煤柱最小处为35m，最大处为75m。与5216副巷（53082巷）及5211副巷（53041巷）共同构成了5306面大U巷道。在5306面回采完毕后作为留巷进行二次使用。
地质条件说明：煤层顶板：直接顶：砂质泥岩，厚2.89m，
灰黑色，薄层状，岩心完整，不坚硬。老顶：中粒砂岩，厚4.80m，浅灰色，中厚层状，成分以石英，长石为主，含泥质条带，分选磨圆一般，岩芯完整。煤层底板：直接底：砂质泥岩，厚5.83m，灰黑色，中厚层状，含植物化石，含砂质较多，岩砂泥互层状，局部夹薄层细砂岩。老底：砂质泥岩，厚5.83m，灰黑色，中厚层状，含植物化石，含砂质较多，岩砂泥互层状，局部夹薄层细砂岩。
支护说明：巷道断面为4.52×3.2m沿底板掘进。使用W钢带、锚杆、锚索金属网联合支护。具体的支护特征为：顶部使用BHW-250-3-3900-4钢带，顶锚杆间距为1.2m，排距为1.0m，帮部使用280mm×350mm×5mm钢带托盘配合锚杆进行锚网支护，锚杆间距1.1m，锚杆排距1.0m。锚索布置特征：采用2-0-2方式布置，锚索排距2000mm，间距1720mm，距帮1400mm，锚索规格为SKP22-1-7.4。
2 巷道冒顶情况说明
5306面通风联络巷冒顶区域位于5306面通风联络巷道内距5216副巷（53082巷）150m左右的区段，冒顶高度为3.5-4.0m，冒顶范围长度为8.0-9.0m，宽度为全断面冒顶。冒顶区段内打有木垛，在冒顶区域兩端正好打有木垛，冒顶区段位于两木垛之间。冒顶区段顶煤全部垮落，同时在顶煤上部有两层泥岩也垮落，紧挨顶煤一层泥岩硬度差，厚度在100-150mm，用手能捻成粉末，第二层泥岩为片状，厚度约为1000-1200mm，不坚硬。冒顶区段最上部为细砂岩，坚硬。未垮落。顶部锚杆随着顶煤全部垮落，部分顶锚杆能见到锚杆尾部。锚索被垮落的煤体从原巷道顶板处拉断。拉断长度约为300-500mm。垮落区段锚索露出的长度为2.5-3.0m长，露出锚索数量为8-10根。
具体情况见顶板冒落区段剖面图（见下图）。
3 冒顶原因分析
3.1 5306面通风联络巷与5306面切眼之间的煤柱小，在5306面回采完毕后，巷道压力显现，巷内压力大，造成巷道底鼓。后期在5306面通风联络巷按照10-20m的间距打木垛对巷道底鼓情况进行了控制，压力进行重新分布后体现在巷道顶板处。
3.2 巷道是底板巷布置，且煤层顶板上部直接顶为泥岩，层状，厚度约为2.89m。而我矿使用的顶锚杆长度为2.4m，在施工时顶锚杆尾部落点基本上都在煤层直接顶的泥岩处，影响锚杆的锚固效果，在巨大压力显现之后煤层直接顶部的泥岩逐渐离层，导致顶部锚杆失效。最终导致坚硬顶板下片状泥岩与巷道顶部煤体全部垮落。在垮落过程中顶部施工的锚杆也随之垮落。顶煤与直接顶离层之后给顶部锚索托盘施加以巨大压力，在托盘承受到的压力到达一定程度时，托盘及附带的锚索锁具掉落，这是现场锚杆全部垮落，锚索却只断了300-500mm的原因。
3.3 从冒顶现场剩下未垮落的部分顶部锚杆看，现场顶锚杆尾部与锚杆眼孔的孔底之间留存有50-80mm的锚固剂，锚固剂已固化。这就说明在顶锚杆施工过程中，顶锚杆钻孔的孔深要比设计的孔深多施工了50-80mm。在巷道掘进初期，顶锚杆的锚固力是能满足设计要求的，但在巷道来压之后，由于顶锚杆未与巷道顶板很好地形成一个整体，从而造成顶部锚杆失效，顶煤与巷道脆弱的泥岩之间顶离层、垮落，顶煤垮落的量达到顶锚索托盘不能承受时最终发生了冒顶现象。
4 防治冒顶发生的措施
4.1 优化煤巷锚网支护设计。锚网支护技术是以实测为基础的动态反馈设计法。一般通过地质力学评估-初始设计-监测与信息反馈-修改设计4个步骤，如：初始设计可采用计算机数值模似法、理论分析法和工程类比法。加大必要的投入，完善设计手段，并从人、财、物上给予充分保证，支护设计才能达到科学、合理、安全、经济的目标。
4.2 优化锚杆支护施工。严格按照支护设计进行施工，保证支护质量，确保锚杆锚固力、锚杆角度、锚杆间排距等支护参数达到设计要求；对于断层破碎带、煤层松软区、地质构造变化带、地应力异常区、动压影响区等围岩支护条件较复杂区域，必须采取加密锚杆、全长锚固、锚索锚固、点柱及架棚等强化支护措施；局部区域可在顶部实行全锚索支护。使锚索能直接作用于老顶，加大对顶板的控制。
在进行锚杆支护作业时，如遇煤炮频繁，顶底板及两帮移近量显著增加，底板出现较大底鼓，突发性片帮掉渣，巷道不易成型，钻眼速度异常等情况，应立即停止作业，采取加强支护措施后方可继续作业。
4.3 加强煤巷锚杆支护监测。我矿目前使用的锚杆支护监测主要是顶板离层仪的观察及现场顶板变化情况的观测，在顶板压力显现区域及时进行锚索补强，或者打木垛进行控制。
5 冒顶事故的处理
处理冒顶事故，首先要保证安全退路的畅通，在处理冒顶前首先在冒顶区段前2m的区段进行补强支护，保证在处理冒顶过程中顶板处于受控状态，在处理时不发生冒顶事故。加强支护的方式普遍的方法有两种：一种为打锚索进行补强支护；一种为打木垛进行加强支护。在此我们选取了打木垛加强支护的方法。之所以选择木垛支护是因为木垛为被动的加强支护，在支护完成后不破坏顶板。而相对应的锚索补强支护在施工完锚索后需要将锚索涨紧后才能算完成补强支护，而在锚索涨紧时，由于顶部的煤体及软矸在受到压力后会朝着冒顶区段横向压出，这样有可能会导致补强区段再次发生冒顶事故。
在先将安全退路补强支护后，首先将顶板上部露出的锚索使用断锚器剪断，然后在原锚索上加锚索托盘及锚索锁具涨紧，涨紧之前在顶板上铺金属网防止漏矸。由于成庄矿使用的顶锚索长度为7.4m，在减去2.5-3.0m后，顶部锚索在顶板内部的长度还有3.4-3.9m，且锚索的锚固段整个均在顶板内，所以涨紧露出的锚索控制顶板是有安全保障的。在控制好冒顶区段顶板后，将冒顶区段的两帮打注2.4m的锚杆控制，锚杆间排距1.0m，施工完后上金属网。最后根据现场顶板情况补打适量的锚索。
处理后的顶板冒落剖面图为：
参考文献：
[1]刘洪涛，马念杰.煤矿巷道冒顶高风险区域识别技术[J].煤炭学报，2011（12）.
[2]刘金成.巷道冒顶煤炭自燃发火的预防和处理[J].煤炭技术，2004（06）.
[3]贾明魁.锚杆支护煤巷冒顶成因分类新方法[J].煤炭学报，2005（05）.
关键词：锚网支护 支护设计 支护施工 支护监测 地质条件
1 5306面通风联络巷道情况说明
位置说明：5306面通风联络巷位于5306面切眼以北与5306面切眼之间的煤柱从西至东逐渐增加，煤柱最小处为35m，最大处为75m。与5216副巷（53082巷）及5211副巷（53041巷）共同构成了5306面大U巷道。在5306面回采完毕后作为留巷进行二次使用。
地质条件说明：煤层顶板：直接顶：砂质泥岩，厚2.89m，
灰黑色，薄层状，岩心完整，不坚硬。老顶：中粒砂岩，厚4.80m，浅灰色，中厚层状，成分以石英，长石为主，含泥质条带，分选磨圆一般，岩芯完整。煤层底板：直接底：砂质泥岩，厚5.83m，灰黑色，中厚层状，含植物化石，含砂质较多，岩砂泥互层状，局部夹薄层细砂岩。老底：砂质泥岩，厚5.83m，灰黑色，中厚层状，含植物化石，含砂质较多，岩砂泥互层状，局部夹薄层细砂岩。
支护说明：巷道断面为4.52×3.2m沿底板掘进。使用W钢带、锚杆、锚索金属网联合支护。具体的支护特征为：顶部使用BHW-250-3-3900-4钢带，顶锚杆间距为1.2m，排距为1.0m，帮部使用280mm×350mm×5mm钢带托盘配合锚杆进行锚网支护，锚杆间距1.1m，锚杆排距1.0m。锚索布置特征：采用2-0-2方式布置，锚索排距2000mm，间距1720mm，距帮1400mm，锚索规格为SKP22-1-7.4。
2 巷道冒顶情况说明
5306面通风联络巷冒顶区域位于5306面通风联络巷道内距5216副巷（53082巷）150m左右的区段，冒顶高度为3.5-4.0m，冒顶范围长度为8.0-9.0m，宽度为全断面冒顶。冒顶区段内打有木垛，在冒顶区域兩端正好打有木垛，冒顶区段位于两木垛之间。冒顶区段顶煤全部垮落，同时在顶煤上部有两层泥岩也垮落，紧挨顶煤一层泥岩硬度差，厚度在100-150mm，用手能捻成粉末，第二层泥岩为片状，厚度约为1000-1200mm，不坚硬。冒顶区段最上部为细砂岩，坚硬。未垮落。顶部锚杆随着顶煤全部垮落，部分顶锚杆能见到锚杆尾部。锚索被垮落的煤体从原巷道顶板处拉断。拉断长度约为300-500mm。垮落区段锚索露出的长度为2.5-3.0m长，露出锚索数量为8-10根。
具体情况见顶板冒落区段剖面图（见下图）。
3 冒顶原因分析
3.1 5306面通风联络巷与5306面切眼之间的煤柱小，在5306面回采完毕后，巷道压力显现，巷内压力大，造成巷道底鼓。后期在5306面通风联络巷按照10-20m的间距打木垛对巷道底鼓情况进行了控制，压力进行重新分布后体现在巷道顶板处。
3.2 巷道是底板巷布置，且煤层顶板上部直接顶为泥岩，层状，厚度约为2.89m。而我矿使用的顶锚杆长度为2.4m，在施工时顶锚杆尾部落点基本上都在煤层直接顶的泥岩处，影响锚杆的锚固效果，在巨大压力显现之后煤层直接顶部的泥岩逐渐离层，导致顶部锚杆失效。最终导致坚硬顶板下片状泥岩与巷道顶部煤体全部垮落。在垮落过程中顶部施工的锚杆也随之垮落。顶煤与直接顶离层之后给顶部锚索托盘施加以巨大压力，在托盘承受到的压力到达一定程度时，托盘及附带的锚索锁具掉落，这是现场锚杆全部垮落，锚索却只断了300-500mm的原因。
3.3 从冒顶现场剩下未垮落的部分顶部锚杆看，现场顶锚杆尾部与锚杆眼孔的孔底之间留存有50-80mm的锚固剂，锚固剂已固化。这就说明在顶锚杆施工过程中，顶锚杆钻孔的孔深要比设计的孔深多施工了50-80mm。在巷道掘进初期，顶锚杆的锚固力是能满足设计要求的，但在巷道来压之后，由于顶锚杆未与巷道顶板很好地形成一个整体，从而造成顶部锚杆失效，顶煤与巷道脆弱的泥岩之间顶离层、垮落，顶煤垮落的量达到顶锚索托盘不能承受时最终发生了冒顶现象。
4 防治冒顶发生的措施
4.1 优化煤巷锚网支护设计。锚网支护技术是以实测为基础的动态反馈设计法。一般通过地质力学评估-初始设计-监测与信息反馈-修改设计4个步骤，如：初始设计可采用计算机数值模似法、理论分析法和工程类比法。加大必要的投入，完善设计手段，并从人、财、物上给予充分保证，支护设计才能达到科学、合理、安全、经济的目标。
4.2 优化锚杆支护施工。严格按照支护设计进行施工，保证支护质量，确保锚杆锚固力、锚杆角度、锚杆间排距等支护参数达到设计要求；对于断层破碎带、煤层松软区、地质构造变化带、地应力异常区、动压影响区等围岩支护条件较复杂区域，必须采取加密锚杆、全长锚固、锚索锚固、点柱及架棚等强化支护措施；局部区域可在顶部实行全锚索支护。使锚索能直接作用于老顶，加大对顶板的控制。
在进行锚杆支护作业时，如遇煤炮频繁，顶底板及两帮移近量显著增加，底板出现较大底鼓，突发性片帮掉渣，巷道不易成型，钻眼速度异常等情况，应立即停止作业，采取加强支护措施后方可继续作业。
4.3 加强煤巷锚杆支护监测。我矿目前使用的锚杆支护监测主要是顶板离层仪的观察及现场顶板变化情况的观测，在顶板压力显现区域及时进行锚索补强，或者打木垛进行控制。
5 冒顶事故的处理
处理冒顶事故，首先要保证安全退路的畅通，在处理冒顶前首先在冒顶区段前2m的区段进行补强支护，保证在处理冒顶过程中顶板处于受控状态，在处理时不发生冒顶事故。加强支护的方式普遍的方法有两种：一种为打锚索进行补强支护；一种为打木垛进行加强支护。在此我们选取了打木垛加强支护的方法。之所以选择木垛支护是因为木垛为被动的加强支护，在支护完成后不破坏顶板。而相对应的锚索补强支护在施工完锚索后需要将锚索涨紧后才能算完成补强支护，而在锚索涨紧时，由于顶部的煤体及软矸在受到压力后会朝着冒顶区段横向压出，这样有可能会导致补强区段再次发生冒顶事故。
在先将安全退路补强支护后，首先将顶板上部露出的锚索使用断锚器剪断，然后在原锚索上加锚索托盘及锚索锁具涨紧，涨紧之前在顶板上铺金属网防止漏矸。由于成庄矿使用的顶锚索长度为7.4m，在减去2.5-3.0m后，顶部锚索在顶板内部的长度还有3.4-3.9m，且锚索的锚固段整个均在顶板内，所以涨紧露出的锚索控制顶板是有安全保障的。在控制好冒顶区段顶板后，将冒顶区段的两帮打注2.4m的锚杆控制，锚杆间排距1.0m，施工完后上金属网。最后根据现场顶板情况补打适量的锚索。
处理后的顶板冒落剖面图为：
参考文献：
[1]刘洪涛，马念杰.煤矿巷道冒顶高风险区域识别技术[J].煤炭学报，2011（12）.
[2]刘金成.巷道冒顶煤炭自燃发火的预防和处理[J].煤炭技术，2004（06）.
[3]贾明魁.锚杆支护煤巷冒顶成因分类新方法[J].煤炭学报，2005（05）.