煤礦軟巖巷道聯合支護技術探析

劉士坦（兗州煤業股份有限公司南屯煤礦, 山東 鄒城 273500）

煤礦軟巖巷道聯合支護技術探析

劉士坦
（兗州煤業股份有限公司南屯煤礦, 山東 鄒城 273500）

煤礦軟巖巷道工程支護是煤礦開采重點和難點。隨著礦井開采規模的增大和開采深度的不斷加大，軟巖巷道的支護與維護問題顯得越來越突出，軟巖問題愈趨嚴重，直接影響煤礦安全高效生產。本文在分析和總結煤礦軟巖巷道支護常用支護技術的基礎上，提出錨索和錨桿聯合支護技術是軟巖巷道支護技術的創新，而且錨索和錨桿聯合支護技術為煤礦采掘的機械化提供了安全支護保障，并提升了掘進的速度，為煤礦企業帶來了可觀的經濟效益。

軟巖；巷道；聯合支護

0　引言

錨索－錨桿聯合支護技術，在煤礦巷道圍巖控制中應用得越來越廣泛。隨著礦山開采條件的日益復雜，出現了大量軟弱破碎圍巖下的巷道工程，其巷道壓力大、來壓快、變形嚴重、持續時間長，常常造成已掘巷道的多次重復翻修，不僅降低了正常的成巷速度，而且打亂了采掘的平衡關系，導致了礦井技術經濟指標的惡化，給礦區的健康發展帶來極為不利的影響。因此，研究錨索－錨桿聯合聯合支護在軟巖巷道中的作用機理和合理支護很有必要。

1　錨索和錨桿聯合支護的技術

1.1錨索和錨桿聯合支護的機理

錨桿支護使圍巖面加固，這樣壓力帶會形成于軟巖層當中，承載構造形成于被錨固巖層組，從而使下面巖層的受力改進和完善，優化了巖層的承載性能。處在上面比較遠的巖層里面或者是在上面可靠的巖層錨入錨索，能夠在上面可靠的巖層當中懸掛下面軟巖層。統一錨索懸吊和錨桿加固的功能，能夠有效地控制支護體。在松動的范圍小于或者是等于錨索長度的情況下，錨固區域的巖層業已跟采掘空間的表層遠離，面臨比較少的干擾，可靠性高，能夠使可靠的承載構造形成，進而在距巷道比較遠的附近巖體當中傳遞上覆巖層壓力，以使圍巖和構造物實現連鎖的共同影響效果。如此能夠使表面的構造更加可靠，且確保圍巖介質與構造物一起作用使復合體形成，確保被鎖巖層對負荷形成的剪力與拉力承受，進而確保巷道的完好性。

1.2錨索和錨桿聯合支護設計的原則

（1）結合錨索錨桿支護的原理，設計錨索支護的參數除要求對錨固深度與錨索懸吊能力進行兼顧之外，還務必對延伸的錨索量是不是跟圍巖變形相符合進行驗算。

（2）在圍巖變形量大于錨索延伸量的情況下，有效地統一錨索支護和錨桿支護的參數。

（3）務必跟場地的施工技術和實際現狀相統一，對設計的程序進行遵守。

1.3錨索和錨桿聯合支護設計的思路

（1）立足于支護設計的根據，通過工程類比的方法，對相似或者是固有的工程支護成效進行借鑒。

（2）對錨桿支護的方式以及參數進行改變，選用具備良好支護成效的錨梁網支護方式以及參數。在實現錨桿安裝施工需要的基礎上，盡量地使錨桿的長度延長。模擬數值能夠獲得處在可靠狀況之下圍巖的松動破壞區域和支護錨桿許可頂板變形的最大下沉量。

（3）判定錨索的密度、長度、錨索要求的延伸量，對錨索要求延伸量和實際延伸量的差值進行確定，進而使聯合支護的穩定性提升。

（4）錨索強化支護技術的確定通過松動圍巖破壞區域和獲得的頂板下沉量進行。能夠結合松動圍巖破壞區域確定錨索的長度。結合支護錨桿許可的頂板最大的變形量，對滯后安裝錨索的時間或者是距離進行確定。

（5）為了實現更加穩定的支護設計，根據理論進行計算，且檢驗錨索承載能力借助懸吊原理實施。

2　布置巷道的主要方式分析

2.1內錯布置工作面的順槽

因為是內錯布置工作面順槽巷道，在掘進施工的時候，顯現頂板壓力不顯著，煤壁片幫比較小，巷道頂板來壓的情況沒有發生，實施錨索和錨桿聯合支護的方式來支護巷道，實現了理想的支護成效，以及提高了安全性和單進能力。

2.2重疊布置工作面的順槽

因為重疊布置的工作面順槽巷道，所以巷道處在上層采空區順槽煤柱集中應力的形成區域之內，不管是同采還是掘進的時間段內，都難以有效地控制巷道頂板。在掘進的時候，每掘進一段距離就會出現一次的巷道頂板來壓，具體來講，煤壁和圍巖悶響，緊挨工作面一邊的巷道出現嚴重的煤壁片幫，這是面積較大的無支護頂板形成于順槽巷道局部，導致直接頂的塌落、下沉、離層，也導致緊挨工作面一邊附有水泥托板的錨桿喪失支護的功能，然而大多數的順槽巷道頂板比較完整，不會對應用造成影響。因為錨桿不能夠對直接頂離層進行有效地控制，倘若僅僅通過錨桿進行支護，在巷道頂板來壓的情況下，順槽巷道會出現直接頂區域較大的塌落、下沉、離層，導致嚴重的經濟損失與事故。因為工作面順槽巷道借助錨索和錨桿聯合的支護，錨索桿體較長，能夠在頂板上面可靠的巖層當中深入，所以能夠固定離層帶頂板，這使巷道頂板的可靠性提升。

3　通過應用錨索和錨桿聯合支護技術獲得的結論

（1）借助錨索和錨桿聯合支護的方式使安全采掘與重疊布置巷道實現，這屬于支護巷道上的一種創新。

（2）實施內錯布置或者是重疊布置巷道的方式，錨索和錨桿對巷道頂板聯合支護是能夠實施的，選用具體參數過程中需要在實際生產當中獲取經驗的前提條件下，持續地完善和不斷地歸納，確保更加科學性。

（3）錨索支護可以使比較大的預應力實現，錨固深度比較大，可以在頂板深處可靠的巖層當中進行錨固，固定離層帶頂板能夠使巷道頂板的可靠性提升。錨索和錨桿聯合支護能夠跟各種支護方式（塑料網、鋼梁、鋼帶、鋼托板）相配套，可以方便和靈活地進行布置，從而跟異樣的地質狀況的支護相符合。

（4）借助錨索和錨桿的聯合支護方式證實：工作面巷道可以實現采掘需要，這煤層采掘的機械化提供了安全支護保障，以及大大地提升了掘進的速度，實現了非常理想的經濟效益，需要大力地倡導使用。

4　結論

錨索和錨桿聯合支護的技術是我國煤巷支護技術改革的發展方向。它在改善支護效果、降低支護成本、加快成巷速度、減輕勞動強度、提高斷面利用率、簡化回采面端頭維護工藝等方面具有十分突出的優越性,是煤礦高產高效必不可少的配套技術。

[1]何滿潮,袁和生,靖洪文等.中國煤礦錨桿支護理論與實踐[M].北京:科學出版社,2004.

[2]付榮,范明建.煤炭軟巖巷道支護現狀及發展趨勢[J].煤,2007,16(06).

劉士坦（1978-），男，山東嘉祥人，本科，工程師。