煤礦巷道支護技術及其應用淺談

黃杰

摘 要：據統計，到2013年為止，我國煤炭的開采量已經達到3.7×109 t。這么大的開采量，很容易在生產過程中出現一些事故，給企業和員工的生命財產安全造成損失。煤礦事故主要是由巷道支護不科學、不牢固造成的，因此，對巷道支護類型及其應用進行了研究。

關鍵詞：煤礦；巷道支護；錨桿支護；錨桿技術

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.156

我國煤礦大部分都是以地下形式開采的，那么就需要開掘大量的巷道。在保障巷道暢通及圍巖穩固建設的前提下，煤礦才能安全、穩定地生產。由于煤礦開采工程規模的加大，開采深度的不斷加深，加上深部巷道具有的原巖應力大、圍巖強度卻低，因此嚴重威脅著工人的生命安全。就目前形勢來看，在煤礦安全開采中，尋找一種安全可靠的巷道支護技術已經成為了絕對不能忽視的任務。

1 煤礦巷道支護原理及類型

1.1 巷道支護的原理

我國學者根據國內外現狀調查、相關實驗以及現場實踐得到很多巷道支護理論，現介紹如下。

1.1.1 有關新奧法支護方面的理論分析

其支護原則如下：首先使用光面爆破技術，對其煤礦巷道周邊的封閉部位可以用噴射混凝土進行封閉，再結合錨噴支護，對圍巖進行相應的加固處理，提升圍巖自身的承受力，從而達到二次支護的目的。當遇到較為破碎的圍巖時，必須采取注漿技術進行加固處理，以此來確保在設計與施工時的動態性。

1.1.2 有關聯合支護方面的理論分析

對于一些相對比較復雜的巷道，我們可以應用聯合支護理論，因為這樣的巷道假如只是提高其支護體，則很難從本質上解決圍巖變形這一難題，所以必須要采用剛柔結合、先讓后抗的有效方法，確保剛柔適度，這樣，支護才會比較穩定。雖然該理論在較為復雜的巷道建設中得到了較好的應用，但在某些極其惡劣的圍巖條件下，此理論就變得有些局限。對于一些運用了聯合支護理論而沒有達到要求的巷道，就需要重復翻修處理。

1.1.3 有關圍巖強度強化方面的理論分析

該理論是由侯朝炯等人使用錨桿支護圍巖后總結出來的。他們認為，錨桿不僅能夠改變圍巖的應力狀態，還能改善被錨巖體的力學性能，增加圍巖圍壓，提高圍巖的承載能力。

1.2 巷道的支護類型

煤礦巷道的支護類型大致可以分為木材支護、金屬支護、錨桿支護、石材或混凝土砌碹支護以及復合支護等。

木材支護服務年限比較短，而且要浪費大量的木材，且會嚴重影響圍巖的性質和巷道斷面的形狀，因此該支護類型只適用于淺部圍巖。

金屬支護制作、安裝起來非常簡單，施工時間短且負荷很大。在過去的很長一段時間里，其被普遍運用于煤礦開采中，但隨著煤礦開采深度的不斷加深，該支護方式就受到了限制。

錨桿支護就是讓被錨巖體與錨桿黏在一起，這樣既簡單、安全、方便，成本又比較低，還能很好地控制圍巖的變形，保證它的性能穩定。

石材或混凝土砌碹支護具有服務時間較長、抗壓及抗震等優點，現如今還運用于許多巷道中，但初期一次性的投入較高，阻礙了它的應用和發展。

復合支護就是同時使用兩種或以上的支護方式，它適用于極其復雜的巷道中。目前，已經有一部分煤礦采用了該種支護方式。

綜上所述，到目前為止，錨桿支護是最為成熟的支護方式，也是使用效果較好、較為普遍的。

2 錨桿技術的發展及應用

2.1 錨桿技術的發展

我國煤礦行業在錨桿技術的發展方面經歷了不同強度到高預應力，再到強力支護過渡的階段。20世紀初，錨桿支護的強度和剛度值還很低，所以，在支護上一直是處于被動的狀態。自20世紀末引進澳大利亞支護技術后，大家都一直非常認可高強度的錨桿支護。為了解決深部高地應力和沿空留巷等一系列極其復雜的巷道支護方面的難題，經專家研究，將強力錨桿和錨索支護技術進行開發，幫助錨桿能夠及時、主動地支護，從而很好地控制了巷道圍巖的變形和破壞現象。21世紀“煤巷錨桿支護技術規范”相關內容的發布象征著煤巷錨桿技術的成熟。相關科學統計顯示，我國已經有一部分礦區對錨桿技術的使用率已達60%，更有甚者，已經超過了90%，甚至高達100%.所以，錨桿技術已經成為我國礦區首選的支護方式。

2.2 錨桿技術的廣泛應用

目前，在全國各地各種煤礦巷道中，錨桿技術已經得到了很好的利用，特別是在幾千米的深井高地應力、軟巖巷道、強烈動壓影響以及沿空掘等復雜的巷道中，已經取得了較好的效果。例如在我國比較典型的礦井平莊紅廟煤礦中，這類煤層的煤巖體強度較低且疏松易破、易風化、易崩解，遇到雨水還會膨脹，這就增大了巷道支護的難度。要解決這一難題，就要在該回采巷道中采用錨桿支護技術。從應用的總體效果看來，該技術滿足了安全生產的需求，取得了比較令人滿意的支護效果。

3 結束語

綜上所述，在選擇煤礦巷道支護技術時，不但要考慮巷道深層圍巖的特征，還要考慮煤礦工程施工方面的具體情況，選擇合適的支護類型，運用合理的支護理論，確保巷道支護技術的科學、高效、安全及穩定，這樣就能避免很多生產事故的發生，減少人員和財產的損失，使煤炭資源開采朝著更安全、更節能的方向發展。

參考文獻

[1]康紅普，王金華，林健.煤礦巷道支護技術的研究與應用[J].煤炭學報，2010（11）：1809-1814.

[2]張路亭.關于煤礦巷道支護技術的探究[J].產業與科技論壇，2011（08）：93-94.

[3]康紅普，王金華，林健.煤礦巷道支護技術的研究與應用[C]//全國大型煤炭企業綜采技術發展成果集，2010.

〔編輯：王霞〕