煤巷支護現狀與新技術應用研究

林世豪，王世潭

龍巖學院資源工程學院，福建龍巖 364012

煤巷支護現狀與新技術應用研究

林世豪，王世潭

龍巖學院資源工程學院，福建龍巖 364012

隨著科技的快速發展，我國煤巷巷道支護技術有了很大的提高。本文主要對福建煤礦回采巷道的支護現狀進行了分析，并指出了目前巷道支護中存在的主要問題，提出相應的改進措施以及錨網聯合支護的支護方案。錨網聯合支護改變了傳統的支護體系，變被動支護為主動支護，改善了圍巖的力學性能和結構，提高了圍巖的整體承載能力和穩定性，支護效果良好，很好的滿足了巷道支護的要求。

煤巷；支護現狀；新技術；應用

煤巷是煤礦生產中的重要通道。在煤礦的礦井中，存在著大量的巷道，這些巷道往往是煤巷或者半煤巖巷，多采用棚式支護，因此在生產過程中經常出現煤層巷道變形、頂板脫落、巷幫脫落等維護困難現象，造成一些巷道事故的發生。隨著煤炭資源不斷向深部延伸，進入深入的開發狀態，煤巷的安全問題也越來越嚴峻，比如頂板壓力的不斷增大，所以傳統的棚式支護方式已經不能適應現代煤礦生產的需要。因此，煤巷支護的方式需要改革，并且是目前的當務之急。同時，在煤巷掘進過程中選擇合理的支護方式，以及對煤巷支護新技術的應用進行研究，不僅能夠促進煤礦的安全生產，還能夠提高煤礦的經濟效益。

1 煤巷支護的現狀分析

福建位于中國東南沿海，地質條件相對復雜，不利于煤礦的掘進，并且由于經濟條件的限制，煤礦采掘的機械化程度較低。這種劣勢也導致了其巷道的支護技術比較落后，大部分煤礦還在采用相對比較傳統和落后的木棚支護技術和工字（U型）鋼棚支護技術。剛性支護的木支架和鋼棚支架都不適宜在變形量大的巷道中應用，特別是在福建這種天然開采有困難的、圍巖易變形且易受采動影響的煤礦中，必然會出現煤巷支架的嚴重變形和損壞、進而需要繁重而龐大的維修工作量。有的煤巷可能由于維修周期短和斷面縮小嚴重，平均半個月或者一個月就要更換一次木棚支護，有的煤巷巷道的維修量甚至可以達到煤巷巷道長度的好幾倍，導致煤礦將全部的精力夠耗費在了維修巷道上，而忽略了礦井內的通風設施和運輸條件的建設。如果巷道支護的機械化程度較低，礦井工人就很難擺脫繁重的體力勞動，這必將影響巷道的掘進速度，造成開采困難。采用木棚支護經常會造成支護滯后，給煤巷的安全生產帶來不利的影響。同時木支護不能做到棚腿貼緊巖面，對圍巖形成擠壓緊固，導致圍巖出現變形、甚至遭到破壞，造成巷道圍巖大面積滑落。因此，近年來許多煤礦采用了較為先進的錨桿支護技術，在巷道支護中，錨桿支護技術與棚式支護技術相比，變“被動”支護為“主動”支護，并且錨桿支護的支護效果較好，使用價格也相對較便宜。在巷道支護時，用單一結構的錨桿是很難滿足巷道支護要求的，因此我們要運用多種錨桿支護技術來進行煤巷的建設。

2 錨桿支護在應用中存在的主要問題

1)巷道兩幫成形不好。煤巷在掘進過程中，由于用藥量過大，容易出現煤壁疏松而產生大量的裂隙，還會影響巷道兩幫的形成，造成兩幫凹凸不平，錨桿受力不均，錨盤無法對巖面形成緊貼和壓力，更不能對兩幫圍巖產生擠壓緊固作用，很容易導致兩幫圍巖出現變形，在稍微受力時即遭到破壞。

2）錨桿盤緊固不及時。螺絲緊托盤可以為錨桿盤提供錨固力，如果錨桿盤緊固不及時，會導致巷道在掘進時，錨桿盤隨圍巖的疏松變形而被壓緊，導致圍巖運動不受限制，錨桿的結構強度也大大減弱，圍巖的松動圈進一步擴大，從而增大了支護的負擔，對煤礦巷道的安全生產和利益產出極為不利。

3）爆破參數不合理。在煤礦掘進過程中，由于礦工作業人員對爆破參數掌握的不到位，往往會導致煤礦巷道受到不必要的爆破力的沖擊，頻繁的爆破力會使圍巖出現裂隙，錨桿的緊固螺絲也會出現松動，最終導致錨桿的錨固力下降，如果固定不及時，會加重圍巖的變形和破壞，嚴重影響巷道開采與安全。

4）工序不合理。目前煤礦巷道的開采在某些工序方面還是很傳統，只考慮到了施工的便捷性，而不習慣改變原有的工序方式，也沒有考慮如何提高支護的質量。如果只追求施工的進度，而對巷道清理不徹底，會致使巷幫裸露的時間過長，圍巖無約束力，煤壁遭到破壞，更加疏松，這時再進行錨桿支護也沒效果，所以注重開采工序的合理性是很重要的。

5）錨桿插入角度不合適。在巷道施工過程中，要掌握錨桿插入的正確角度，同時還要注意短、長鉆桿間的相互配合。使用長鉆桿時，要注意將浮煤盡量清理干凈。有時候，在施工中常常會因為趕進度而忽略錨桿插入的角度，應給予避免。錨桿沒有插入巖面或插入長度過短，都不適合于巷道的構建。

6)錨桿支護設計不合理。我們都知道，錨桿支護一般都是以經驗為主而設計的。在設計錨桿支護時，要充分考察當地的地質條件。所用錨桿的類型以及固定方式不要一成不變，要注意多樣性和合理性，還要注意錨桿間和排距。用經驗類比法設計的錨桿支護，在多數情況下，不是出現強度過大就是出現強度不夠的現象，造成錨桿浪費或巷道破壞。

3 改進措施及支護效果比較

1）采用科學合理的施工方法。對于煤巷的建設，要采用科學合理有效的施工方法。首先要改進現有的爆破方式。煤巷挖掘一旦出現煤層疏松，爆破效果一般不理想，因此我們可以在爆破時，向兩幫內移一定距離，這樣可以使錨桿盤貼緊煤壁，同時也能減小爆破的沖擊力。除了改進爆破方式，還要改進施工工序。比如，在放炮后要先使用臨時前探梁控制頂板，然后再打注錨桿，切不可在沒有安置前探梁時打注錨桿或在撤掉前探梁時打注錨桿。打注錨桿的順序應該是先頂后幫，且要緊壓穩固。

2）合理選擇錨桿種類、固定方式和支護參數。構建好的煤巷支護，要對煤巷的實際情況進行嚴密的考察，有針對性地、合理地選擇錨桿的種類以及錨桿的固定方式。合理的支護參數是構建成功煤巷支護的前提。用理論計算結合與實際測定的方法，確定巖壁松動圈的范圍，計算錨桿長度、間和排距。在選擇支護參數時要保證頂板的完整性，另外也可以使用相應的樹脂錨固劑以增大錨桿與孔壁之間的摩擦力，將錨桿的支護作用充分發揮出來。在巷道兩肩部的位置，可以設立傾斜插入的錨桿，以增加巷道的穩定性。

3）錨桿支護與錨網支護并重。對于煤巷支護，我們通常要求所構建的支護要具有較強的支撐能力和較大的抗變形能力，同時支護還要有一定的可塑性和可縮性。錨網支護改善了以往點錨桿支護的方式，錨網支護的優勢在于它不僅可以增加對巖面的擠壓緊固作用，還可以使巖面的破碎圏更加完整化。錨網支護緊貼煤壁，能保護巖面和煤體，防止兩幫松動和脫落，增強了巷道的抵抗力和抗破壞的能力。因此，以錨桿為主，錨網并重的支護結構，更能夠適應大規模的煤礦開采，同時又保證煤巷支護的效果。

4 結論

錨網聯合支護是一種新型的支護方式，能夠充分發揮對煤巷巷道的保護和支撐作用。加之與錨桿的配合使用，可以很好的提高圍巖的抗變形和抗破壞能力。錨網與錨桿的結合，可以使其在使用過程中不再進行維護和返修，而且用錨桿支護的巷道，與木棚支護的巷道相比，整體的施工速度更快，對于巷道的破壞程度更小，支護材料的投入也大大減少，重要的是其需要的維護費用也較低。錨網聯合支護的抗破壞力大大提高，有效的保證了煤礦開采的安全性和生產效率，在同類巷道支護中具有很好的示范作用。

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[2]楊海燕，翟來軍，李叢德.回采巷道支護方式應用分析[J].建井技術，2001（4).

[3]林世豪.半煤巖巷支護問題探討[J].礦業安全與環保，2006（1）.

[4]林世豪.破碎圍巖及動壓巷道的支護技術探索[J].煤礦安全，2012（4）.

TD3

A

1674-6708（2015）148-0056-02

林世豪，副教授，主要從事煤礦開采、巷道支護技術的教學和科研工作