巷道支護技術在煤礦井下掘進中的應用

于兆東　馬壽強　李海龍

摘 要： 煤炭是我們日常生活中不可缺少的能源，為了能安全可靠的得到更多的煤炭資源，我們就要充分做好煤炭在開采過程中的巷道支護的工作，巷道支護技術有很多，主要分析下有關巷道支護技術類型的有關問題，著重分析下巷道支護技術的形式和巷道支護的應用。希望這些分析能為煤炭開采做出一些貢獻。

關鍵詞：巷道支護技術；煤礦井下；應用策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.065

1 引言

隨著煤礦巷道的開掘，巷道的分布應力也會隨著改變，如果不采取一定的支護措施，圍巖就會產生位移，甚至會產生變形，這樣就會給煤炭開采帶來一定的危險。在煤炭開采的過程中，除了要在支護措施上得到保障，還要加強支護過程管理的一些要求，把這些可能存在的危險得以提前治理好，我們的安全才能得到更好的保障。

2 煤礦井下巷道支護技術應用原理及支護常見問題分析

2.1 煤礦井下巷道支護技術應用原理

煤礦井下掘進中所采用的的巷道支護技術有很多種，我們通常用的支護技術包括錨桿支護技術、砌碹支護技術，另外還有棚式支護技術和應力控制技術。

a） 在煤礦井下掘進中經常用到的支護方式是錨桿支護技術，錨桿支護可以通過改善巷道的布置方式來提升煤炭的產量和效益，錨桿支護中的支護構件托板和錨固劑是在巷到支護中起到關鍵作用的構件，通過增加扭矩螺母基礎可是使巷道表面的托板受到緊壓，從而改善了圍巖的應力狀態，有效的制止了圍巖節理裂隙的張開。

b）砌碹支護技術與錨桿支護技術不同的是可以對圍巖的表面起到一定的作用，并且經常運用于巷道中一些特殊的位置。雖然這種技術在應用上比較方便，但它的成本比較高，另外它所需要的材料也有一定的講究，比如采用的水泥必須要達到11.8兆帕，采用的礦石砂的直徑不得小于15毫米，還要求砌墻料石中垂直縫要錯開等等，這些要求使砌碹支護在巷道掘進中受到一定的局限性，所以不適用于一些比較小的礦山。

c）棚式支護技術也經常運用于鐵路隧道施工，但在煤礦巷道掘進中的棚式支護技術和鐵路有很大的不同，煤礦井下的棚式支護技術主要的作用是計算保護巖柱的厚度、孔位的布置和進行放線測量等。棚式支護技術所用的材料比較容易得到，一般以金屬為主，另外在制作安裝上也比較方便。

2.2 煤礦井下巷道支護的常見問題

從現場經驗來看，巷道支護技術在應用中還存在著許多問題，主要存在于圍巖的變化和圍巖產生的破壞，特別是在在遇到水之后，在巷道掘進中的圍巖會比較膨脹，另外再加上相對較大的擠壓力，圍巖就會產生變形，從而使支護結構造成一定的影響，危險的情況下會發生冒頂事故。影響煤礦支護技術的因素有很多，在這里簡單介紹下煤礦地質構造因素和施工工藝因素。a）相對地質構造條件較好的地段來說，巷道掘進的作業效率相對來說比較快，而地質條件比較復雜的地段，首先會影響巷道支護技術的應用，從而影響巷道掘進的速度。b）除了地質條件的影響，還有另一個因素就是施工工藝的影響，在煤礦巷道掘進的過程中，主要采取爆破法并與錨噴支護相結合的形式，爆破就需要精確的裝藥量和準確炮眼布置，這些都需要人工進行操作，在精確度上不能達到100%的精確，這些細微的因素將會將降低錨噴支護的質量。

3 煤礦井下巷道支護形式及支護技術應用策略

3.1 煤礦井下巷道支護形式分析

通常我們所用的支護形式主要有預留煤柱和型鋼支護，預留煤柱支護形式主要是把區段劃分成運輸平巷和回風平巷，在兩個重要區段留有一定寬度的煤柱來形成巷道支護形式，預留煤柱支護形式比較簡單，并且對排水和通風起到一定的促進作用，型鋼支護與煤礦預留煤柱不同的是能夠呈現出較好的韌性，并且抗壓和抗剪能力也得到一定的加強。

3.2 煤礦井下掘進中巷道支護技術應用策略

a）煤礦在開采過程中首先要確定巖石的性質，通過研究分析巖石的性質，改進支護技術，從而減少在實際操作中遇到的困難。在實際應用中，煤礦掘進巷道中使用的錨桿支護技術就主要應用在軟巖巷道中。保證掘進量的同時也要充分考慮到它的安全性，在掘進過程中，巷道的參數在發生著不同的變化，及時的搜集和關注參數信息，并使參數控制在安全范圍內，是保障煤礦巷道安全的必要條件。

b）在巷道掘進中只有按照規定的策略和加強支護的承載能力，才能達到實際的支護目標。通過實際的地質構造和礦壓觀測的資料來選擇合適的支護方式，采取相應的巷道施工設計，按照有關規程，選取合適的支護方式。在巷道掘進中，要保證巷道的光滑和平整，在爆破時要選取合適的光面爆破，并與錨噴支護方式相結合使用。

c）錨網索支護形式的優點是可以有效的控制錨桿，并在非錨固巖層間有效的控制變形，在遇到低壓大和支護難的情況下，也可以利用錨網索支護形式，錨網索支護形式的另一特點是可以減少瓦斯的積聚，從而大大降低了巷道掘進中的危險。

d）在煤礦初次掘進后，巷道通常會產生位移和變形等情況，所以在初次掘進后，在支護技術選取上要注意，一般是在初掘上選取柔性支護結構，后邊選擇剛性的結構，從而可以解決巷道掘進中出現位移變形的問題。

e）與以上幾種支護技術相比，通過支護體和圍巖再次組合是一種最優的策略，通過在薄弱環節實施這種策略，可以使圍巖的自承能力發揮到級處，從而使圍巖的支護力降到最低處。具體的實施是，在進行巷道開挖之后，首先要對圍巖進行錨網支護，其次再通過巷道的地板來確定最佳的時間，在圍巖薄弱環節進行預應力錨索，使圍巖得到一定的提升，最終達到耦合支護力學的狀態。這種支護的優點就是可以使圍巖的自承能力達到最高限度，并且充分發揮了剛性錨桿支護的能力。

4 結語

隨著科學技術的發展，煤礦在巷道支護技術上要求也越來越高，這就要求我們要不斷的探究新型先進的巷道支護技術，結合國內外先進的技術經驗，采取先進的巷道支護技術，從而保障煤礦巷道在掘進中的安全。

參考文獻：

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