煤礦井下巷道支護技術類型分析和選擇

摘 要：礦井中巷道支護是礦井生產和建設的重點，本文主要通過介紹巷道支護類型，根據圍巖穩定情況、頂板軟巖情況和回采巷道步驟進行分析，重點介紹錨桿支護、支護材料和特殊地質條件下支護技術等，并根據特殊地質條件下的環境例如軟巖巷道與深部空留巷等進行分析。目前，隨著不斷加大的開采深度，巷道支護越來越重要，煤礦選擇安全高效的錨網支護為首選支護方式，本文主要介紹支護方式對推進采煤工作面安全生產和高效生產提供意見。

關鍵詞：煤礦；支護方式；巷道支護；圍巖

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.044

0 引言

煤炭作為我國國民經濟的傳統能源，在現代礦井建設中有舉足輕重的地位，隨著我國開采深度和強度的不斷增加，我國煤礦井下開采需要通過大量的巷道完成，地質條件的不斷復雜化、高地應力使得巷道逐漸變得松軟和脆弱，特別是大斷面的巷道越來越嚴重，這就對巷道支護技術提出了更高的要求，在漫長的應用研究歷程中，錨桿和錨網支護方式成為保障安全生產、降低勞動強度、快速高產的關鍵技術。

1 地質情況分析

隨著開采的不斷深入和強度的增加，在井下采煤后，出現頂板暴露的情況，當頂板出現抗壓能力較小時需要及時進行支護，以避免頂板下向彎曲，當拉力超過巖石承受能力時會出現巖石崩裂和脫落，對人員安全造成很大的威脅，及時做好巷道支護可以防止頂板受高地壓力而變形崩落，又可以防止巷道生產中對人員安全的威脅，為安全生產提供可靠保障。

2 巷道支護類型

根據巷道用途，巷道可以分為開拓、采準和回采三種巷道類型，不同巷道需要選擇不同的支護方式，目前較為常用的支護方式主要有棚式支架、注漿加固、砌碴支護、復合支護和錨網支護。支護作用主要用于改善巷道圍巖穩定性和控制圍巖變化，選擇正確的支護方式是決定圍巖穩定程度的關鍵，下面主要重點分析幾種不同類型的支護方式。

2.1 棚式支護方式

這種支護方式是多用于大斷面巷道的一種支護方式，歷史悠久，方式操作簡單，此種支護方式可以在各種地壓條件下使用，大部分使用材料為木質、鋼筋或金屬支架，表面切面多為拱形、圓形或梯形，這種支護方式對支架質量有嚴格要求，支架與巷道難以密切切合，控制變形能力差，從而導致在復雜地質條件下難以達到預期支護效果。該支護方式存在易腐蝕、回收使用率低、維修率高的缺點，所以已不被大多數煤礦企業采用。

2.2 注漿加固和砌碴支護

注漿加固支護方式是指在破碎圍巖中進行維修巷道，當圍巖出現破碎巖石或棚式支護難以支護時采用的一種圍巖注漿支護方式，主要采用水泥和高分子材料的作為主要注漿材料，漿液可填充圍巖裂縫處，并在裂縫處進行凝固，提高圍巖自身的承壓能力，此方式需要根據巷道自身的情況來進行選擇。砌碴支護支護方式主要是通過料石、現澆混凝土和鋼筋混凝土等為材料進行的被動式支護，此種支護方式不適應圍巖變形嚴重的巷道，大多數煤礦已不再采用該支護方式。

2.3 錨噴支護

我國煤礦企業使用錨噴支護方式已達半世紀之久，通過及時噴射混凝土對圍巖裂縫處填充封堵，達到密封加固的支護效果，并可以減少風、水對圍巖的風化影響。錨桿支護方式有堅固耐用、安全可靠地優點、對巷道維修量少、節省維修成本和人員建設成本等優勢。錨桿支護和錨網支護共同作用，達到預期的支護效果。錨網錨桿支護方式是新型產業下的產物，是煤礦巷道的主要支護方式，可以很好的承受巷道的受壓力，形成支架與圍巖共同作用的承受力，以預防圍巖的變形，錨桿可以改善軟巖的松軟性，并對軟巖進行支撐，達到預期支護效果，錨網支護是現代煤炭企業常用的支護方式之一。由于巷道深度軟巖受高地壓影響，出現的膨脹變形等嚴重問題會嚴重影響施工進度和人員安全，最大限度利用圍巖的自承受能力，通過錨網索耦合支護方式深入深部圍巖，釋放圍巖中的高壓力，該支護方式實質是通過將圍巖中蘊藏的壓力轉化釋放和轉移的過程，但該支護方式存在使用后回收率小的缺點，要很好的掌控藥卷的浸泡程度，才能更高的提高生產效率。我國煤礦的錨桿支護技術從低到高強度逐漸發展，為解決深部高度壓力影響下復雜支護條件支護難的問題，使得支護狀況發生了本質變化，目前我國錨桿支護使用率達到70%左右，有些礦區的使用率甚至達到100%。

2.4 復合支護方式

該方式主要是通過采用兩種或兩種以上支護方式根據巷道需要聯合支護巷道，通過復合支護方式可以針對不同支護方式取長補短，優勝劣汰，消耗最少的生產成本，達到最佳的預期效果，但復合支護方式存在成本費用高、施工程序多的缺點，因此需要根據不同巷道選擇合適的復合支護方可提高作業速度。

3 巷道支護發展和應用

在我國煤礦巷道支護中采用新奧法聯合支護和圍巖強度強化兩種支護理論體系，新奧法原則為光面爆破后的巷道采用錨噴支護方式加固圍巖，提高自身承受能力，再進行二次支護時可以更好加固破碎圍巖。在地質條件十分復雜的巷道中，簡單采用支護方式難以控制巷道的嚴重變形，此時應結合主張先柔后剛穩定支護的聯合支護理論進行支護，根據不同區域的不同情況采用復合支護方式以保證圍巖的穩定不變形。當出現圍巖破裂的情況時，松動圈越大碎石的變形越大，加大了巷道支護的困難，根據松動圈的松動程度進行分析提出相應的支護方式。錨桿支護可以提高錨固體的承受力，可以改變圍巖的承壓力，提高圍巖承壓能力。圍巖強度強化理論研究了巷道圍巖與支護方式之間的相互作用。

4 結論

煤礦巷道從初期發展開始，經歷木支護到錨桿支護的發展程序，目前錨桿支護方式成為礦山企業最經濟實惠有效的支護方式，保障了采煤工作面的安全，對高強度、深部軟巖巷道等地質條件復雜惡劣的環境下，支護方式有效的控制了圍巖的變形，達到良好的支護效果，針對作業現場的實際情況，確定正確的支護方式，不僅能很好的保護巷道，也能保證正常的安全生產，避免浪費，提高企業的生產效率。

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