淺談巷道掘進支護中存在的問題及解決措施

雷海東+金國志

摘要：本文首先分析了巷道掘進支護中存在的問題，其次提出巷道掘進支護中存在問題的應對措施，并同時闡述了錨桿支護在巷道掘進支護中的應用，以供參考。

關鍵詞：巷道掘進；支護；問題；措施

1 煤礦巷道掘進支護中存在的問題

1.1 巷道掘進銜接問題

與以往傳統開采方式不同，現代煤礦開采的一大特點就是多巷道布置，多巷道布置導致了巷道掘進的銜接問題，涉及到工作面的接替、采區的接替及開采水平的接替。工作面的接替能夠正常投產，主要是設備安裝與投送的速度，另一方面就是巷道掘進的銜接。為保證掘進工作的快速有效銜接，必須對礦井整體狀況做一個周全的考慮與設計，否則就容易出現巷道掘出后相關的機械設備沒有投送到位，工作面不能按時進入生產階段，造成較為嚴重的人力、物力浪費，蒙受較高的經濟損失，采區的接替也是如此，如不能進行良好的設計，安排掘進施工與相關的配套設備安裝，必然會對礦井的整體效益造成影響。

1.2 支護難度增加

近年來隨著開采速度不斷增加，國內大多數煤礦開始逐漸進入深部開采，深部開采的地質條件更加復雜多變，而且高地應力作用下的巷道圍巖更加難以控制，尤其是掘進支護方面，巷道開挖后處于無支護的狀態，圍巖在高應力或斷層、陷落柱等其它復雜地質條件下容易發生突變，往往支護還沒有支護到位就需要對巷道圍巖進行重新整修。同時，高地應力的作用對巷道支護體的承載能力也提出了挑戰，一般傳統的支護體承載能力較低，很難滿足深部巷道的支護強度要求，特別是巷道掘進中的臨時支護，其支護強度的高低直接影響到掘進工作的安全。

1.3 巷道布置方式與形式的轉變

隨著科學技術與煤礦支護理論的不斷發展，煤礦巷道布置方式與巷道形式也在發生重大轉變，不再固守某一固定的形式與布置方式，而是根據煤礦生產的需要來進行相應調整。以往受支護技術及支護設備的限制，巷道布置多選擇在頂板條件好、巖性較硬的巖層中，這能夠提高圍巖的穩定性，但同時也大大增加了巷道掘進的難度，據有關資料統計，每米巖巷的掘進速度比煤巷的掘進速度要慢上好幾倍，巷道掘進的成本也高很多。

1.4 巷道支護方式的更替

巷道布置與斷面形式的轉變對應的也應該調整巷道支護的形式，傳統的巷道掘進支護設備強度和剛度等特性不能滿足深部巷道掘進施工，如快硬水泥錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿等支護設備已跟不上煤礦發展的需要。深部開采具有復雜多變的地質條件，巷道支護方式也應順應煤礦深部開采的特點進行改進，更新煤礦支護設備。除此之外，傳統的支護設備需要人工進行支設與安裝，而掘進巷道支護往往是空頂作業，巷道剛剛開挖出來圍巖處于零支護狀態，這就大大增加了工人施工操作的危險程度，因此，進行掘進巷道支護的機械化施工是煤礦未來發展的方向，也是現在煤礦巷道掘進支護中存在的問題。

2 煤礦巷道掘進支護中存在問題的解決措施

2.1 錨桿支護技術在煤礦掘進巷道中的應用

錨桿支護在巷道支護中的應用已經相當普遍，并且已經建立了一套比較成熟的支護理論體系，該技術靈活性較強，對復雜地質條件的巷道支護適應性較強。巷道開挖后會破壞原有的應力平衡狀態，巷道圍巖部分區域會出現應力集中，頂板發生離層與滑動，處于不穩定的狀態，而錨桿支護的作用能夠給巷道施加圍壓，將頂板巖層懸吊在深部穩定的巖層上，并能夠抑制圍巖的進一步變形，達到巷道支護的目的。在錨桿支護的基礎上對圍巖進行注漿加固能夠取得良好的支護效果，適合深井高地應力作用下的巷道掘進施工。注入的漿液能夠封閉裂隙，改善圍巖的物理力學性質，提高圍巖的承載能力，并且所注入的水泥漿液還能夠改善錨桿支護的受力狀態，進一步提高錨桿的支護效果。錨固與注漿聯合支護的初期，圍巖仍然可以通過變形釋放一定的彈性能量，變形程度不能過大，以防影響后期的支護施工。

2.2 采用先進支護理論與支護設備

煤礦巷道支護也應該與時俱進，引進先進的支護技術與支護設備，而不是一直沿用老一套支護方法與支護設備。原有支護體系不僅支護效率低下，而且還存在很大的安全隱患，尤其是進入深部開采之后，一些原有的支護方法與設備已經不適合在深部巷道掘進支護中應用，因此有必要學習和采用先進支護理論與支護設備，從基礎上保證施工的安全進行。

2.3 掘進支護中應用吊環式與吊鏈式前探梁

巷道掘進支護強調臨時支護的效果，臨時支護中應用吊環式前探梁來對支護體進行加固，確保支護體發揮正常的圍巖控制作用。吊環式前探梁擁有3根吊掛式的前探支架，3根吊掛式的前探支架分別沿著巷道中線與巷道兩側布設，保證整個巷道頂板都在控制范圍以內，前探支架也需要通過相關設備進行固定，每根前探支架的固定點數最少為2個。前探支架支設后會與巷道表面之間存在間隙，為進一步穩固前探支架結構，需要在二者之間的間隙進行充填。吊環式前探梁支設時間應在掘進頭后方0.3 m以內，確保及時對巷道圍巖進行控制，保證工人的施工安全。吊鏈式前探梁作用和布設方式與吊環式前探梁相似，不過吊鏈式前探梁的固定結構采用吊環，并且在應用吊鏈式前探梁之前需要敲幫問頂、清理浮矸活石，消除安全隱患之后方可前移前探梁。

3 結語

就目前的巷道掘進施工而言，應在保證施工安全與施工質量的前提下，盡量減少巷道掘進的成本，但也不能只追求經濟利益而忽略掘進施工的安全。針對目前巷道掘進支護中存在的問題，采用先進的支護技術與支護設備，使臨時支護與永久支護相連接，初期支護與永久支護相互協調配合，充分發揮圍巖的自承能力，符合今后深部巷道掘進支護的特點，應進行大力的推廣與應用。

參考文獻：

[1]巷道掘進支護中常見問題與應對措施分析[J].王曉慶.能源與節能.2017（04）

[2]煤礦巷道掘進施工技術要點探析[J].楊鳳國.科技展望.2014（13）

[3]淺談如何實現快速巷道掘進[J].尹紹臣.內蒙古煤炭經濟.2015（01）

作者簡介：雷海東（1981.9—）男，漢族，畢業于西安科技大學，采礦工程專業，本科，助理工程師，主要從事煤礦開采工作，部門經理。endprint