淺談我國煤礦掘進支護應用技術發展

徐濤

摘 要：煤巷井下掘進是煤礦開采的重要環節，而作為煤巷井下掘進安全生產的重要保護環節，煤巷掘進支護則是保證煤礦順利安全生產的重中之重。與時俱因地制宜的制定適用的支護方案，顯得尤為重要。

關鍵詞：煤巷；井下；掘進；支護

一、引言

我國的煤礦生產多數是在地下進行 ，露天開采的數量極為有限， 根據有關統計數據，我國大部分煤礦開采近八成以上均需要在地下進行， 這種 井工開采 ， 井下作業，需要在地表以下開掘大量巷道，以實現采煤與運輸的高效運行。由于地下礦井地質條件復雜、作業施工環境惡劣，搞好煤礦掘進支護，提高巷道暢通與圍巖穩定水平，對提升煤礦安全生產質量與水平具有十分重要的現實意義。在這種背景之下，積極探索煤礦掘進支護的相關應用技術，提高煤礦掘進支護水平，對促進煤礦可持續發展意義重大。

近年來，煤炭開采業呈現快速發展趨勢，一些礦井不斷向大型化、現代化發展。作為開采的重要安全保障，支護工藝手段面臨了更大的挑戰，其中，巷道支護直接關系到開采人員的人身安全及工程開采的進度。針對不同的煤層狀況，不同的地質狀況，開采維護人員，不應該照搬一些成功支護方案，而應該吸取經驗，結合實際，應該不斷開發新的支護工藝，考察當地的實際土層情況，有層次，有針對的制定適合自己的支護方案。

結束語：

二、煤礦掘進支護發展現狀

隨著煤礦開采強度與范圍顯著增加 ，巷道布置出現了以下發展方向：

一是在巷道層位方面， 永久性巷道從巖巷向煤巷發展， 以提高掘進速度， 縮短建井周期； 放頂煤開采技術的廣泛應用，使得回采巷道從巖石頂板煤巷向煤層頂板巷道和全煤巷道發展。

二是在巷道斷面形狀與大小方面，拱形斷面向矩形斷面發展，以提高掘進速度與斷面利用率，回采巷道有利于采煤工作面的快速推進；小斷面向大斷面發展，以滿足大型采掘設備與高開采強度的要求。

三是在回采巷道數量方面，單巷布置向多巷發展，以滿足高瓦斯礦井及大型礦井運輸、通風的要求。四是從巷道賦存條件方面，埋深從淺部向深部發展，簡單地質條件向復雜地質條件發展。所有這些發展趨勢都增加了巷道支護難度，對支護技術提出更高、更苛刻的要求。

煤礦巷道支護經歷了木支護、砌碹支護、型鋼支護到錨桿支護的漫長過程。我國煤礦于20世紀50年代開始在巖巷中使用錨桿支護，至今已有半個多世紀的歷史。錨桿支護經歷了從低強度、高強度到高預應力、強力支護的發展過程。早期的錨桿主要是機械錨固錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿、端部錨固樹脂錨桿、快硬水泥錨桿及管縫式錨桿等。這些錨桿支護強度與剛度低，支護原理上仍屬于被動支護，只適應于簡單地質條件。對高強度錨桿支護技術是由澳大利亞引進的錨桿支護技術。近年來，為了解決深部及復雜困難巷道支護難題，又開發出高預應力、強力錨桿支護技術。不僅重視錨桿的強度，而且更重視支護系統的剛度，特別是錨桿預應力的重要性，真正實現了錨桿的主動、及時支護， 充分發揮了錨桿的支護作用。

三、巷道圍巖控制理論發展及支護技術研究

1、巷道圍巖控制理論發展

在控制圍巖變形破壞方面國內外一些專家學者都進行了一些科學分析，主要有以下觀點：

（1）冒落拱理論：該理論核心思想是認為巷道圍巖具備自然承載能力，方法是在巷道的上方將形成一個拋物線形的自然平衡拱。

（2）新奧法：該理論核心思想是充分調動圍巖的承載能力，讓支護體與圍巖共同形成穩固的支撐圈。

（3）圍巖弱化法、卸壓法：該理論的核心是主張利用支護結構特點，結合圍巖的土質結構，調整支護架結構，吸收并釋放圍巖能量，以此來提高圍巖穩定性。

（4）主次承載區理論：該理論把巷道分為主次承載區，壓縮區尾部在圍巖深部，為維護巷道未定的主承載區，張拉區分布在巷道周圍，為次承載區，需要通過支護加固手段加強承載力。以上為巷道圍巖控制理論的部分專家分析，相關理論還有很多，在此不作一一論述。

2、巷道井下掘進支護技術研究

巷道井下掘進支護技術無論從理論知識還是方法手段上講，都呈現多元化發展趨勢，從宏觀角度上講，筆者分析主要有以下幾種：

（1）圍巖支護：這種支護手段可以稱之為被動支護，其典型代表為棚式金屬支架支護。它通過金屬支架，直接作用于巷道圍巖表面，以此來抵御或減緩圍巖變形壓力，這種支護技術可以作為臨時支護手段，但隱患大。

（2）圍巖加固：之中支護手段為主動支護，其典型代表為錨桿（索）支護，這種支護手段已經走向成熟，它把支護力度植入圍巖內部巷道，不僅給巷道圍巖表層起到支護作用，而且可以大大緩沖圍巖變形周期。

（3）多元支護技術：這種手段近年來被煤巷井下掘進作業廣泛采用，也可稱之為符合支護，是指幾種支護形式的組合或者采用復合材料進行支護巷道。經過不斷的發展，復合支護技術已經從最初的支護方式疊加，演變成多種方式的聯合，融合如錨桿+錨索、錨桿+錨注等等；在特殊情況下時亦有主被動方式的聯合，如稍體+錨桿（索）、金屬支架+錨桿（索）、金屬支架+錨注等。

四、煤巷井下掘進支護發展對策

1、放寬經濟政策，加強領導重視。經濟政策是保障煤炭企業作為支護的前提條件，一個企業只有放寬對支護安全資金投放力度，才能保障，支護改革的順利推進。其次提高支護改革理念，改變傳統支護觀念，加強企業領導重視程度，是保證支護改革順利進行的關鍵。

2、加強管理力度，加強技術培訓。加強管理是鞏固和發展支護改革成果的重要保證現場施工技術管理直接影響到支護的質量，也是決定支護改革成敗的關鍵所在。主要是現場管理和信息反饋兩個方面。當下已經有很多企業采用了計算機智能管理系統。其次，要加強技術培訓，提高工人的技術水平。由于目前在職工人工齡短，素質低、技術差，只靠人并前培訓的知識參加生產，對實際中的很多技術要求、操作規程不了解，給支護改革帶來了很大阻力。我們在推廣新技術、新工藝的同時，井上講原理、工藝，井下講實際操作相結合的培訓方式，跟班作業，現場指導，才能提高工人的操作水平，保證支護改革的順利進行。

3、支護原則及方案的選擇。處于深部高應力環境下的巷道開挖以后，圍巖表面產生幾十毫米至幾米的變形，且隨開采深度加大，巷道變形量呈近似線性關系增大。巷道圍巖的變形增長和破裂區的形成經歷了一個時間過程，深部巷道變形發展速度在巷道剛開掘時較快，以后逐漸衰減，在巷道頂、底板處產生壓應力集中的剪切破壞，直至剪切滑移裂縫交錯而破裂區完全形成。

4、進行支護效果監測。完整的現場監測資料可以為巷道支護的成功實施提供基礎數據，是巷道支護工程得以鞏固和發展的重要保證。其主要目的在于：掌握巷道圍巖動態及其規律性，為巷道支護進行日常動態化管理提供科學依據；為檢驗支護結構、設計參數及施工工藝的合理性，修改、優化支護參數提供科學依據；監控巷道支護的施工質量，對支護狀況進行跟蹤反饋和預測，及時發現工程隱患，以保證施工安全和巷道穩定；

五、結束語

本文闡述了煤礦掘進支護的重要意義，并對煤礦支護進行深入研究，分析了當前煤礦掘進支護發展現狀，提出了煤礦掘進支護應用的對策措施，以提高煤礦安全生產水平 。

參考文獻：

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