煤礦開拓巷道支護技術的應用

侯志勇

（山西陽煤集團一礦， 山西 陽泉 045000）

煤礦地下開采一直是我國煤礦開采的主要方式，巷道支護在煤礦開采中的作用，一是確保巷道圍巖體的穩定性，二是確保巷道圍巖體不發生大的垮塌，三是保護作業人員的安全，所以巷道支護在煤礦開采過程中起著至關重要的作用。近年來，隨著我國煤礦需求量的增加，煤炭開采作業環境越來越差，這就大大地增加了巷道支護的難度。

1 煤礦開拓巷道支護設計的研究

1.1 設計合適的斷面形狀

斷面巷道的形態有兩種，一種是拱形巷道斷面形態（如圖1），一種是梯形斷面巷道形態。在對其進行選擇時，拱形巷道斷面形態和梯形巷道斷面形態都有優缺點，拱形巷道斷面形態在承受壓力方面具有良好的能力[1]，但頂板相對薄弱會出現破碎的風險，梯形巷道斷面則反之，所以在選擇巷道形態時，要根據煤礦開采的現實環境來進行科學決定。

1.2 選擇合理的支護時間

圖1 巷道斷面示意圖（mm）

在巷道開拓工作結束以后，會出現安全隱患的主要原因是會受到各種應力的破壞，其中影響最大的力是切向應力，最小的是徑向應力，這些應力的作用會導致巷道產生裂縫，這就使巷道的底層極其容易變形[2]。所以，在開拓巷道完成后需要進行巷道支護，在對巷道加固后可以有效地控制巷道變形，增加安全保障。

1.3 選擇有效的巷道支護參數

選擇合理有效的巷道支護參數是開展巷道圍巖支護工作前的重要工作內容，這能夠使巷道挖掘作業更加地順利。在進行巷道支護施工設計時，巷道參數選擇也起著重要的作用，通過專業的技術手段來選擇有效的巷道支護參數，這既需實際情況與設計標準相互之間建立聯系，也對確定支架承受力、巷道圍巖變形情況起到了不容小覷的作用。

2 煤礦開拓巷道支護的形成

煤礦開拓巷道支護有以下幾種方式：砌碹支護方式、棚式支護方式、錨噴支護方式、注漿加固方式和復合支護方式。其中砌碹支護方式是煤礦開采早期較為常用的一種方式，常在大型巷道中使用。棚式支護方式是九十年代初期較為常用的支護方式，這種支護方式的特性是同時具備剛性和柔性。但在復雜或條件差的環境中不能發揮出其優勢，并且造價較高。錨噴支護方式在支護技術中有著重要的作用，是最為常用的一種支護方式，錨噴支護與圍巖結合可以起到加固的作用，降低風與水帶來的影響[3]。隨著錨噴支護技術的發展，應用的范圍也變得廣泛。以山西省沁裕煤礦為例，該煤礦在原有的支護方式上，引入錨噴支護，在頂板采用錨索加強支護，使支護更加安全可靠。注漿加固方式能夠將巷道巖應力重新分布，使其達到平衡和穩定。因此，這種方式經常在破碎巖體環境中應用。復合支護方式是一種較為復雜的方式，目前并沒有被廣泛的應用。復合支護顧名思義就是多種支護方式相互配合進行支護的一種方式，這樣可以將各類支護的長處進行合理發揮，實現多種優勢互補，應用范圍也變得更為廣泛。但由于成本過高并且支護形式需要合理的匹配，所以沒有被廣泛的應用。

3 煤礦巷道支護存在的問題及改進措施

1）開拓煤礦巷道支護時，存在分析不全面、支護方式設計不合理等現象。所以，要結合煤礦開拓巷道的實際情況，進行全面的分析，在開拓巷道的過程中，要對支護方式進行合理的設計，使巷道工程安全可靠。

2）在進行支護工作時，因為圍巖表面較為脆弱，大大降低了結合的能力，并且構造應力也不足，極大程度上增加了煤礦巷道被破壞的可能性，進而發生部分區域出現圍巖裂縫粉碎的現象。除此之外，在進行有關軟巖類型的巷道開拓時，要根據實際情況，采取相應的措施。在開拓巷道時要合理地布置巷道的應力分布，可以利用手動的方式或者機械的方式來對巷道內的應力進行優化，這樣才能夠合理地掌控巷道內的應力，同時還需要合理地設計巷道截面的形態和大小，對圍巖的應力進一步優化，還要考慮到周圍殘余的應力，針對巷道圍巖的應力以及容易發生變形的部位做好把控。

在進行巷道支護工作前，針對所要進行支護工作部位的地質做出詳細可靠的分析，通過分析的結果，精確找到巷道圍巖的薄弱地點，針對該薄弱區域進行強化支護措施，從而使巖石表面的張力以及約束力大幅度提升，并且提高圍巖的承載力，大大加強安全保證。當常規措施無法奏效時，需要進行再次支護，在保持支護的柔性時，再次提高護體的強度，在巷道穩定的前提下，再次支護可以將圍巖變形控制法可控范圍內，將應力進行釋放。

4 結語

隨著社會能源消耗的逐漸加大，煤礦開采開拓巷道的深度與廣度的不斷加強，煤礦開采的環境也越來越復雜，這導致了巷道支護的難度不斷上升。因此，工作人員除了要根據煤礦巷道實際情況選擇合理自護技術以外，還要從煤礦巷道技術著手，不斷對技術進行改進、創新，從而提升巷道圍巖的穩固性，這對未來煤礦開采具有重要的意義。