煤礦深部巖巷圍巖穩定與支護對策

劉引召 趙西坡

摘要：圍巖的結構面和應力狀態是影響圍巖穩定性的關鍵因素，煤礦的逐漸挖深很可能會改變圍巖的應力狀態，容易導致其產生裂縫，并且裂縫程度逐漸增大，不利于圍巖的穩定，破壞了其平衡性，需要對其全方面進行分析和研究。因此，為確保采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩定性需加強其支護工作，科學合理進行研究，有原則性地采取有效措施，確保工程能夠順利、安全進行。本文就此展開了論述，以供參閱。

關鍵詞：煤礦深部；巖巷圍巖穩定；支護對策

圍巖的結構面和應力狀態是影響圍巖穩定性的關鍵因素，煤礦的逐漸挖深很可能會改變圍巖的應力狀態，容易導致其產生裂縫，并且裂縫程度逐漸增大，不利于圍巖的穩定，破壞了其平衡性，需要對其全方面進行分析和研究。因此，為確保采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩定性需加強其支護工作，科學合理進行研究，有原則性地采取有效措施，確保工程能夠順利、安全進行。

1深部巖巷圍巖穩定支護現狀

高地壓巷道支護研究初步成果，還遠不能滿足高地壓巷道圍巖控制的要求。歸納起來，還存在以下問題：1）雖然在目前的相關研究工作中，已經出現了相當一部分深部巷道支護理論，但是這些理論體系本身都存在著一定缺陷，無法切實有效的對于深部高低壓巷道圍巖破壞、變形機理進行揭示。當前，絕大部分高低壓煤礦開采巷道，所采用的都是二次支護理論，也就是實際執行支護工作的過程中，其支護工作主要是分兩次來進行：第一次支護只是一定程度上保持圍巖穩定，并且允許巷道圍巖一定程度上進行壓力釋放；在壓力釋放基本穩定之后，便可以開始第二次支護，如此以來便能夠更好的進行穩定工作。但是，隨著深度不斷加深，這一加固理論已經無法為相關深部煤礦提供幫助，即便是二次支護之后，依然會發生變形、破壞現象，部分情況下需要周而復始的三次、四次進行加固，這一支護措施無法為煤礦提供保障。2）雖然目前有多種巷道支護形式，但各種支護形式都存在不足。對于高地壓巷道本身來說，還沒有切實有效的支護措施，巷道本身所可能出現的變形、破壞都極有可能使得巷道坍塌，必須要通過有效的措施不斷進行翻修、維護。如此以來，支護成本便會大幅度的提升，并且煤礦開采的掘進速度極為緩慢，不僅效果不加，各個方面的隱患也較多，極大的影響到了采煤推進工作以及采煤產量、效益。3）由于錨桿、錨索強度和剛度偏低，導致單位面積上錨桿、錨索數多，間排距小，支護密度大，嚴重影響巷道掘進速度，造成采掘接續緊張。

2采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩定性控制支護對策

2.1采用錨桿支護技術

錨桿支護技術是保持圍巖穩定的關鍵，在工作過程中主要是發揮高預緊性、高強度、高剛度和高錨固點的優勢，并具有不同的特性效果，以保證支持效果。當預緊力達到一定強度時，有利于承重殼體結構的形成，有助于將應力轉移到其它方面，從而有效地控制圍巖的穩定性。螺栓技術的高強度特性主要體現在其高抗壓能力上。在實際應用中，控制圍巖穩定性具有重要的意義。在材料的使用中，采用高剛度材料的組合來提高承載能力，從而控制圍巖變形。

2.2進行注漿錨索加固

注漿錨索加固技術是從實際技術實施中得出的改善圍巖物理學性能提高圍巖穩定性的方法。圍巖的加固時利用注漿方法把圍巖的弱面充實，使其和圍巖的巖體膠結成為一個整體，從而提高圍巖的整體的穩定性和承受壓力的性能。在實際技術的實施中，注漿錨索加固在起到應有效果的同時還可以降低支護成本。通過對支護體不同部位的注漿加固可以起到不同的作用，注漿錨索具有密封圍巖縫隙使其隔離空氣和水的作用，還可以將松散破碎圍巖膠結提高圍巖整體性穩定性的優點；注漿錨索加固可以使荷載均勻作用在噴層和支架上能夠承受應力集中帶來的壓力；對圍巖縫隙的充填形成多層組合拱結構，起到擴大承載有效范圍提高承載能力的作用；注漿錨索加固可以使錨桿變長使多層組合拱形成整體，提高支護結構的穩定性；注漿的方法會使支護結構面加大，降低了整個支護結構中產生的應力，可以承受更大荷載，提高了支護結構的穩定性和承受能力。

2.3底板主動卸壓

圍巖所承受的壓力一般都是集中在底板上面，因此需要對底板進行卸壓處理，已減輕對地板所造成的壓力。而底板卸壓受多方面的因素影響，主要是卸壓槽的方向、深度、寬度和形狀與開巷的間隔時間等方面，在底板卸壓過程中需要將底板的應力進行轉移，降低圍巖承受的應力，從而避免巖道的變形和損壞。底板主動卸壓技術能夠調整整個圍巖的受壓情況，加強其承載力，進而改善煤礦深部巖巷圍巖穩定性。

2.4巖巷幫頂協同支護

在巷道圍巖穩定控制的支護技術中，巖巷幫頂協同技術是通過深部巖巷幫頂實現的，巷道圍巖的協同支護理論是對圍巖錨固理論、圍巖支護理論和圍巖承載機理理論和技術的吸收和改善，同時，圍巖幫頂協統支護是基于協同的基本原理和方法進行的，在實際的實施中，使各個子系統之間和子系統內部的協同作用得以利用從而產生巖巷幫頂協統支護技術。通過巷道圍巖支護系統中各個子系統之間和子系統內部的協同為目標進行錨固參數在設計上的優化，從而提高錨固構件和整個錨固結構的物理學性能，達到協同支護的效果，使巷道圍巖錨固結構的應力狀態得到有效改善，從而使巷道圍巖的應力集中減少使圍巖較大變形也得以減少。在深部巖巷幫頂協同技術的基礎上可以有效達到提高圍巖錨固結構承載能力的目的，同時可以提高錨固結構抗變形的能力和整體結構的穩定性，進而提高巷道圍巖穩定技術實施的效果給整個支護技術的實施提供技術上的支持。

3結束語

總之，隨著采礦工程力度的加強，煤礦的開采深度越來越深，嚴重影響了深部巖巷圍巖的穩定性，礦產開發人員應高度重視加強圍巖的穩定工作，從而確保開采工作安全、順利地進行。圍巖的穩定支護工作應有一定的原則和基礎，找準關鍵點后采取有效的措施和對策，真正實現圍巖支護工作的效益。

參考文獻：

[1]白長江.試論采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩定與支護對策[J].內蒙古煤炭經濟，2016，（24）：33-34.

[2]杜劍.試論采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩定與支護對策[J].內蒙古煤炭經濟，2016，（Z1）：34+95.

[3]趙偉，等.深部巖巷主動支護及圍巖穩定性控制技術研究[J].中州煤炭，2015，02：49-52.

（作者單位：兗州煤業股份有限公司南屯煤礦）