復雜地質(zhì)條件下煤礦巷道支護技術(shù)研究

黃強

摘 ? 要：隨著人們對于煤炭資源的不斷消耗和需求，煤炭的開采由淺層開采到深層開采，由較易開采到難開采。在這過程中，如何在復雜地質(zhì)條件下的煤炭開采一直是一個難題，為了實現(xiàn)在復雜地質(zhì)條件下煤礦開采后工作空間的安全、可靠，本文在前人基礎上主要分析了現(xiàn)如今煤礦巷道在復雜地質(zhì)條件下的巷道支護過程中出現(xiàn)的難題，比較在復雜地質(zhì)條件下常用的支護技術(shù)的優(yōu)勢，總結(jié)出了在復雜地質(zhì)條件下如何采用適合特定復雜地質(zhì)條件下的支護技術(shù)，保障煤礦巷道在復雜地質(zhì)條件下安全、高效的支護。

關(guān)鍵詞：復雜地質(zhì) ?煤礦巷道 ?安全 ?支護

中圖分類號：TD322 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（c）-0017-02

復雜地質(zhì)條件下煤礦巷道的開采是極其危險的，如何能在開采后的工作面建立安全且穩(wěn)定的工作空間對于煤礦開采具有重大意義。由于巷道支護可以確保開采后的巷道工作空間暢通和圍巖的穩(wěn)定，為此，本文深度剖析了復雜地質(zhì)條件下的不利環(huán)境給煤礦巷道支護帶來的難題，分析如何采用多種聯(lián)合支護方式去建設巷道進而解決復雜地質(zhì)條件給已開采的工作空間帶來的危害。

1 ?復雜地質(zhì)條件下巷道支護理論基礎

（1）新奧法支護理論：新奧法指煤礦巷道在軟弱巖層中開采后充分利用圍巖自生所具有的承載能力的前提下，采用爆破技術(shù)進行全斷面開挖的方式，并主要以噴射混泥土、錨桿為初次柔性支護結(jié)構(gòu)，然后進行第二次襯砌的支護方式來限制圍巖的變形和松動。新奧法支護具有及時性、封閉性、粘結(jié)性、柔性，主要應用于采空面不能自穩(wěn)的圍巖和涌水量大的復雜地質(zhì)情況[9]。

（2）聯(lián)合支護理論：巷道開采后對工作面的支護往往很復雜，對于地質(zhì)條件復雜的巷道并不是單一的支護技術(shù)就可以滿足要求，聯(lián)合支護就是將錨網(wǎng)、錨桿和錨索相結(jié)合先柔后剛，先讓后抗，柔讓適度，穩(wěn)定支護而形成統(tǒng)一的聯(lián)合支護系統(tǒng)。

（3）松動圈支護理論：煤礦巷道圍巖松動圈支護理論是以原開采位置圍巖因開采過程中受到外力擾動后形成新的破碎圈為松動圈并在研究認識松動圈性質(zhì)、圍巖變形機制以及工程實踐的基礎上發(fā)展形成，其主要針對巷道圍巖的剪脹變形和吸水膨脹變形進行巷道支護。

（4）圍巖強度強化理論：煤礦巷道在開采以后以錨桿支護為基礎利用錨桿與巷道周邊錨固區(qū)域的巖體相互作用成一個整體結(jié)構(gòu)，強化圍巖應力狀態(tài)、增加圍壓穩(wěn)定性和提高圍巖承載能力的理論分析。

2 ?復雜地質(zhì)條件下巷道支護難點

以下幾點是復雜地質(zhì)條件下使煤礦巷道支護結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，從而給巷道支護帶來困難的重點和難點。

（1）隨著煤礦開采深度越來越深，開采過程中對于地質(zhì)構(gòu)造的擾動也越來越大，相應的巷道周邊的圍巖應力隨之增加等變化;

（2）礦井開采區(qū)處于地質(zhì)構(gòu)造運動活躍地帶，使地下巖層在地質(zhì)構(gòu)造的運動中出現(xiàn)斷層、褶皺、圍巖破裂、節(jié)理發(fā)育等現(xiàn)象;

（3）礦井開采區(qū)過程中遇到特殊的地質(zhì)構(gòu)造，如溶洞、軟弱圍巖等，對圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大影響;

（4）地下水對巷道支護有著重大的影響，首先地下水會影響巷道圍巖性質(zhì)，可能會使巷道圍巖軟化，其次有水的地方對巷道支護本身就是難題，最后地下水是否是靜止狀態(tài)，如若是運動狀態(tài)，則有水和無水兩種狀態(tài)對于巷道圍巖的壓力是不同的，會引起巷道支護的變形。

3 ?復雜地質(zhì)條件下巷道支護技術(shù)

（1）錨桿支護技術(shù)：錨桿支護是將錨桿錨入圍巖內(nèi)，使巷道周圍圍巖與穩(wěn)定巖體形成一個穩(wěn)定的整體，以達到支護目的的巷道支護技術(shù)。

我國錨桿支護技術(shù)在煤礦的發(fā)展過程首先要追溯到1956年應用于煤礦巖巷中，然后經(jīng)歷了從低強度到高強度再到高預應力，從早期的錨桿支護強度剛度低的被動支護到現(xiàn)在的高預應力、強力錨桿的主動支護跨越。2018年在原《煤礦巷道錨桿支護技術(shù)規(guī)范》基礎上發(fā)布《GB/T35056-2018煤礦巷道錨桿支護技術(shù)規(guī)范》標志著我國的錨桿支護技術(shù)日趨完善，現(xiàn)如今已經(jīng)成為煤礦巷道支護首選的、安全高效且可靠的支護技術(shù)。

錨桿支護技術(shù)在復雜地質(zhì)條件下的巷道支護中也普遍使用。第一，由于錨桿支護技術(shù)的成熟且適合多數(shù)復雜地質(zhì)情況：第二，由于錨桿支護技術(shù)具有很多優(yōu)點，如錨桿支護可以降低支護費用，錨桿和錨索的組合可以有效防止冒頂現(xiàn)象，能夠有效的提高圍巖的整體性等優(yōu)點。

如今在前人的總結(jié)與歷史發(fā)展過程中發(fā)現(xiàn)，單純的錨桿支護技術(shù)不能最大程度的發(fā)揮錨桿支護技術(shù)的優(yōu)勢，配合錨注支護更能在復雜地質(zhì)條件下發(fā)揮二者的優(yōu)勢，故而有下面所寫的聯(lián)合支護技術(shù)。

（2）噴射混凝土支護技術(shù)：噴射混泥土支護是以壓縮空氣為動力，將經(jīng)混泥土拌合站配好的一定配合比的細骨料混凝土拌合料經(jīng)混泥土噴射機械噴射于煤礦開采后需要支護的巖壁面，然后經(jīng)過一段時間后混泥土凝結(jié)硬化與巖壁緊密粘結(jié)成整體，構(gòu)成巷道的支護結(jié)構(gòu)。它與錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼纖維相結(jié)合，能很好的與開采面結(jié)合，提高噴射混凝土與巖面的整體性，更好的發(fā)揮噴射混泥土的優(yōu)勢。

噴射混凝土支護具有許多優(yōu)點，其中主要有以下：①加固與防止圍巖風化，噴射混泥土將以高速射入圍巖表面，若有節(jié)理裂隙，則能很好的粘結(jié)和封閉節(jié)理裂隙，同時噴射的混泥土能夠很好的保護圍巖面不與空氣接觸，防止圍巖受到風化作用對圍巖的破壞作用;②噴射混泥土屬于柔性支護方式，噴射混泥土與圍巖形成整體的同時也能與圍巖共同變形，充分釋放圍巖應力。

（3）聯(lián)合支護技術(shù)：聯(lián)合支護技術(shù)為兩種及兩種以上支護技術(shù)組合而成，是為了應對復雜的地質(zhì)環(huán)境下而采用的一種能最大發(fā)揮某兩種或兩種以上支護技術(shù)聯(lián)合使用的方法。如在復雜地質(zhì)條件下采用錨梁網(wǎng)+管棚支護，注漿+管棚式+棚式支護等聯(lián)合支護技術(shù)，在高應力軟巖巷道下采用錨梁網(wǎng)+拱形支架聯(lián)合支護技術(shù)等。

4 ?結(jié)語

本文在巷道支護理論的基礎上分析了目前煤礦巷道支護在復雜地質(zhì)條件情況下存在的難題，對可以運用到復雜地質(zhì)條件下巷道支護幾種常用支護技術(shù)進行比較、總結(jié)，并找到了適合上敘難題的答案。望本文能給以后適合在復雜地質(zhì)條件下巷道支護帶來幫助。當然，復雜地質(zhì)條件下巷道支護涉及方面較多，還要結(jié)合工程實際地質(zhì)條件，綜合考慮各個方面，找出最適合煤礦巷道支護的支護技術(shù)。

參考文獻

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