深部區(qū)域破碎圍巖開拓巷道圍巖控制技術研究

降承春

（山西焦煤汾西礦業(yè)水峪煤業(yè)，山西 孝義 032300）

現(xiàn)階段，我國煤礦開采總量正在逐年上漲，每年煤礦井下需要新開掘巷道超過10 000 km，其中煤礦巷道的開掘總量相對較高。隨著科技技術的不斷向前發(fā)展，煤礦開采工作過程中對于更多控制技術應用程度越來越高，并且煤炭資源的開采深度不斷加大，經(jīng)常會遇到一些軟弱圍巖結構，受到煤礦開采工作過程中的采動干擾、沖擊礦壓以及覆水堤的環(huán)境等，造成整個煤礦掘進工作效率下降，對整個巷道圍巖控制工作帶來了較大的困難和挑戰(zhàn)。

1 深部區(qū)域巷道圍巖控制復雜條件和分類分析

1.1 巷道圍巖控制復雜條件和分類

根據(jù)煤礦巷道深部區(qū)域破碎圍巖結構復雜條件，可分為以下幾種形式：主要包含軟化膨脹巷道、破碎巷道、高應力巷道、大斷面巷道以及墻動壓巷道等。在經(jīng)過長時間的發(fā)展之后，相關研究工作人員對深部區(qū)域開拓巷道圍巖結構產生失穩(wěn)問題原因進行了深入分析和研究，建立起一套相對比較完善的預防控制方法。近年來我國在圍巖巷道控制技術原理方面已經(jīng)進行了相關整合與補充，并且將復雜環(huán)境條件下分為覆水環(huán)境、地質條件構造以及深部高應力和軟弱圍巖結構等，針對深部區(qū)域破碎圍巖開拓巷道的圍巖控制技術應用受到了人們的廣泛關注和重視[1]。

1.2 深部巷道復雜圍巖條件分類

根據(jù)煤礦巷道圍巖控制的復雜條件和分類情況，在對巷道進行支護的過程中，主要應用了兩種類型的支護形式，分別為錨桿支護和錨網(wǎng)支護，前者主要應用在圍巖軟弱的區(qū)域，通過對圍巖進行錨桿支護達到對巷道支護的目的。錨桿支護技術在應用過程中，不僅可以對巷道的整體穩(wěn)定性進行保障，還能夠通過自身的力學性能對圍巖進行加固，將其形成一個整體的力學系統(tǒng)。錨網(wǎng)支護能夠有效地利用各種錨桿和網(wǎng)片結構，將整個巷道圍巖進行加固，在整個巷道支護過程中，通過對支護體系和支護參數(shù)的合理應用，保證煤礦巷道圍巖結構的穩(wěn)定性。

現(xiàn)階段，在深度較大的煤礦巷道開采過程中，這種類型的圍巖結構條件已經(jīng)成為了一種常態(tài)，同時高地應力普遍存在構造區(qū)域的巖體結構，不但形成一種結構面發(fā)育條件，同時在破碎的圍巖結構當中還包含一些斷層、褶皺等復雜地質圍巖結構。軟巖巷道指的是巖石工程活動中很容易產生塑性變形和破壞類的巖體，比如破碎松散的圍巖結構、軟弱膨脹圍巖結構以及弱膠結類結構等，這種圍巖結構在遇水條件下很容易產生嚴重的膨脹，出現(xiàn)軟弱破碎、強流變等特點，不但如此，其中還包含堅硬頂板巷道的大面積沖擊以及強烈動力災害和富水巷道支護體所產生的特殊應力作用[2]。

2 深部區(qū)域破碎圍巖開拓巷道圍巖控制技術應用策略分析

2.1 全面改善巷道圍巖的應力環(huán)境條件

在進行深部區(qū)域破碎圍巖開拓巷道圍巖控制技術應用過程中，需要全面改善巷道圍巖受力環(huán)境條件，從而對整個巷道的應力環(huán)境進行優(yōu)化。在進行深部區(qū)域破碎圍巖開拓巷道圍巖控制技術應用過程中，首先需要對整個煤礦巷道圍巖結構的受力狀況進行全面分析和了解，結合當前實際情況，明確影響整個煤礦巷道圍巖結構受力因素的具體情況，并且針對不同類型的巷道圍巖結構采取相應的措施來開展針對性控制和處理，在進行不同類型煤礦巷道圍巖控制技術應用時，要根據(jù)不同的煤礦巷道圍巖結構特點采取有效的施工方案和技術措施,保證整個煤礦巷道圍巖結構的安全性和穩(wěn)定性，避免產生嚴重的安全隱患問題。

2.2 改善圍巖結構的物理力學性質

在加入一些軟弱圍巖和控制前部破碎圍巖結構過程中，比較常用的方法是采取注漿加固施工技術，注漿加固施工技術可以保證巷道前部區(qū)域破碎圍巖結構膠結漿液材料，充滿破碎圍巖的裂隙部分，可以最大程度上降低外部空氣水體等侵蝕作用，同時提高破碎巖體結構的膠結性能。在近幾年的發(fā)展過程中，深淺孔聯(lián)合注漿施工技術的應用，可以實現(xiàn)將前部圍巖結構和深部圍巖結構膠結作為一種整體性結構，可以提高整個圍巖結構的安全性和穩(wěn)定性。通過對破碎圍巖結構施工條件進行現(xiàn)場勘查和分析，對注漿工藝技術方法進行合理選擇，可以有效改善圍巖結構的物理學性質，研究人員利用微納復合無機材料開展了深部巷道軟巖圍巖巷道的高壓劈裂灌漿試驗，經(jīng)S1M電子顯微鏡觀察表明，2 μm 寬的裂隙都能得到有效的補強，可以充分發(fā)揮出注漿加固施工技術的使用工作優(yōu)勢，保證整個圍巖結構的穩(wěn)定性。注漿加固施工技術作為提高破碎巷道圍巖結構穩(wěn)定性的重要技術方法，在我國各大煤礦巷道開采工作當中應用越來越普遍，并且通過大量研究工作中發(fā)現(xiàn)，通過監(jiān)測聲波在圍巖結構當中的傳播速率來體現(xiàn)出巖體結構的裂隙發(fā)育情況，并且對注漿加固施工完成之巷道整體效果進行總結，從中可以看出整個巖體結構的穩(wěn)定性得到了充分保證，可以實現(xiàn)在深部破碎圍巖巷道當中進行合理應用[3]。

2.3 全面強化圍巖結構的承載性能

在對深部區(qū)域破碎圍巖開拓巷道圍巖控制技術應用的過程中，工作人員需要全面強化圍巖結構的承載性能，以保證整個圍巖結構處于穩(wěn)定狀態(tài)。在具體的實踐過程中，工作人員需要將深部區(qū)域破碎圍巖開拓巷道圍巖控制技術應用的重點內容放在強化圍巖結構的承載性能方面。具體來講，就是要確保頂板隔離層以及兩幫支護結構能夠承受一定的預張力，以保證整個圍巖結構處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而為后續(xù)的開采工作提供良好的支持和保障。同時，在整個支護施工過程中，要明確頂板隔離層以及兩幫支護結構的位置關系，以確保整個巷道處于安全穩(wěn)定狀態(tài)。在巷道兩幫支護結構當中，需要重點加強對底角以及頂角等部位的支護，以保證整個圍巖結構的承載性能能夠充分發(fā)揮出來，從而避免因為局部支護結構無法承受相應的預張力而產生的破壞問題[4]。

2.4 巷道圍巖協(xié)同控制技術方法

隨著煤礦開采深度的不斷增加，由于開采技術和開采環(huán)境的影響，使得煤礦巷道圍巖控制技術也呈現(xiàn)出越來越復雜的態(tài)勢。為了有效地解決深部破碎圍巖開拓巷道圍巖控制技術應用中存在的問題和不足，需制定出具有針對性和可行性的控制策略。在巷道圍巖協(xié)同控制技術方法應用過程中，需針對深部破碎圍巖開掘巷道圍巖結構進行分析和研究，進而在實際的巷道維護管理過程中，有效地利用圍巖協(xié)同控制技術方法進行支護。針對一些特殊情況下的巷道開掘巷道進行協(xié)同控制技術方法的應用，對傳統(tǒng)形勢下的錨桿錨索損傷破壞的問題可以得到進一步改善和優(yōu)化。除此之外，對于深部煤礦開采工作面軟弱圍巖巷道的加固工作過程中，需要充分考慮到圍巖的地質條件，充分利用協(xié)同化控制技術方法，進而實現(xiàn)圍巖的整體提升。為了更好地提升巷道圍巖控制的質量，可以采取錨注噴協(xié)同化圍巖控制技術方法，該技術方法是將圍巖結構視為一個整體，充分發(fā)揮圍巖結構的承載性能，通過高壓錨注提高加固場的長度，同時改善煤化巷道結構的穩(wěn)定性，提高整個巷道結構的承載能力，煤幫表面噴漿可以實現(xiàn)空氣隔絕，可以有效降低風化問題的影響。

3 結語

在深部煤礦開采過程中，針對煤礦巷道深部區(qū)域破碎圍巖的控制技術應用非常關鍵。通過錨噴一體化圍巖結構的控制工作，可以進一步提高整個錨索和錨桿的主動支護效果，因此可以在很大程度上提高，破碎巷道圍巖結構的穩(wěn)定性，是保證整個巷道掘進工作安全性的重要保障基礎，受到了煤礦開采工作單位的高度重視。