煤礦巷道支護技術的若干思考

房新亮

摘要：隨著煤礦的開采程度不斷加深，煤礦企業(yè)開始將研究重點放在對煤礦巷道支護技術的改進上，這不僅可以大大提高煤礦開采工程的安全性，而且可以快速提高其自身的經(jīng)濟效益。文章對煤礦巷道支護技術理論進行了總結(jié)，并對巷道錨桿支護理論技術的發(fā)展和應用進行了介紹，最后說明了巷道錨桿支護理論技術目前存在的缺點及改進措施。

關鍵詞：煤礦開采；巷道支護技術；錨桿支護技術；煤礦運輸效率；煤礦企業(yè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD353 文章編號：1009-2374（2015）27-0174-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.089

1 概述

近年來，我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，全國煤炭的開采量相比解放初期提高了近100倍，同時煤炭的開采深度相比解放初期也提高了近4倍。隨著煤礦開采量與開采深度的不斷增加，煤礦企業(yè)開始越來越重視煤礦開采技術的提高，以及煤礦開采安全性的完善。其中，煤礦巷道支護技術引起了煤礦企業(yè)的廣泛研究。完善的煤礦巷道支護技術不僅可以提高開采過程中的煤礦運輸效率，而且可以增加開采過程中的安全性，因此，煤礦巷道支護技術的研究對于我國煤礦事業(yè)的發(fā)展具有舉足輕重的意義。

2 煤礦巷道支護技術理論及種類

2.1 煤礦巷道支護技術理論

總結(jié)國內(nèi)外科研人員對于煤礦巷道支護理論的研究，可以將煤礦巷道支護理論分為以下三種：

2.1.1 聯(lián)合支護理論。這種理論可以理解為將增強至護體的剛度與控制圍巖變形兩種方法聯(lián)合進行支護。這種理論普遍應用于比較復雜的煤礦巷道中，在操作比較困難的煤礦巷道中可以起到很好的作用，但是不適于在圍巖條件比較差的煤礦巷道中。

2.1.2 新奧法支護理論。這種理論主要是指通過錨噴支護的方法，對圍巖進行加固，從而增加圍巖的抗變形能力和承受能力，同時這種理論可以有效地實施二次支護。

2.1.3 圍巖強度強化理論。這種理論又叫做煤礦巷道錨桿支護圍巖強度強化理論，這種理論的核心支護方法為錨桿支護，通過錨桿支護不僅可以改變圍巖的應力狀態(tài)，大大提高圍巖的圍壓和承載能力，而且還能夠強化錨固區(qū)域內(nèi)巖體的殘余強度與峰后強度。

2.2 煤礦巷道支護技術的種類

煤礦巷道支護技術根據(jù)其支護方式的不同可以分為兩大類：被動式支護方法和主動式支護方法。

2.2.1 被動式支護技術是根據(jù)古典的坍塌理論和壓力理論而形成的，這種支護技術將重點放在了支護上，而沒有將支護與圍巖一同考慮，從而只能起到被動抵抗的作用，卻無法防制圍巖出現(xiàn)變形。被動式支護方法主要包括木支護、石材支護、金屬支架支護和裝配式鋼筋混凝土支架支護。其中，木支護技術因?qū)δ静牡拇罅肯暮蛧鷰r的嚴重影響而不適于較深的圍巖；石材支護雖然有良好的抗壓、抗災性，但因成本較高而不適于短期巷道；金屬支架支護對于圍巖的硬度有一定要求，不適于較硬或較窄圍巖；裝配式鋼筋混凝土支架支護較以上支護方式，擁有更加優(yōu)異的抗壓、抗災能力、更高的安全系數(shù)，而其缺點也很明顯，例如成本相對較高、支架時間久后相對易松動等。

2.2.2 主動式支護方式將支護與圍巖結(jié)合考慮，利用圍巖的本身強度來對巷道進行支護，這種支護方式不僅可以起到基礎支護作用，同時也可以防止圍巖出現(xiàn)變形、破壞等現(xiàn)象。主動式支護方式主要包括錨桿支護和復合支護。錨桿支護一般方法為將圍巖和錨桿有效地粘結(jié)在一起，通過對錨桿進行合理的設置，以高效地控制圍巖的變形，保持圍巖的完整，其具有簡單、安全、耗費低、效果好等特點；復合支護是通過考察巷道的實際條件而聯(lián)合兩種或兩種以上的支護方式。通過上文對支護技術分類的介紹，可以得出結(jié)論，錨桿支護相對于其他支護方式優(yōu)點更明顯、應用更廣泛，是目前煤礦巷道支護的主要應用方法。

3 煤礦巷道錨桿支護技術的發(fā)展、應用及改善方向

3.1 煤礦巷道錨桿支護技術的發(fā)展

錨桿支護技術早在1952年就被提出，當時依據(jù)的是經(jīng)典的懸吊理論和組合梁支護理論，主要形式為機械端部錨固錨桿、樹脂錨桿、管縫式錨桿和脹管式錨桿。20世紀70年代，研究組們將組合拱理論結(jié)合到錨桿支護技術中，使錨桿支護技術得到了改進，同時也研究出了多樣化的錨桿支護形式，例如混合錨固錨桿和桁架錨桿這些特種錨桿。20世紀90年代，研究者們根據(jù)最大水平應力理論，研究出高強度的樹脂錨桿，使錨桿支護得到了完善，高強度樹脂錨桿也成為錨桿支護的主導形式。

3.2 煤礦巷道錨桿支護技術的應用

錨桿支護技術相對于其他支護技術具有簡單、安全、耗費低、效果好等特點，因此在煤礦巷道支護技術中，錨桿支護的應用最為廣泛。我國大部分的礦區(qū)對于煤礦巷道錨桿支護技術的使用率都超過了60%，甚至有些礦區(qū)可以達到90%以上。錨桿支護技術在現(xiàn)階段的支護技術中占據(jù)著主導地位，對于軟巖巷道、深部沿空巷道這些支護較為困難的巷道，目前只能使用煤礦巷道錨桿支護技術進行支護。軟巖巷道強度較低，因此其自穩(wěn)時間較短，圍巖較易出現(xiàn)變形，利用錨桿支護可以將巷道圍巖的形變控制在合理的范圍內(nèi)，進而提高煤礦開采過程中的安全性。在深部沿空巷道中使用煤礦巷道錨桿支護技術，可以有效地控制巷道圍巖的變形，以保持巷道圍巖的完整。

3.3 煤礦巷道錨桿支護技術存在的問題及完善方案

盡管錨桿支護技術是目前實際生活中應用最多的煤礦巷道支護技術，但其自身仍有一些技術上的缺陷需要研究者們?nèi)ソ鉀Q：第一，錨桿支護技術的優(yōu)點在于控制圍巖的變形，保持圍巖的完整，但是隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，開采深度會越來越深，而其對巷道圍巖的破壞會越來越大，所以錨桿技術還需要進一步完善和提高；第二，錨桿支護的巷道如果遇到地震現(xiàn)象，錨桿會松動，同時在煤的運輸過程中，由于較大的震動，也可能會導致錨桿運動或者被拉斷等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象可能會引起一定的安全問題。要進一步完善錨桿支護技術，針對上述問題，可以從以下三方面進行改善：第一，加強錨桿材料的強度；第二，減少圍巖被破壞，增加圍巖的強度和自承能力；第三，適當進行二次支護。

4 結(jié)語

完善的煤礦巷道支護技術，不僅可以提高開采過程中的煤礦運輸效率，而且可以增加開采過程中的安全性，因此，煤礦巷道支護技術的研究對于我國煤礦事業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的意義。作為地質(zhì)勘探人員，應該加強專業(yè)知識水平，努力學習先進的知識與技能，不斷探索，敢于創(chuàng)新，為煤礦行業(yè)的發(fā)展做出不懈努力。

參考文獻

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（責任編輯：王 波）