淺論煤礦巷道支護過程中問題及對策

馬小春++陳慶國

[摘 要]我國大多數(shù)煤炭開采工作基本以井工開采為主，為了創(chuàng)造開采條件，滿足煤礦開采、運輸及通風等要求，就需要在地層中掘進出足夠的回采、運輸和通風巷道。在支護過程中，受地質(zhì)條件和施工工藝影響，還存在諸多問題。針對這些問題，文章從支護方式選擇、操作工藝優(yōu)化等方面結(jié)合礦井實際，提出了完善措施。

[關(guān)鍵詞]煤礦掘進； 掘進支護； 問題； 措施

中圖分類號：TD323 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0145-01

目前，我國大多數(shù)煤炭開采工作基本以井工開采為主，為了創(chuàng)造開采條件，滿足煤礦開采、運輸及通風等的要求，就需要在地層中掘進出足夠的回采、運輸和通風巷道。因各個煤礦甚至同一煤礦的不同采區(qū)地質(zhì)條件都各不相同，如果巷道掘進工藝及支護方式選擇不合理，在掘進過程中極易導致的巷道片幫、冒頂事故，從而造成嚴重的經(jīng)濟損失甚至人員傷亡。所以，工程技術(shù)人員要高度重視掘進支護工程的質(zhì)量，采取科學可行的策略，這樣才能保證煤礦開采工程的順利開展。

1 我國煤礦掘進支護過程中存在的問題

1. 1 掘進支護的沿革

在煤礦開采行業(yè)中，巷道支護形式逐漸由被動支護，單一支護向主動支護、聯(lián)合支護方向發(fā)展。原來木棚、料石砌碹、工字鋼棚逐漸被淘汰，而在主動支護方面也有了較大的發(fā)展，從一開始的鋼絲繩漿錨桿、快硬水泥錨桿、管縫型錨桿，基本已被現(xiàn)在的樹脂錨桿支護，高強度錨索支護所代替，同時還出現(xiàn)了各種形式的聯(lián)合支護方式，比如錨網(wǎng)噴支護，錨網(wǎng)梁（ 鋼筋梯子梁） 支護，錨網(wǎng)索支護等等，可以說，目前，80%的巷道支護方式采用了錨桿支護方式。但在施工過程中，這種主動支護方式也暴露出了諸多問題。針對這些問題，就要求煤炭企業(yè)工程技術(shù)人員在管理、裝備及支護方式選擇等方面加強控制，確保巷道支護強度達到設(shè)計和使用要求。

1. 2 巷道支護相關(guān)問題

在礦井建設(shè)過程中巷道支護方面的主要有以下幾個方面： ①為了縮短建井周期，提前產(chǎn)生效益，井底巷道盡可能設(shè)計在煤層中，而該礦 4 號煤層厚度大，部分巷道（ 比如軌道大巷，軌道下山等） 設(shè)置沿煤層底板掘進，頂煤厚度較大，錨桿支護錨固端在煤層中，無法錨固在穩(wěn)定巖層內(nèi)。②為了滿足巷道通風和運輸?shù)男枰?，巷道斷面增大，而采區(qū)巷道多采用矩形斷面，巷道跨度最大達 4. 6 m，給支護方式的選擇帶來困難。③在施工過程中，操作工人的不規(guī)范操作，也會造成支護強度大大折扣，主要表現(xiàn)在錨桿、錨索間排距大，預緊力不足，外露長等。④施工機械化程度不高，雖然我國的煤礦巷道施工已經(jīng)有了相當純熟的技術(shù)，但受多方面的限制，有些硐室或小斷面巷道在掘進過程中仍然采用打眼放炮的方式。

2 煤礦巷道支護過程的完善措施

2. 1 巷道支護方式的選擇

在選擇支護方式時，需遵循以下幾點： ①大型機電硐室，服務(wù)年限較長，防水要求高，宜采用混凝土或鋼筋混凝土支護，在涌水大的情況下，需在施工過程中，預留注漿管，以便于注漿堵水。②巷道過斷層破碎帶、巖石陷落柱，宜采用 U 型鋼棚支護，以利于短掘短支。若巖石破碎嚴重，短掘短支無法控制碎巖冒落時，可利用化學材料注漿（ 比如固安特、羅克休等） 加固破碎巖體后，再進行短掘短支。③在遇到老空巷道或采空區(qū)時，多采用錨噴 + 墻梁支護方式，錨噴支護多是對老空頂板進行控制，通常支護跨度要大于設(shè)計跨度 2 m 以上，而墻梁支護主要是控制兩幫以及使巷道斷面符合設(shè)計要求，通常在梁頂鋪設(shè) 500 mm 以上碎矸，作為緩沖層。④在滿足錨桿支護條件時，盡可能采用錨桿支護或錨噴、錨網(wǎng)噴等聯(lián)合支護。

2. 2 厚煤層沿底掘進巷道支護完善措施

為了滿足巷道支護強度，采用增加錨索支護，主要做法如下： ①巷道跨度小于等于 4.2 m，錨索間排距按 2 m ×2 m 設(shè)置，巷道跨度大于4.2 m，錨索間排距按 1.6 m × 1.6 m 設(shè)置。②每掘進 50 m，對巷道頂板圍巖進行窺視調(diào)查，已確定頂煤厚度，同時調(diào)整錨索長度，確保錨索錨固在穩(wěn)定巖層中。③每隔 50 m，安設(shè)頂板離層指示儀 1 支，每隔 100 m 設(shè)置表面位移觀測站，定期觀測巷道變形和頂板離層情況，以便檢查支護效果并為及時調(diào)整支護參數(shù)提供依據(jù)。④對于采用炮掘的巷道，采用分次爆破的方式掘進，特別是控制周邊眼的裝藥量，一般每眼裝藥量控制在50 ～ 150 g 左右，同時周邊眼開孔要在巷道輪廓線內(nèi) 200 ～ 250mm，盡可能降低爆破對巷道周圍煤體的擾動，縮小爆破松動圈。

2. 3 加強巷道支護操作管理

在現(xiàn)場管理中，采取以下措施確保錨桿支護強度： 一是改進施工工藝，采用高扭矩錨桿鉆機安裝錨桿，同時對無法更換錨桿鉆機的施工隊要求配備風動力矩扳手，實現(xiàn)錨桿安裝機械化，降低工人勞動強度的同時，提高了施工質(zhì)量； 二是改進樹脂藥卷，原 1 根錨桿采用 1 支 ck2330 和 1 支 ck2360 藥卷錨固，經(jīng)常導致錨桿未完全推入，藥卷已凝固，致使錨桿外露長，后經(jīng)改進1 根錨桿采用1 支 ck2330 和1 支 k2360 藥卷錨固，給操作工人充分的操作時間，解決了該問題； 三是工作面配備力矩扳手和錨桿拉力計，定期定量對錨桿支護質(zhì)量進行抽檢，確保支護質(zhì)量。

3 結(jié)語

總而言之，隨著我國煤炭行業(yè)的發(fā)展，巷道支護技術(shù)日漸成熟，但是在現(xiàn)場管理和操作中，要切合實際的選擇合理的支護方式，確保巷道在其服務(wù)年限內(nèi)，牢固可靠，滿足生產(chǎn)需要，同時，在生產(chǎn)工作當中，相關(guān)技術(shù)人員應積極鉆研新技術(shù)，開發(fā)出更為有效的施工方法，以促進掘進技術(shù)的進一步完善，并盡快改善煤礦掘進支護中存在的問題，提高煤礦開采業(yè)的整體水平，從而實現(xiàn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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