淺談巷道支護技術(shù)在煤礦井下掘進中的應(yīng)用

廉科研+張治朋

摘 要：煤炭是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚哪茉?，為了能安全可靠的得到更多的煤炭資源，我們就要充分做好煤炭在開采過程中的巷道支護的工作，巷道支護技術(shù)有很多，主要分析下有關(guān)巷道支護技術(shù)類型的有關(guān)問題，著重分析下巷道支護技術(shù)的形式和巷道支護的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：巷道支護技術(shù)；煤礦井下；應(yīng)用策略；技術(shù)

煤礦井下巷道開掘后生產(chǎn)的應(yīng)力會重新分布，在這一過程中，如果不采用支護措施就會造成圍巖位移及變形等，這樣生產(chǎn)安全就不能得到有效保障。對煤礦井下掘進生產(chǎn)不僅要在支護措施上實現(xiàn)全面保障，同時還需要在管理上能夠強化，這樣才能夠維持掘進安全。

1 煤礦井下巷道支護技術(shù)應(yīng)用原理

煤礦井下掘進中所采用的巷道支護技術(shù)種類多樣，有棚式支護技術(shù)、砌碹支護技術(shù)、應(yīng)力控制技術(shù)、錨桿支護技術(shù)等。

1.1 錨桿支護技術(shù)

錨桿支護技術(shù)是比較常用的支護技術(shù)，這一技術(shù)能夠有效改善煤礦巷道的布置方式，從而能有效提升煤炭產(chǎn)量和綜合性效益。錨桿支護技術(shù)主要是通過利用支護構(gòu)件錨桿托板及錨固劑等發(fā)揮作用的[1]。錨桿是比較重要的構(gòu)件，在施加適當(dāng)扭矩螺母基礎(chǔ)上讓巷道表面受到托板緊壓，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，能夠有效遏制圍巖節(jié)理裂隙張開。

1.2 砌碹支護技術(shù)

砌碹支護技術(shù)的應(yīng)用原理主要是能夠?qū)鷰r的表面起到作用，并在一些位置比較特殊的巷道中應(yīng)用相對比較多，這一技術(shù)應(yīng)用比較方便，但成本很高。這一技術(shù)對支護材料質(zhì)量也有相應(yīng)要求，水泥主要采用普通水泥，在抗壓強度要求上要能夠達到11.8MPa、礦石砂的直徑小于15mm、混凝土是石子粒直徑小于20mm、砌墻料石垂直縫要錯開等，從這些層面就能夠看出，在實際掘進作業(yè)中會受到一定局限。

1.3 棚式支護技術(shù)

這一技術(shù)在煤礦井下掘進中的應(yīng)用和鐵路公路隧道中的施工應(yīng)用有很大不同，煤礦井下棚式支護技術(shù)要能夠進行保護巖柱厚度計算及設(shè)計施工管棚工作室、布置孔位、測量放線等。煤礦巷道當(dāng)中的棚式支護技術(shù)的使用材料主要以金屬為主，在制作及安裝上相對比較方便。

2 煤礦井下巷道支護的常見問題

從實際情況來看，煤礦井下巷道支護技術(shù)應(yīng)用過程中還有諸多問題有待解決，這些問題主要體現(xiàn)在圍巖產(chǎn)生變化或破壞。煤礦井下巷道掘進過程中圍巖的巖體在遇到水之后比較容易發(fā)生膨脹，加上受到大擠壓力造成圍巖變形，這樣就對支護結(jié)構(gòu)造成影響，比較容易發(fā)生冒頂事故。煤礦井下巷道支護技術(shù)影響因素比較多，煤礦地質(zhì)構(gòu)造及施工工藝等都是重要的影響因素。一是從煤礦的地質(zhì)構(gòu)造的因素影響上來看，地質(zhì)條件比較好的能夠提升作業(yè)效率，但地段比較復(fù)雜的就會受到諸多影響，影響支護技術(shù)的應(yīng)用效果；二是施工工藝因素方面也對支護技術(shù)的作用發(fā)揮產(chǎn)生影響，煤礦巷道掘進過程中主要采取鉆爆法并以錨噴支護為重要支護方式，但實踐過程中裝藥量及炮眼等都比較缺乏精確度，降低錨網(wǎng)噴支護質(zhì)量。

3 煤礦井下巷道支護形式分析

從煤礦井下巷道支護形式上來看，主要有型鋼支護及預(yù)留煤柱，預(yù)留煤柱是比較傳統(tǒng)的支護形式。煤礦井下巷道支護形式主要是把巷道區(qū)段劃分成運輸平巷和下區(qū)段的回風(fēng)平巷，煤礦井下巷道支護形式要能夠預(yù)先在兩個重要區(qū)段對一定寬度煤柱實施預(yù)留。預(yù)留煤柱支護使用較簡單，預(yù)留煤柱支護在通風(fēng)及排水上也有促進作用。而型鋼支護主要就是能夠在韌性上可以較好的呈現(xiàn)，并且在抗剪及抗壓等功能上也能夠得到良好呈現(xiàn)。

4 煤礦井下掘進中巷道支護技術(shù)應(yīng)用策略

第一，煤礦在開采過程中首先要確定巖石的性質(zhì)，通過研究分析巖石的性質(zhì)，改進支護技術(shù)，從而減少在實際操作中遇到的困難。在實際應(yīng)用中，煤礦掘進巷道中使用的錨桿支護技術(shù)就主要應(yīng)用在軟巖巷道中。保證掘進量的同時也要充分考慮到它的安全性，在掘進過程中，巷道的參數(shù)在發(fā)生著不同的變化，及時的搜集和關(guān)注參數(shù)信息，并使參數(shù)控制在安全范圍內(nèi)，是保障煤礦巷道安全的必要條件。

第二，在巷道掘進中只有按照規(guī)定的策略和加強支護的承載能力，才能達到實際的支護目標(biāo)。通過實際的地質(zhì)構(gòu)造和礦壓觀測的資料來選擇合適的支護方式，采取相應(yīng)的巷道施工設(shè)計，按照有關(guān)規(guī)程，選取合適的支護方式。在巷道掘進中，要保證巷道的光滑和平整，在爆破時要選取合適的光面爆破，并與錨噴支護方式相結(jié)合使用。

第三，錨網(wǎng)索支護形式的優(yōu)點是可以有效的控制錨桿，并在非錨固巖層間有效的控制變形，在遇到低壓大和支護難的情況下，也可以利用錨網(wǎng)索支護形式，錨網(wǎng)索支護形式的另一特點是可以減少瓦斯的積聚，從而大大降低了巷道掘進中的危險。

第四，在煤礦初次掘進后，巷道通常會產(chǎn)生位移和變形等情況，所以在初次掘進后，在支護技術(shù)選取上要注意，一般是在初掘上選取柔性支護結(jié)構(gòu)，后邊選擇剛性的結(jié)構(gòu)，從而可以解決巷道掘進中出現(xiàn)位移變形的問題。

與以上幾種支護技術(shù)相比，通過支護體和圍巖再次組合是一種最優(yōu)的策略，通過在薄弱環(huán)節(jié)實施這種策略，可以使圍巖的自承能力發(fā)揮到級處，從而使圍巖的支護力降到最低處。具體的實施是，在進行巷道開挖之后，首先要對圍巖進行錨網(wǎng)支護，其次再通過巷道的地板來確定最佳的時間，在圍巖薄弱環(huán)節(jié)進行預(yù)應(yīng)力錨索，使圍巖得到一定的提升，最終達到耦合支護力學(xué)的狀態(tài)。這種支護的優(yōu)點就是可以使圍巖的自承能力達到最高限度，并且充分發(fā)揮了剛性錨桿支護的能力。

5 支護技術(shù)在煤礦掘進中的應(yīng)用對策

5.1 建立健全支護監(jiān)測制度

健全的支護監(jiān)測制度，可以使井下人員更好的掌握圍巖發(fā)展?fàn)顟B(tài)的參數(shù)，以及其運動規(guī)律和支護方案的實際效果，因此，必須加強對支護系統(tǒng)的監(jiān)測，以便掌握全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測信息，通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，一方面可以對巷道支護的實際情況進行跟蹤，另一方面也可以對圍巖情況進行分析和預(yù)測，進而從中尋找安全隱患并及時做出改進，同時，完善的支護監(jiān)測制度，也可以為支護方案的設(shè)計提供重要的實踐依據(jù)。

5.2 及時對支護設(shè)備維護和更新

近幾年，隨著深部礦開采的日益增多，國家和相關(guān)企業(yè)投入了很多資金和精力去研發(fā)深層支護技術(shù)，也涌現(xiàn)出了不少技術(shù)成果，但是研究層面和施工層面的脫節(jié)，使得新技術(shù)在井下掘進區(qū)的應(yīng)用情況不好，尤其是，井下的支護設(shè)備老化，資金投入較少，使得新技術(shù)無法再井下使用，因此，應(yīng)該引進新的支護技術(shù)的同時，不斷加強支護設(shè)備的維護，使支護設(shè)備與新支護技術(shù)相適應(yīng)，更好的實現(xiàn)對新技術(shù)的應(yīng)用。

5.3 加強對施工人員的技術(shù)培訓(xùn)

支護應(yīng)用水平直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率，以及企業(yè)的整體經(jīng)濟效益，因此，應(yīng)該加大資金的投入和宣傳、對施工人員進行技術(shù)培訓(xùn)，井下工人熟悉應(yīng)用新的支護技術(shù)和支護工藝，并將工藝原理培訓(xùn)和施工實訓(xùn)考核相結(jié)合，使井下工人的技術(shù)水平夠跟上新工藝和新設(shè)備的推廣速度。

結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煤礦在巷道支護技術(shù)上要求也越來越高，這就要求我們要不斷的探究新型先進的巷道支護技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)外先進的技術(shù)經(jīng)驗，采取先進的巷道支護技術(shù)，從而保障煤礦巷道在掘進中的安全。

參考文獻

[1]丁武勝.淺談我國采煤過程中的巷道支護技術(shù)[J].經(jīng)營管理者，2010（09）.

[2]于兆東，馬壽強，李海龍.巷道支護技術(shù)在煤礦井下掘進中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（05）.

[3]程曈.煤礦巷道支護技術(shù)的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（12）.

作者簡介：廉科研（1990-），男，漢族，安徽省宿州市，畢業(yè)于安徽理工大學(xué)，采礦工程專業(yè)，本科，助理工程師，主要從事礦井巷道采掘、巷道修護技術(shù)管理工作。