淺談巷道掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題及解決措施

雷海東+金國志

摘要：本文首先分析了巷道掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題，其次提出巷道掘進(jìn)支護(hù)中存在問題的應(yīng)對措施，并同時(shí)闡述了錨桿支護(hù)在巷道掘進(jìn)支護(hù)中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：巷道掘進(jìn)；支護(hù)；問題；措施

1 煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題

1.1 巷道掘進(jìn)銜接問題

與以往傳統(tǒng)開采方式不同，現(xiàn)代煤礦開采的一大特點(diǎn)就是多巷道布置，多巷道布置導(dǎo)致了巷道掘進(jìn)的銜接問題，涉及到工作面的接替、采區(qū)的接替及開采水平的接替。工作面的接替能夠正常投產(chǎn)，主要是設(shè)備安裝與投送的速度，另一方面就是巷道掘進(jìn)的銜接。為保證掘進(jìn)工作的快速有效銜接，必須對礦井整體狀況做一個(gè)周全的考慮與設(shè)計(jì)，否則就容易出現(xiàn)巷道掘出后相關(guān)的機(jī)械設(shè)備沒有投送到位，工作面不能按時(shí)進(jìn)入生產(chǎn)階段，造成較為嚴(yán)重的人力、物力浪費(fèi)，蒙受較高的經(jīng)濟(jì)損失，采區(qū)的接替也是如此，如不能進(jìn)行良好的設(shè)計(jì)，安排掘進(jìn)施工與相關(guān)的配套設(shè)備安裝，必然會(huì)對礦井的整體效益造成影響。

1.2 支護(hù)難度增加

近年來隨著開采速度不斷增加，國內(nèi)大多數(shù)煤礦開始逐漸進(jìn)入深部開采，深部開采的地質(zhì)條件更加復(fù)雜多變，而且高地應(yīng)力作用下的巷道圍巖更加難以控制，尤其是掘進(jìn)支護(hù)方面，巷道開挖后處于無支護(hù)的狀態(tài)，圍巖在高應(yīng)力或斷層、陷落柱等其它復(fù)雜地質(zhì)條件下容易發(fā)生突變，往往支護(hù)還沒有支護(hù)到位就需要對巷道圍巖進(jìn)行重新整修。同時(shí)，高地應(yīng)力的作用對巷道支護(hù)體的承載能力也提出了挑戰(zhàn)，一般傳統(tǒng)的支護(hù)體承載能力較低，很難滿足深部巷道的支護(hù)強(qiáng)度要求，特別是巷道掘進(jìn)中的臨時(shí)支護(hù)，其支護(hù)強(qiáng)度的高低直接影響到掘進(jìn)工作的安全。

1.3 巷道布置方式與形式的轉(zhuǎn)變

隨著科學(xué)技術(shù)與煤礦支護(hù)理論的不斷發(fā)展，煤礦巷道布置方式與巷道形式也在發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，不再固守某一固定的形式與布置方式，而是根據(jù)煤礦生產(chǎn)的需要來進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。以往受支護(hù)技術(shù)及支護(hù)設(shè)備的限制，巷道布置多選擇在頂板條件好、巖性較硬的巖層中，這能夠提高圍巖的穩(wěn)定性，但同時(shí)也大大增加了巷道掘進(jìn)的難度，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，每米巖巷的掘進(jìn)速度比煤巷的掘進(jìn)速度要慢上好幾倍，巷道掘進(jìn)的成本也高很多。

1.4 巷道支護(hù)方式的更替

巷道布置與斷面形式的轉(zhuǎn)變對應(yīng)的也應(yīng)該調(diào)整巷道支護(hù)的形式，傳統(tǒng)的巷道掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備強(qiáng)度和剛度等特性不能滿足深部巷道掘進(jìn)施工，如快硬水泥錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿等支護(hù)設(shè)備已跟不上煤礦發(fā)展的需要。深部開采具有復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，巷道支護(hù)方式也應(yīng)順應(yīng)煤礦深部開采的特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，更新煤礦支護(hù)設(shè)備。除此之外，傳統(tǒng)的支護(hù)設(shè)備需要人工進(jìn)行支設(shè)與安裝，而掘進(jìn)巷道支護(hù)往往是空頂作業(yè)，巷道剛剛開挖出來圍巖處于零支護(hù)狀態(tài)，這就大大增加了工人施工操作的危險(xiǎn)程度，因此，進(jìn)行掘進(jìn)巷道支護(hù)的機(jī)械化施工是煤礦未來發(fā)展的方向，也是現(xiàn)在煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題。

2 煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)中存在問題的解決措施

2.1 錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)巷道中的應(yīng)用

錨桿支護(hù)在巷道支護(hù)中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，并且已經(jīng)建立了一套比較成熟的支護(hù)理論體系，該技術(shù)靈活性較強(qiáng)，對復(fù)雜地質(zhì)條件的巷道支護(hù)適應(yīng)性較強(qiáng)。巷道開挖后會(huì)破壞原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，巷道圍巖部分區(qū)域會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，頂板發(fā)生離層與滑動(dòng)，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，而錨桿支護(hù)的作用能夠給巷道施加圍壓，將頂板巖層懸吊在深部穩(wěn)定的巖層上，并能夠抑制圍巖的進(jìn)一步變形，達(dá)到巷道支護(hù)的目的。在錨桿支護(hù)的基礎(chǔ)上對圍巖進(jìn)行注漿加固能夠取得良好的支護(hù)效果，適合深井高地應(yīng)力作用下的巷道掘進(jìn)施工。注入的漿液能夠封閉裂隙，改善圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，提高圍巖的承載能力，并且所注入的水泥漿液還能夠改善錨桿支護(hù)的受力狀態(tài)，進(jìn)一步提高錨桿的支護(hù)效果。錨固與注漿聯(lián)合支護(hù)的初期，圍巖仍然可以通過變形釋放一定的彈性能量，變形程度不能過大，以防影響后期的支護(hù)施工。

2.2 采用先進(jìn)支護(hù)理論與支護(hù)設(shè)備

煤礦巷道支護(hù)也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，引進(jìn)先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)與支護(hù)設(shè)備，而不是一直沿用老一套支護(hù)方法與支護(hù)設(shè)備。原有支護(hù)體系不僅支護(hù)效率低下，而且還存在很大的安全隱患，尤其是進(jìn)入深部開采之后，一些原有的支護(hù)方法與設(shè)備已經(jīng)不適合在深部巷道掘進(jìn)支護(hù)中應(yīng)用，因此有必要學(xué)習(xí)和采用先進(jìn)支護(hù)理論與支護(hù)設(shè)備，從基礎(chǔ)上保證施工的安全進(jìn)行。

2.3 掘進(jìn)支護(hù)中應(yīng)用吊環(huán)式與吊鏈?zhǔn)角疤搅?/p>

巷道掘進(jìn)支護(hù)強(qiáng)調(diào)臨時(shí)支護(hù)的效果，臨時(shí)支護(hù)中應(yīng)用吊環(huán)式前探梁來對支護(hù)體進(jìn)行加固，確保支護(hù)體發(fā)揮正常的圍巖控制作用。吊環(huán)式前探梁擁有3根吊掛式的前探支架，3根吊掛式的前探支架分別沿著巷道中線與巷道兩側(cè)布設(shè)，保證整個(gè)巷道頂板都在控制范圍以內(nèi)，前探支架也需要通過相關(guān)設(shè)備進(jìn)行固定，每根前探支架的固定點(diǎn)數(shù)最少為2個(gè)。前探支架支設(shè)后會(huì)與巷道表面之間存在間隙，為進(jìn)一步穩(wěn)固前探支架結(jié)構(gòu)，需要在二者之間的間隙進(jìn)行充填。吊環(huán)式前探梁支設(shè)時(shí)間應(yīng)在掘進(jìn)頭后方0.3 m以內(nèi)，確保及時(shí)對巷道圍巖進(jìn)行控制，保證工人的施工安全。吊鏈?zhǔn)角疤搅鹤饔煤筒荚O(shè)方式與吊環(huán)式前探梁相似，不過吊鏈?zhǔn)角疤搅旱墓潭ńY(jié)構(gòu)采用吊環(huán)，并且在應(yīng)用吊鏈?zhǔn)角疤搅褐靶枰脦蛦栱?、清理浮矸活石，消除安全隱患之后方可前移前探梁。

3 結(jié)語

就目前的巷道掘進(jìn)施工而言，應(yīng)在保證施工安全與施工質(zhì)量的前提下，盡量減少巷道掘進(jìn)的成本，但也不能只追求經(jīng)濟(jì)利益而忽略掘進(jìn)施工的安全。針對目前巷道掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題，采用先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)與支護(hù)設(shè)備，使臨時(shí)支護(hù)與永久支護(hù)相連接，初期支護(hù)與永久支護(hù)相互協(xié)調(diào)配合，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，符合今后深部巷道掘進(jìn)支護(hù)的特點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行大力的推廣與應(yīng)用。

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作者簡介：雷海東（1981.9—）男，漢族，畢業(yè)于西安科技大學(xué)，采礦工程專業(yè)，本科，助理工程師，主要從事煤礦開采工作，部門經(jīng)理。endprint