煤礦井下掘進中巷道支護技術的應用探索

王春霖

（山西煤炭運銷集團蒲縣昊興塬煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 041000）

隨著社會的不斷發(fā)展，煤礦企業(yè)在諸多方面都獲得了明顯進步，尤其是煤礦井下掘進中的巷道支護技術，在煤炭挖掘中已經得到了廣泛應用。雖然支護技術的運用能夠為煤礦井下生產的安全性提供保障，但是日漸復雜的地質條件以及惡劣的施工環(huán)境，對支護技術在煤礦中的應用產生了不利影響。當前，受到各種內外因素（煤層埋藏深度、煤質情況以及含水情況等煤礦巷道賦存地質條件）的影響，煤礦生產效率明顯下降。此外，礦井各個巷道的圍巖穩(wěn)定性存在較大差異，導致巷道掘進環(huán)節(jié)存在很大安全隱患，這也是出現礦井事故的主要原因之一。而支護技術對煤礦安全生產至關重要，其不僅能夠保證地下采礦的安全性，還可以提升采礦效率，提高煤炭產量。因此，對煤礦井下掘進中巷道支護技術的應用進行探索分析十分有必要。

1 煤礦井下掘進巷道支護類型概述

1.1 架棚支護

架棚支護多應用于半圓拱形、橢圓形、圓形巷道的支護中，其包含U型鋼棚和工字鋼棚兩種。眾所周知，煤礦井下環(huán)境十分惡劣，要想保證支護結構的穩(wěn)定性和堅固度，在篩選支護型鋼時一定要注重其抗拉能力、抗剪切能力、抗壓能力等性能，使其能夠充分滿足相關標準需求[1]。井下巷道頂板支架主要承受來自橫向與縱向的荷載力，因此，可采用支護型鋼來承受此橫向與縱向的荷載力，且應與巷道支架的載荷相接近。但需要注意的是，支護型鋼幾何形狀一旦產生變動，那么支架的伸縮能力就會受影響。因此，在滑移和鎖緊操作時，一定要全面考慮支護型鋼滑移的平穩(wěn)度和接觸面的實際面積。支護型鋼的受力狀態(tài)一定要處于最佳狀態(tài)，這樣才能將其功能用途全面發(fā)揮出來。

1.2 預留煤柱

預留煤柱屬于傳統(tǒng)巷道頂板支護技術，在巷道掘進時，一般分為上區(qū)段和下區(qū)段，即運輸平巷和回風平巷。對巷道頂板進行支護時，需要將上下兩個區(qū)段的煤柱進行預留，使其作為巷道的支撐，進而加強巷道的安全性。預留煤柱操作簡便快捷，同時對巷道的排水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)也有一定的優(yōu)化作用。但是，該支護工藝的成本相對較高，且會在掘進中對煤柱造成危害，從而加大巷道維護工作的難度。此外，在采煤時，煤柱所受到的支撐荷載還會直接傳送至巷道底部，對周邊巷道帶來影響，進而影響井下采煤工作的安全性，并對相關工作人員的生命健康帶來嚴重威脅。

1.3 架設可縮性支架支護

可縮性支架的承載特點和回采巷道圍巖變形特點類似，在剛開始安裝該支架時，其承載性能較差，距離回采工作面越近，圍巖壓力就越大，支架收縮量、承載性能都會隨之增加，能對巷道圍巖變形、受損起到有效控制作用。但在對可縮性支架進行運用時，會受到諸如支架連接配件、支架結構等多種因素的影響；在對可縮性支架的承載能力極限值，即其能夠承擔的最大荷載力進行判定時，應當對其自身是否出現了塑性變化進行詳細觀察。一般情況下，支架真實承載能力和極限承載能力存在差值，也可以通過對比差值大小對支架現狀進行明確，差值小說明支架自身情況較好，差值大，則表明支架自身情況較差。因此，如果可縮性支架實際荷載力和計算得出的極限荷載力數值十分接近或者一致，就可說明可縮性支架當前的情況良好。

2 煤礦井下掘進中巷道支護技術的實際應用

為保證煤礦井下巷道施工的安全穩(wěn)定，一定要對掘進支護技術進行慎重選擇，盡量選取工作效率高、安全性高、穩(wěn)定性高的支護技術，并對施工中每個細節(jié)、工藝要點進行全面掌握，從根源上減少質量隱患和安全隱患，為煤礦開采的施工環(huán)境提供安全保障。

2.1 分析巖石性質，做好準備工作

首先，應當對巖石性質進行分析研究，做好充足的施工準備工作。在煤礦井下巷道掘進工作中，施工人員一定要對巖石性質進行深入探究，并以此為根據對支護規(guī)劃方案予以改善優(yōu)化[2]。施工單位也要和勘測單位建立友好合作關系，根據勘測企業(yè)專業(yè)人士對該區(qū)域巖石性質、成分、結構進行勘測得到的準確、科學的探測結果，出具巖石性質調查報告。煤礦施工人員可結合該報告采取最為合適的支護方法，同時對存在的風險及可能發(fā)生的危險予以充分考慮，并采取一定措施對其進行規(guī)避，為巷道掘進支護的安全提供有力保障。施工人員在選擇巷道支護技術時，要結合巷道實際情況，這樣才能確保支護結構的承載性能。此外，設計人員還應當進入現場開展實地勘察，采集有價值的信息，并參考該信息編制巷道掘進施工設計方案，確定支護技術和支護結構。不管選擇哪種支護技術，一定要保證巷道外表光滑、平整，并應用光面爆破、錨噴等技術予以輔助。

2.2 錨桿支護技術

在煤礦井下掘進中，較為常見的巷道支護技術之一就是錨桿支護技術，該技術適用于軟巖巷道的支護中。運用此支護技術可有效優(yōu)化巷道結構，并提高煤炭生產效率和企業(yè)經濟效益。錨桿支護技術主要運用錨桿托板、錨固劑對巷道進行安全支護。其中錨桿是該技術中不可或缺的重要構件，在實際施工過程中，施工人員應當使用扭矩螺母來使巷道表面和錨桿托板之間相互擠壓，以改善圍巖的應力狀態(tài)，從而避免圍巖開裂。在煤礦井下巷道掘進支護之前，施工人員一定要對軟巖成分及其性質進行充分了解，以使支護方案更加完善且更易操作。通過利用錨桿支護技術能夠顯著提升巷道掘進量，保證煤礦巷道施工安全。此外，在掘進工作中，一定要掌握巷道實際情況，并對其相關參數信息進行采集，因巷道參數常處于動態(tài)變化中，所以相關施工人員一定要定時對巷道具體情況進行勘察，以提高巷道掘進質量和支護水平。

2.3 錨網索支護技術

在煤礦井下掘進中應用錨網索支護技術，可有效控制錨桿和非錨固巖層的變形問題，同時也能夠為已經破碎的巖體提供強力支撐，由此可見，錨網索支護技術能夠對支護難、地壓大等問題進行妥善解決。此外，應用該技術還可以顯著降低瓦斯積聚量，減小巷道受破壞及出現危險事故的幾率。

2.4 將支護體和圍巖進行有機結合

與其他支護技術相比較，對較薄弱巷道采取支護體和圍巖有機結合的技術最為有效。運用該技術可全面發(fā)揮圍巖自身的優(yōu)勢和性能，在此過程中，圍巖支護能力與支護體受力呈反比，即圍巖支護能力小，支護體受力就大。

該支護技術的操作流程為：等到完成巷道開挖工作之后，施工人員需要對巷道圍巖開展錨網支護操作，然后通過詳細觀察巷道底板對頂、幫圍巖變化情況，設置好支護的最佳時間點，如果圍巖變形量有所增加，那么應當及時運用預應力錨索對其進行補強支護，借此提高圍巖的綜合支護質量[3]。應用支護體和圍巖有機結合的支護方法，可以將圍巖的自身承載能力充分發(fā)揮出來，同時也能夠反映出剛性錨桿支護的真實性能。

但需要注意的是，對煤礦井下巷道進行首次掘進時，很容易出現巷道位移、變形等問題，對此，在選擇支護技術時，應盡量采用初具柔性、后具剛性的巷道掘進支護結構。

3 結語

為使掘進巷道的支護水平達到最佳，一定要對其周圍環(huán)境、內部結構，尤其是巖石成分、性質等提前進行勘測分析，并以此為根據選擇最為合理的支護技術，為煤礦巷道掘進作業(yè)的安全性以及穩(wěn)定性提供有力的保障。