浅析煤矿企业支护技术的思考与应用

王松 熊停理

摘要： 新《安全生产法》确立了“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产工作“十二字方针”，明确了安全生产的重要地位、主体任务和实现安全生产的根本途径。也为煤炭企业安全生产工作指明了方向。煤矿井巷作为煤矿生产的重要场所，必须借助有效而可靠的支护技术，才能确保煤矿安全稳定生产方。

关键词：煤矿企业；支护技术；安全生产；应用

新《安全生产法》提出安全生产工作应当以人为本，充分体现了习近平总书记等中央领导同志关于安全生产工作一系列重要指示精神，在坚守发展决不能以牺牲人的生命为代价这条红线，牢固树立以人为本、生命至上的理念，正确处理重大险情和事故应急救援中“保财产”还是“保人命”问题等方面，具有重大现实意义。煤矿井巷复杂的地质条件和较为恶劣的作业环境为煤矿生产安全构成了重大的威胁。而支护技术的快速发展和正确使用，既对改善生产安全水平有着显著效用，也利于加快掘进速度，提高煤炭产量，故在煤矿井巷工程中得到了广泛应用。下面就其具体应用加以重点研究。

一、支护技术的内涵与发展

在煤矿生产过程中，煤矿井巷的稳定性和可靠性是煤矿安全生产的基本保障。随着煤矿能源的不断开采，煤矿的开采工作也已经进一步向地下更深的地层延伸，其不仅要承受来自不同方向的压力挤压，也会受到井巷位置、围岩性质、掘进方法、断面尺寸、沿空护巷等因素的干扰，因此，煤矿井巷必须借助合理的支护结构和技术强化稳定性。在煤矿开采持续向深这一过程中，支护作为一种非常重要的安全技术得到不断的发展，大致经历了从单一型支护技术到联合多强化型技术的发展历程。

在煤炭早起的开采过程中，井巷的支护主要是木制材料，随着钢筋砼的出现，支护形式主要是钢筋和混凝土衬砌。在矿床采深加大和地质结构越来越复杂的情况下，原有的支护结构材料已经不能满足现有的需要，进而随即发展了金属支架支护和锚杆系列支护技术，这为相当长一段时间的矿床开采带来了巨大的便利。20世纪30年代，联邦德国首先开发了U型钢金属支架支护技术，并且投入到生产之中，这种技术也是当时国内外普遍采用的一种技术。1912年，艾尔雷德·布希发明和应用了锚杆，到20世纪50年代，此项技术在各个国家得到广泛的发展和应用。我国是在1956年引进的锚杆技术，并且在淮南等矿区先后尝试了木锚杆、金属锚杆以及砂浆锚杆技术，都得到了很好的发展，并且随即将其广泛应用于国内的各大煤矿。随着采深进一步加大、地质环境也越来越复杂，一些煤矿开始采用了复合支护技术并且取得了良好的效果，同时也开发了强力支护体系，这为未来的煤矿井巷工程工作进一步的开展做出了巨大的贡献。

二、选用支护技术的关键

目前，有多种支护技术和形式可供选择，如锚喷支护、锚杆支护、钢筋混凝土支护、锚索支护等，但其一般具有独特的优势和应用范围。

1、必须熟悉掌握不同支护技术的要求特点、操作规范、适用条件，以便对煤矿井巷关键部位、问题多发点等采取针对性措施。

2、对巷道围岩稳定性、地面沉降、支护应力、拱顶下沉等相关情况加以密切监测，以便提高支护技术的可行性和安全性。

3、应尽可能的详尽分析地下水、围岩等水文地质信息，以便确保支护技术效果最佳。

三、部分支护技术的应用

1、锚喷支护技术的应用。锚喷支护技术因良好融合了锚杆支护、喷混凝土或喷浆技术，可通过巷道的抗拉强度恶化抗裂能力的增强大幅改善支护效果。因此，该技术已成为优先选择的支护技术，一般多见于顶拱支护和巷道边墙。要想真正发挥锚喷支护技术效用，必须基于对围岩条件的科学分析为锚杆设定合理的预应力，以提高支护强度。要尽量配合使用钢带、托板、金属网等构件，尽量将锚杆所承受的预应力扩散至围岩中。针对围岩裂纹、裂缝、离层等现象，应确保围岩处于稳定的受压状态，以此避免出现拉伸、弯曲、剪切破坏等变形和扩容破坏，进而提高围岩的完整性、稳定性和整体强度。同时在锚索施工中，要注意岩层层理或节理缝隙的压密挤紧，并合理连接围岩与锚杆次生承载结构，以此提高其抗剪力。

2.棚式支护技术的应用。棚式支护技术曾作为主流形式为煤矿顺利开采作出了巨大贡献。主要有木质支架、金属支架等形式。其中木质支架因防火性差且易腐烂，故一般应用于地压有限、断面较小、服务年限较短以及巷道掘进和维修中，且就当下而言，其应用频率在逐渐缩小。而U型钢支架，因其大多是由若干段弧形构件通过叠置搭接构成的，所以支护面一般为环形或拱形，且具有较小的支架变形、较大的安全系数、较强的抗灾能力以及一次成巷好、质量易保证等優点，在地压大、围岩松软、两帮位移较大、底臌较为严重的开拓巷道和采区巷道中支护效果良好。此外钢筋混凝土支架凭借其耐用性长的优势可在地压较为稳定、断面面积较小、服务年限较长的巷道中发挥较好的支护效果。但由于棚式支护是以被动支护技术出现的，因其实际效用和应用范围往往具有一定的限制条件。

3、复合支护技术的应用。复合支护技术随着煤炭开采深度的不断延伸得到了较大发展和良好应用，如锚网喷与弧板支架的联合，与注浆加固的联合，与U型钢支架和注浆的联合，以及注浆加固与U型钢支架的联合等。但无论选用何种复合支护形式，均应基于巷道的水文地质条件、作业环境等因素合理确定支护形式和具体参数，并充分利用与高地应力、采动强烈、特大断面等复杂条件相适应的新理论、新技术和新材料，如应用专用锚杆钢以及与之配套、强度高的螺母、拱形托板等材料，可显著改善锚杆的破断强度、屈服强度、预应力等，进而降低围岩变形量；而应用4-5mm的强力钢带，也可大幅提高锚杆的刚度和强度。

总之，支护技术是煤矿井巷的稳定性和可靠性基础，也是确保煤矿安全生产的关键。煤矿企业要注意紧贴实际情况，选择合理的支护方式，坚持标准的支护规范，制定完善的支护方案，并继续深化对其的创新和实践力度，以期研发更为安全、有效、可靠的支护技术，进一步推动煤炭生产走向安全化和高效化。