巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用研究

麻龙斗

摘 要：经过长期发展，煤矿井下支护技术日益完善，趋于成熟，并显著提升了采掘效率、增加了煤炭产量、强化了生产安全。煤矿井下巷道掘进既要选择适宜的施工设备与可行的施工工艺，还要结合矿井的具体情况科学设定巷道掘进速度。笔者将结合现有的工作经验，浅谈巷道支护技术，希望能够为井下掘进工作的开展提供参考。

关键词：巷道支护技术；煤矿；井下掘进；应用

在煤矿企业中，巷道掘进工作具有长期性和系统性，除要结合地质条件有效管控掘进速度外，还应合理挑选施工工艺，科学选取掘进设备，依托地质勘探技术，有效、安全开展巷道掘进工作。为进一步保障巷道掘进，提升支护效果，本文将深入研究巷道支护技术。

1 巷道围岩控制

对于煤矿生产而言，巷道围岩控制和支护密切相关，因此，若想有效开展巷道支护工作，则一定要掌握与围岩控制相关的理论。现阶段，在巷道围岩控制中主要存在下述观点：新奥法则，该法则指出巷道围岩自身拥有自然承载能力，要求围岩与护体组建趋于平稳的支撑圈；冒落拱理论，该理论指出围岩自身拥有自然承载能力，可在巷道上方位置可形成自然平衡拱；围岩卸压法与弱化法，该法则主要借助支护结构的基本特点来改进支护架结构，释放一定围岩能量，同时，吸收特定的围岩能力，从整体层面改善围岩的稳定性。将巷道划分成多个关键承载区和次承载区，其中压缩区尾部主要表现在围岩深部，为进一步保障维护巷道中尚不清晰的关键承载区，在巷道周边存在张拉区，一般为次承载区，应借助支护加固来增强承载力。

2 巷道支护概述

2.1 巷道支护技术

对于巷道支护技术而言，不管是从方法手段，还是从理论层面来说，它都具有多元化特性。从宏观层面着手，主要存在围岩支护、加固与多元支护等不同技术。其中围岩支护也是被动支护，以金属支架支护为代表，借助金属支架作用于巷道围岩表面，以此来规避或者控制围岩变形。此种支护属于临时性支护，在具体的使用过程，存在一定的隐患，安全性不高；围岩加固属于主动支护，以锚杆支护为主，随着技术的发展，该技术日益成熟，支护力度作用于围岩中的巷道，不仅可支护巷道围岩表层，还可调整围岩变形周期；多元支护是一种最为常用的巷道支护技术，也被叫做复合支护，同时使用几种支护形式。

2.2 支护形式

2.2.1 预留煤柱

这是一种传统的支护。在巷道中，因其上区段为运输平巷，其下区段是回风平巷，所以，可提前在这两个部分预留充足的煤柱，进而保证回风平巷可规避支撑压力峰值。此种支护比较简单，便于通风排水。然而，此种支护也存在缺点，成本耗费较多，若煤柱出现严重损失，则会加大维护系数度；若把煤柱支撑压力转移至底部，则可能降低周边巷道的牢固性，还会影响周边煤层的开采工作。

2.2.2型钢支护

型钢的刚韧性较强，并具有较高的抗压性和较强的抗剪能力等。在巷道中，内部支架主要肩负横向负载，承受纵向推图动力，因此，应从水平和纵向着手来准备所能承受的负荷能力。同时，抗弯截面模量还会影响型钢断面的几何指标，由此可知，尽可能保证抗弯截面模量等同于巷道支架所具备的承负能力。另外，型钢的几何外形还会影响支架的性能。在处理和调整支护型钢外形时，应尽量符合临界面面积，适应平稳性标准，确保受力处于良好状态。

3 煤矿井下掘进过程巷道支护的应用情况

支护是指控制围岩运动，以此来提升稳定性，进而为煤矿生产的安全进行提供保障。近年来，煤矿开采技术日益完善，巷道掘进支护更加成熟。虽然，加大了在支护工艺中的探究力度，投入了较多的精力，可行、合理、有效的支护方案的价值也得到充分发挥，显著提升了掘进效率，增加了掘进安全，减少了建设周期，适应大规模采掘，满足高强度采掘标准，但是，从另一层面而言，巷道掘进深度的增加与掘进布置方式的改变，繁琐、恶劣的生产条件要求提升支护水平。在这一背景下，现行的支护技术存在不足，这是因为部分煤矿企业为缩减成本投入，降低在支护设备方面的维护力度，更新不及时，使得设备低效工作，进而降低了生产的安全性和稳定性。这一不足主要体现在现场勘查中，支护形式不满足生产需求，人员的技术水平不符合设备的性能。基于上述问题，企业一定要重视宣传教育，让每一位煤矿工作人员均明确支护的重要性，通过合理、有效的改善对策，有效发挥支护技术的价值，切实保障巷道的安全掘进。

4 应用对策

4.1 科学选择支护方式

现阶段，在矿井掘进过程中，主要使用金属支架、锚杆和预留煤柱等支护形式。在实践活动中，应参照围岩强度，结合发展与运动情况选择适宜的支护方式。通常，锚杆支护在增强围岩强度方面具有显著效果，支架支护以及混凝土支护可大幅度优化围岩的运动情况。平稳、牢固性巷道一般选择刚性支护，平稳性不良的巷道则采用伸缩性支护，进而应对采动所带来的影响。编制和设计支护方案时，确保巷道围岩可出现变形，进而待围岩表层岩体被损坏后可释放一定的高应力，以此来降低变形量，有效发挥关键承载结构的作用，同时，维持次承载结构处于平稳状态。另外，还应选择适宜的支护机会，科学选择支护强度，充分释放浅部围岩应力。在实践活动中，主要采用多种支护方式共同做种的复合支护形式，以此来提升工作性能。

4.2 提升安全意识，注重技术培训

提升煤矿企业全体人员的生产意识，这是优化支护工作的必要条件，企业的管理人员应率先改进以往的支护观念，明确支护技术水平的提升在效益增加、生产效率提高和竞争力增强方面的推动作用，增加资金投入，强化宣传与培训，促进信息反馈，改善支护现场管理，同时，把工艺原理培训紧密融入到实训考核中，让企业员工正确认识技术标准，有效掌握操作规程，紧追新技术的发展脚步，大力推广新技术，进而适应当前的生产需求。

4.3 建立科学的监测体系

支护监测的工作内容为：借助围岩发展情况指标的加工与搜集，全面掌握运动规律，明确支护效果，以此來为支护系统的改善提供参考与依据，同时，加工与搜集监测数据时，应本着系统、准确和有效的原则。在井下掘进阶段，一定要密切追踪巷道支护效果，借助合理的方法科学分析围岩情况，准确预测，进而找到安全隐患，有效改进，进而为巷道施工的正常开展提供保障。另外，监测结果还影响着工程验收情况，可为验收提供真实的数据资料，还可丰富支护实践。

5 结语

现阶段，煤炭企业的发展陷入了瓶颈期，产能不断下降。为扭转这一局面，实现煤炭企业的稳步发展，应加大在巷道支护技术中的研究，灵活应用支护技术，缩减生产成本，提升安全性，进而为煤炭企业创造大量的效益。

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