关于煤矿巷道支护技术的浅析

冯学武

【摘 要】现阶段，煤矿企业对煤矿开采程度的逐渐加深使得煤矿巷道支护技术越来越受到重视。在众多的支护技术中锚杆支护技术应用较多，该技术能够提高煤矿巷道的稳定性以及有效控制巷道的变形。对支护技术不断进行深入研究能够有效提高煤矿企业的经济效益，利于企业的快速发展。文章对煤矿巷道技术的理论进行了简单论述，并介绍了几种支护技术，随后阐述了煤矿巷道支护技术中的锚杆支护技术存在的一些问题以及锚杆支护技术在实际煤矿巷道中的应用。

【关键词】煤矿工程；巷道；支护技术

前言：

近年来俄国的经济快速发展使得煤矿的开采程度逐渐加深因煤矿的开采过程都是在地下进行的，因此煤矿巷道在整个煤矿开采过程中发挥着极其重要的作用。随着煤矿开采的深度逐渐加大需要不断地挖掘巷道以保障煤的正常运输，由此煤矿企业也越来越重视煤矿巷道的安全性煤矿巷道中的支护技术也由此受到重视，并且支护技术的难度也在相应的提高。因此煤矿巷道及其支护技术对煤矿的顺利发展与建设有着重要的意义。

一.煤矿巷道概述

目前，我国各地的煤炭资源的开采，仍然实行的是通过挖掘大量的巷道，由井工井下作业的办法，相当多的煤矿井下作业的巷道深度都达到了700m左右，甚至很多矿井巷道已经超过了1000m，而且，根据有关资料统计，近年来我国有超过80%的井下作业巷道在煤层中挖掘。在这样的煤矿巷道中作业，支护技术的安全、高效、科学、合理，不仅能够确保煤矿工程经久耐用和安全可靠，增加使用年限，而且能够有效地杜绝安全生产事故的发生。所以，如何适应井下作业的特点，科学合理地选择煤矿巷道支护技术，确保巷道的安全稳定可靠性能，降低安全隐患的发生率，提高煤矿企业的经济和社会效益，便成为了当前和今后一个时期煤矿生产企业深入研究探讨的一项重要课题。笔者试就如何科学采用煤矿巷道支护技术谈些粗浅的想法。

二.煤矿巷道支护理论

2.1 围岩强度强化理论

围岩巷道支护技术，指的是在支护技术中，改变围岩应力来增加围压，并加强和增大围岩的荷载能力的支护理论。这种围岩支护技术的优点是能够有效的增加锚岩体的性能，并且增强锚固区的岩体峰值、峰后和残余的强度。

2.2 新奥法支护理论

煤矿巷道支护新奥法理论，有这样几点：①对煤矿巷道的光面进行爆破；②根据隐患区对周围岩壁加固从而增强其荷载能力的方式；③对于岩壁或者是支护巷道周围进行混凝土的喷施工作，以守成密贴支护。

2.3 松动圈支护理论

煤矿巷道的松动圈支护理论的主要内容是，在巷道的开挖施工中，会导致周围岩松动并形成松动范围，并引起松动圈出现膨胀现象，松动圈支护即对膨胀的松动圈进行支护以防止岩体破裂松动形成隐患，这项支护理论的提出使支护技术更加具有针对性。

2.4 联合支护理论

巷道联合支护的核心内容，是通过多种防护手段，来提高支护体的强度及硬度，以此来改变围岩出现的松动、膨胀现象的方法，并且使巷道的稳定性增强的方法。这种方式较多应用于巷道内部地势与地形比较复杂的地区。

三.煤矿巷道支护技术种类

在煤矿开采过程中，巷道支护技术的种类很多，从支护方式以及控制围岩变形的角度来分析，即从以下分析方式进行划分，一是能够对巷道围岩力学方面的性质进行相应的改善；二是所研究的巷道支护技术能够作用在巷道围岩的周围；三是不仅能够作用在围岩的周围，还能够作用在围岩的内部表面；最后是该支护技术还能够降低巷道开掘过程中产生的应力。对照这些分析方式河以将煤礦巷道支护技术分为以下几种，分别是砌谴支护技术、棚式支护技术、锚杆支护技术以及应力控制技术。

3.1砌谴支护技术

它是煤矿开采过程中应用最早的一项支护技术能够作用在围岩表面，一直延续到至今并且在位置较特殊的巷道中应用较多。并且该技术在方便、简单这两方面占有较大的优势。但是由于砌谴支护技术的高成本、低效率、大工作量的不足使得该支护技术在应用过程中有一定的局限性。

3.2棚式支护技术

棚式支护技术在20世纪90年代初期，曾经在很多煤矿巷道中采用，甚至达到了全部巷道支护手段的80%以上。这种支护技术根据支护材料的不同，一般分为木结构支架、金属材质支架和钢筋混凝土材料支架等几种形式的支护。但是随着科技的日新月异和经济社会的发展，目前木结构和钢筋混凝土材料的支架支护已经渐渐淡出了煤矿巷道支护舞台，现在一般采用的棚式支护主要是金属材质的支架支护（如图1所示）。

在巷道中，金属支架的长、宽、高度比例以3m：2m：2m比较适宜。不过由于这种金属材质的支架支护技术，煤矿巷道围岩表层和支架一般不能紧密地连接，无法防止围岩的形状改变，特别是一些复杂的地形结构，棚式支护需要花费的成本太大，而且还不能实现有效地支护效果，所以目前已经很少采用这种形式的巷道支护（见图2）。

3.3锚杆支护技术又可称为岩巷支护技术

该种技术性能优越是经棚式支护技术逐渐发展过来的。该种技术通过利用锚杆能够提高煤矿巷道的稳定性，有效控制煤矿巷道的变形。如果对锚杆合理进行设置还能保证岩体的完整以及稳定性能。

3.4应力控制技术

应力控制技术主要是能够降低煤矿巷道的应力，以此控制煤矿巷道的变形，保持其稳定性。但是由于该技术在施工期间的影响因素较多，并且存在较高的危险性具有较高的复杂性。这些多方面的影响限制了应力控制技术的广泛应用。综合这几种方式的研究以及比较河以看出在这几种煤矿巷道支护技术中应用最多的是锚杆支护技术。

3.5煤矿巷道联合支护技术

锚杆锚索联合支护技术，主要是在巷道围岩的里面起到支护的功能，主动地对井下巷道的承载能力进行防护。锚杆支护的技术原理，一般是通过锚固剂、锚杆和一些护表的构件提高围岩的支撑力，起到支护的效果，增加采动、围岩产生的应力的承载能力。而锚索支护技术主要是连接锚杆支护产生的次生承载和围岩形成的关键承载之间的断层，使围岩纵深的应力承担水平达到提升，增加巷道岩体的承载能力，确保支护系统能够实现安全、稳定、可靠的性能。采用锚杆锚索联合支护技术，特别适合围岩结构松动、节理发育不均衡、顶板出现碎裂脱落或者伪顶非常厚实复杂等煤矿井下作业巷道，能够使结构松动的围岩在巷道老顶或者直接顶形成坚固的悬吊，同时也能够叠加邻近的锚索、锚杆产生的支撑力，再次重合成为一个坚固结实的围岩梁体，全面增强巷道围岩的坚固性能、厚度和层理之间抗剪能力，并且从井下巷道的煤帮，将巷道顶板上带来的压力直接引向煤体的深处，转移巷道的直接受力面，防止出现片帮的现象。

四.煤矿巷道联合支护技术的优势

4.1能够形成互补的效果

很多在软层岩土区施工的煤矿巷道， 发生围岩变形的几率都非常高，如果在巷道挖掘的时候马上采取锚索支护，就会造成锚索超过拉伸的极限发生折断， 而如果刚挖掘的时候就使用锚杆，利用其加固性能，增加围岩的承重能力，能够很有效地防护围岩的结构变形，增加稳定性。 所以，采用锚杆锚索联合对煤矿巷道加强支护，就能够实现充分的互补，既增加支护能力，防止围岩结构发生改变，又确保了围岩的安全、稳定、可靠性能，防止出现安全生产事故。

4.2联合支护的效果

通过煤矿巷道锚杆锚索联合支护技术的实践可以证明，这种技术手段在巷道中的支护性能非常高， 对确保巷道的安全、稳定、可靠性作用非常大，但是在设计联合支护的时候，一定要切合巷道支护施工现场的状况在科学、 合理地选择设计技术参数， 这样才能保证巷道围岩的支护效果， 提高支护水平，防止增加成本费用支出，影响煤矿企业的经济效益，或者参数采用不当，埋下安全生产隐患。

五.煤矿地质勘探技术的应用

随着经济的不断发展，我国对于能源的需求性越来越大。如何安全高效地开采煤矿是一个影响着国计民生的大事勘探技术的发展和提升要依赖于勘探方法的持续更新以及勘探手段的多样化。多样的勘探技术能够有效地提供更加准确和详细的地质情况分析分析所依據的数据越丰富，其勘探的结果也就越全面且越合理这样的勘探结果对于制定合理有效的开采方案有着重大作用。在开展地质勘探的过程中应当切实根据煤田地质的不同肩针对性地选取不同的勘探方法，确保因地制宜进行多次的测试以及比较。随着处理技术的不断提高在对数据进行处理时所用的仪器也务必要及时更新，以便于使分析检测的结果更为准确且质量更高。结语：

我国的煤炭行业在经济的发展中占据着重要的地位煤矿的地质勘探技术也必将随着煤炭开采的工作而与时俱进进一步满足开采对地质勘探的需要。地质勘探的工作要结合具体的开采环境。多样化的地质勘探技术有利于对煤田地质进行正确且较为综合的分析，以此为煤矿的开采提供有效的可靠的地质资料。所以，地质勘探人员应当加强综合专业知识的培养牢牢掌握先进的知识和技能并将其运用到地质勘探的工作中去从而为煤矿行业的发展作出不懈努力。

参考文献：

[1]刘晨，张金涛，杨桂林.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J].中国科技纵横，2013（16）.

[2]晏勇，曹桂宝，李杰远.关于煤矿巷道支护技术的研究[J].内蒙古煤炭经济，2014（1）.