煤巷支护现状与新技术应用研究

林世豪，王世潭

龙岩学院资源工程学院，福建龙岩 364012

煤巷支护现状与新技术应用研究

林世豪，王世潭

龙岩学院资源工程学院，福建龙岩 364012

随着科技的快速发展，我国煤巷巷道支护技术有了很大的提高。本文主要对福建煤矿回采巷道的支护现状进行了分析，并指出了目前巷道支护中存在的主要问题，提出相应的改进措施以及锚网联合支护的支护方案。锚网联合支护改变了传统的支护体系，变被动支护为主动支护，改善了围岩的力学性能和结构，提高了围岩的整体承载能力和稳定性，支护效果良好，很好的满足了巷道支护的要求。

煤巷；支护现状；新技术；应用

煤巷是煤矿生产中的重要通道。在煤矿的矿井中，存在着大量的巷道，这些巷道往往是煤巷或者半煤岩巷，多采用棚式支护，因此在生产过程中经常出现煤层巷道变形、顶板脱落、巷帮脱落等维护困难现象，造成一些巷道事故的发生。随着煤炭资源不断向深部延伸，进入深入的开发状态，煤巷的安全问题也越来越严峻，比如顶板压力的不断增大，所以传统的棚式支护方式已经不能适应现代煤矿生产的需要。因此，煤巷支护的方式需要改革，并且是目前的当务之急。同时，在煤巷掘进过程中选择合理的支护方式，以及对煤巷支护新技术的应用进行研究，不仅能够促进煤矿的安全生产，还能够提高煤矿的经济效益。

1 煤巷支护的现状分析

福建位于中国东南沿海，地质条件相对复杂，不利于煤矿的掘进，并且由于经济条件的限制，煤矿采掘的机械化程度较低。这种劣势也导致了其巷道的支护技术比较落后，大部分煤矿还在采用相对比较传统和落后的木棚支护技术和工字（U型）钢棚支护技术。刚性支护的木支架和钢棚支架都不适宜在变形量大的巷道中应用，特别是在福建这种天然开采有困难的、围岩易变形且易受采动影响的煤矿中，必然会出现煤巷支架的严重变形和损坏、进而需要繁重而庞大的维修工作量。有的煤巷可能由于维修周期短和断面缩小严重，平均半个月或者一个月就要更换一次木棚支护，有的煤巷巷道的维修量甚至可以达到煤巷巷道长度的好几倍，导致煤矿将全部的精力够耗费在了维修巷道上，而忽略了矿井内的通风设施和运输条件的建设。如果巷道支护的机械化程度较低，矿井工人就很难摆脱繁重的体力劳动，这必将影响巷道的掘进速度，造成开采困难。采用木棚支护经常会造成支护滞后，给煤巷的安全生产带来不利的影响。同时木支护不能做到棚腿贴紧岩面，对围岩形成挤压紧固，导致围岩出现变形、甚至遭到破坏，造成巷道围岩大面积滑落。因此，近年来许多煤矿采用了较为先进的锚杆支护技术，在巷道支护中，锚杆支护技术与棚式支护技术相比，变“被动”支护为“主动”支护，并且锚杆支护的支护效果较好，使用价格也相对较便宜。在巷道支护时，用单一结构的锚杆是很难满足巷道支护要求的，因此我们要运用多种锚杆支护技术来进行煤巷的建设。

2 锚杆支护在应用中存在的主要问题

1)巷道两帮成形不好。煤巷在掘进过程中，由于用药量过大，容易出现煤壁疏松而产生大量的裂隙，还会影响巷道两帮的形成，造成两帮凹凸不平，锚杆受力不均，锚盘无法对岩面形成紧贴和压力，更不能对两帮围岩产生挤压紧固作用，很容易导致两帮围岩出现变形，在稍微受力时即遭到破坏。

2）锚杆盘紧固不及时。螺丝紧托盘可以为锚杆盘提供锚固力，如果锚杆盘紧固不及时，会导致巷道在掘进时，锚杆盘随围岩的疏松变形而被压紧，导致围岩运动不受限制，锚杆的结构强度也大大减弱，围岩的松动圈进一步扩大，从而增大了支护的负担，对煤矿巷道的安全生产和利益产出极为不利。

3）爆破参数不合理。在煤矿掘进过程中，由于矿工作业人员对爆破参数掌握的不到位，往往会导致煤矿巷道受到不必要的爆破力的冲击，频繁的爆破力会使围岩出现裂隙，锚杆的紧固螺丝也会出现松动，最终导致锚杆的锚固力下降，如果固定不及时，会加重围岩的变形和破坏，严重影响巷道开采与安全。

4）工序不合理。目前煤矿巷道的开采在某些工序方面还是很传统，只考虑到了施工的便捷性，而不习惯改变原有的工序方式，也没有考虑如何提高支护的质量。如果只追求施工的进度，而对巷道清理不彻底，会致使巷帮裸露的时间过长，围岩无约束力，煤壁遭到破坏，更加疏松，这时再进行锚杆支护也没效果，所以注重开采工序的合理性是很重要的。

5）锚杆插入角度不合适。在巷道施工过程中，要掌握锚杆插入的正确角度，同时还要注意短、长钻杆间的相互配合。使用长钻杆时，要注意将浮煤尽量清理干净。有时候，在施工中常常会因为赶进度而忽略锚杆插入的角度，应给予避免。锚杆没有插入岩面或插入长度过短，都不适合于巷道的构建。

6)锚杆支护设计不合理。我们都知道，锚杆支护一般都是以经验为主而设计的。在设计锚杆支护时，要充分考察当地的地质条件。所用锚杆的类型以及固定方式不要一成不变，要注意多样性和合理性，还要注意锚杆间和排距。用经验类比法设计的锚杆支护，在多数情况下，不是出现强度过大就是出现强度不够的现象，造成锚杆浪费或巷道破坏。

3 改进措施及支护效果比较

1）采用科学合理的施工方法。对于煤巷的建设，要采用科学合理有效的施工方法。首先要改进现有的爆破方式。煤巷挖掘一旦出现煤层疏松，爆破效果一般不理想，因此我们可以在爆破时，向两帮内移一定距离，这样可以使锚杆盘贴紧煤壁，同时也能减小爆破的冲击力。除了改进爆破方式，还要改进施工工序。比如，在放炮后要先使用临时前探梁控制顶板，然后再打注锚杆，切不可在没有安置前探梁时打注锚杆或在撤掉前探梁时打注锚杆。打注锚杆的顺序应该是先顶后帮，且要紧压稳固。

2）合理选择锚杆种类、固定方式和支护参数。构建好的煤巷支护，要对煤巷的实际情况进行严密的考察，有针对性地、合理地选择锚杆的种类以及锚杆的固定方式。合理的支护参数是构建成功煤巷支护的前提。用理论计算结合与实际测定的方法，确定岩壁松动圈的范围，计算锚杆长度、间和排距。在选择支护参数时要保证顶板的完整性，另外也可以使用相应的树脂锚固剂以增大锚杆与孔壁之间的摩擦力，将锚杆的支护作用充分发挥出来。在巷道两肩部的位置，可以设立倾斜插入的锚杆，以增加巷道的稳定性。

3）锚杆支护与锚网支护并重。对于煤巷支护，我们通常要求所构建的支护要具有较强的支撑能力和较大的抗变形能力，同时支护还要有一定的可塑性和可缩性。锚网支护改善了以往点锚杆支护的方式，锚网支护的优势在于它不仅可以增加对岩面的挤压紧固作用，还可以使岩面的破碎圏更加完整化。锚网支护紧贴煤壁，能保护岩面和煤体，防止两帮松动和脱落，增强了巷道的抵抗力和抗破坏的能力。因此，以锚杆为主，锚网并重的支护结构，更能够适应大规模的煤矿开采，同时又保证煤巷支护的效果。

4 结论

锚网联合支护是一种新型的支护方式，能够充分发挥对煤巷巷道的保护和支撑作用。加之与锚杆的配合使用，可以很好的提高围岩的抗变形和抗破坏能力。锚网与锚杆的结合，可以使其在使用过程中不再进行维护和返修，而且用锚杆支护的巷道，与木棚支护的巷道相比，整体的施工速度更快，对于巷道的破坏程度更小，支护材料的投入也大大减少，重要的是其需要的维护费用也较低。锚网联合支护的抗破坏力大大提高，有效的保证了煤矿开采的安全性和生产效率，在同类巷道支护中具有很好的示范作用。

[1]杜善周.回采巷道矿压规律与锚杆支护技术研究[J].煤炭工程，2006（2）.

[2]杨海燕，翟来军，李丛德.回采巷道支护方式应用分析[J].建井技术，2001（4).

[3]林世豪.半煤岩巷支护问题探讨[J].矿业安全与环保，2006（1）.

[4]林世豪.破碎围岩及动压巷道的支护技术探索[J].煤矿安全，2012（4）.

TD3

A

1674-6708（2015）148-0056-02

林世豪，副教授，主要从事煤矿开采、巷道支护技术的教学和科研工作