巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用

于兆东　马寿强　李海龙

摘 要： 煤炭是我们日常生活中不可缺少的能源，为了能安全可靠的得到更多的煤炭资源，我们就要充分做好煤炭在开采过程中的巷道支护的工作，巷道支护技术有很多，主要分析下有关巷道支护技术类型的有关问题，着重分析下巷道支护技术的形式和巷道支护的应用。希望这些分析能为煤炭开采做出一些贡献。

关键词：巷道支护技术；煤矿井下；应用策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.065

1 引言

随着煤矿巷道的开掘，巷道的分布应力也会随着改变，如果不采取一定的支护措施，围岩就会产生位移，甚至会产生变形，这样就会给煤炭开采带来一定的危险。在煤炭开采的过程中，除了要在支护措施上得到保障，还要加强支护过程管理的一些要求，把这些可能存在的危险得以提前治理好，我们的安全才能得到更好的保障。

2 煤矿井下巷道支护技术应用原理及支护常见问题分析

2.1 煤矿井下巷道支护技术应用原理

煤矿井下掘进中所采用的的巷道支护技术有很多种，我们通常用的支护技术包括锚杆支护技术、砌碹支护技术，另外还有棚式支护技术和应力控制技术。

a） 在煤矿井下掘进中经常用到的支护方式是锚杆支护技术，锚杆支护可以通过改善巷道的布置方式来提升煤炭的产量和效益，锚杆支护中的支护构件托板和锚固剂是在巷到支护中起到关键作用的构件，通过增加扭矩螺母基础可是使巷道表面的托板受到紧压，从而改善了围岩的应力状态，有效的制止了围岩节理裂隙的张开。

b）砌碹支护技术与锚杆支护技术不同的是可以对围岩的表面起到一定的作用，并且经常运用于巷道中一些特殊的位置。虽然这种技术在应用上比较方便，但它的成本比较高，另外它所需要的材料也有一定的讲究，比如采用的水泥必须要达到11.8兆帕，采用的矿石砂的直径不得小于15毫米，还要求砌墙料石中垂直缝要错开等等，这些要求使砌碹支护在巷道掘进中受到一定的局限性，所以不适用于一些比较小的矿山。

c）棚式支护技术也经常运用于铁路隧道施工，但在煤矿巷道掘进中的棚式支护技术和铁路有很大的不同，煤矿井下的棚式支护技术主要的作用是计算保护岩柱的厚度、孔位的布置和进行放线测量等。棚式支护技术所用的材料比较容易得到，一般以金属为主，另外在制作安装上也比较方便。

2.2 煤矿井下巷道支护的常见问题

从现场经验来看，巷道支护技术在应用中还存在着许多问题，主要存在于围岩的变化和围岩产生的破坏，特别是在在遇到水之后，在巷道掘进中的围岩会比较膨胀，另外再加上相对较大的挤压力，围岩就会产生变形，从而使支护结构造成一定的影响，危险的情况下会发生冒顶事故。影响煤矿支护技术的因素有很多，在这里简单介绍下煤矿地质构造因素和施工工艺因素。a）相对地质构造条件较好的地段来说，巷道掘进的作业效率相对来说比较快，而地质条件比较复杂的地段，首先会影响巷道支护技术的应用，从而影响巷道掘进的速度。b）除了地质条件的影响，还有另一个因素就是施工工艺的影响，在煤矿巷道掘进的过程中，主要采取爆破法并与锚喷支护相结合的形式，爆破就需要精确的装药量和准确炮眼布置，这些都需要人工进行操作，在精确度上不能达到100%的精确，这些细微的因素将会将降低锚喷支护的质量。

3 煤矿井下巷道支护形式及支护技术应用策略

3.1 煤矿井下巷道支护形式分析

通常我们所用的支护形式主要有预留煤柱和型钢支护，预留煤柱支护形式主要是把区段划分成运输平巷和回风平巷，在两个重要区段留有一定宽度的煤柱来形成巷道支护形式，预留煤柱支护形式比较简单，并且对排水和通风起到一定的促进作用，型钢支护与煤矿预留煤柱不同的是能够呈现出较好的韧性，并且抗压和抗剪能力也得到一定的加强。

3.2 煤矿井下掘进中巷道支护技术应用策略

a）煤矿在开采过程中首先要确定岩石的性质，通过研究分析岩石的性质，改进支护技术，从而减少在实际操作中遇到的困难。在实际应用中，煤矿掘进巷道中使用的锚杆支护技术就主要应用在软岩巷道中。保证掘进量的同时也要充分考虑到它的安全性，在掘进过程中，巷道的参数在发生着不同的变化，及时的搜集和关注参数信息，并使参数控制在安全范围内，是保障煤矿巷道安全的必要条件。

b）在巷道掘进中只有按照规定的策略和加强支护的承载能力，才能达到实际的支护目标。通过实际的地质构造和矿压观测的资料来选择合适的支护方式，采取相应的巷道施工设计，按照有关规程，选取合适的支护方式。在巷道掘进中，要保证巷道的光滑和平整，在爆破时要选取合适的光面爆破，并与锚喷支护方式相结合使用。

c）锚网索支护形式的优点是可以有效的控制锚杆，并在非锚固岩层间有效的控制变形，在遇到低压大和支护难的情况下，也可以利用锚网索支护形式，锚网索支护形式的另一特点是可以减少瓦斯的积聚，从而大大降低了巷道掘进中的危险。

d）在煤矿初次掘进后，巷道通常会产生位移和变形等情况，所以在初次掘进后，在支护技术选取上要注意，一般是在初掘上选取柔性支护结构，后边选择刚性的结构，从而可以解决巷道掘进中出现位移变形的问题。

e）与以上几种支护技术相比，通过支护体和围岩再次组合是一种最优的策略，通过在薄弱环节实施这种策略，可以使围岩的自承能力发挥到级处，从而使围岩的支护力降到最低处。具体的实施是，在进行巷道开挖之后，首先要对围岩进行锚网支护，其次再通过巷道的地板来确定最佳的时间，在围岩薄弱环节进行预应力锚索，使围岩得到一定的提升，最终达到耦合支护力学的状态。这种支护的优点就是可以使围岩的自承能力达到最高限度，并且充分发挥了刚性锚杆支护的能力。

4 结语

随着科学技术的发展，煤矿在巷道支护技术上要求也越来越高，这就要求我们要不断的探究新型先进的巷道支护技术，结合国内外先进的技术经验，采取先进的巷道支护技术，从而保障煤矿巷道在掘进中的安全。

参考文献：

[1]庞景波，赵泽民，庞景君.浅谈井下掘进工作面机械设备的管理经验[J].矿山机械，2013（03）：36-37.

[2]李健伟.煤矿井下掘进设备的节能方式应用研究[J].科技创新与应用，2013（32）：15-16.