浅论煤矿巷道支护过程中问题及对策

马小春++陈庆国

[摘 要]我国大多数煤炭开采工作基本以井工开采为主，为了创造开采条件，满足煤矿开采、运输及通风等要求，就需要在地层中掘进出足够的回采、运输和通风巷道。在支护过程中，受地质条件和施工工艺影响，还存在诸多问题。针对这些问题，文章从支护方式选择、操作工艺优化等方面结合矿井实际，提出了完善措施。

[关键词]煤矿掘进； 掘进支护； 问题； 措施

中图分类号：TD323 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0145-01

目前，我国大多数煤炭开采工作基本以井工开采为主，为了创造开采条件，满足煤矿开采、运输及通风等的要求，就需要在地层中掘进出足够的回采、运输和通风巷道。因各个煤矿甚至同一煤矿的不同采区地质条件都各不相同，如果巷道掘进工艺及支护方式选择不合理，在掘进过程中极易导致的巷道片帮、冒顶事故，从而造成严重的经济损失甚至人员伤亡。所以，工程技术人员要高度重视掘进支护工程的质量，采取科学可行的策略，这样才能保证煤矿开采工程的顺利开展。

1 我国煤矿掘进支护过程中存在的问题

1. 1 掘进支护的沿革

在煤矿开采行业中，巷道支护形式逐渐由被动支护，单一支护向主动支护、联合支护方向发展。原来木棚、料石砌碹、工字钢棚逐渐被淘汰，而在主动支护方面也有了较大的发展，从一开始的钢丝绳浆锚杆、快硬水泥锚杆、管缝型锚杆，基本已被现在的树脂锚杆支护，高强度锚索支护所代替，同时还出现了各种形式的联合支护方式，比如锚网喷支护，锚网梁（ 钢筋梯子梁） 支护，锚网索支护等等，可以说，目前，80%的巷道支护方式采用了锚杆支护方式。但在施工过程中，这种主动支护方式也暴露出了诸多问题。针对这些问题，就要求煤炭企业工程技术人员在管理、装备及支护方式选择等方面加强控制，确保巷道支护强度达到设计和使用要求。

1. 2 巷道支护相关问题

在矿井建设过程中巷道支护方面的主要有以下几个方面： ①为了缩短建井周期，提前产生效益，井底巷道尽可能设计在煤层中，而该矿 4 号煤层厚度大，部分巷道（ 比如轨道大巷，轨道下山等） 设置沿煤层底板掘进，顶煤厚度较大，锚杆支护锚固端在煤层中，无法锚固在稳定岩层内。②为了满足巷道通风和运输的需要，巷道断面增大，而采区巷道多采用矩形断面，巷道跨度最大达 4. 6 m，给支护方式的选择带来困难。③在施工过程中，操作工人的不规范操作，也会造成支护强度大大折扣，主要表现在锚杆、锚索间排距大，预紧力不足，外露长等。④施工机械化程度不高，虽然我国的煤矿巷道施工已经有了相当纯熟的技术，但受多方面的限制，有些硐室或小断面巷道在掘进过程中仍然采用打眼放炮的方式。

2 煤矿巷道支护过程的完善措施

2. 1 巷道支护方式的选择

在选择支护方式时，需遵循以下几点： ①大型机电硐室，服务年限较长，防水要求高，宜采用混凝土或钢筋混凝土支护，在涌水大的情况下，需在施工过程中，预留注浆管，以便于注浆堵水。②巷道过断层破碎带、岩石陷落柱，宜采用 U 型钢棚支护，以利于短掘短支。若岩石破碎严重，短掘短支无法控制碎岩冒落时，可利用化学材料注浆（ 比如固安特、罗克休等） 加固破碎岩体后，再进行短掘短支。③在遇到老空巷道或采空区时，多采用锚喷 + 墙梁支护方式，锚喷支护多是对老空顶板进行控制，通常支护跨度要大于设计跨度 2 m 以上，而墙梁支护主要是控制两帮以及使巷道断面符合设计要求，通常在梁顶铺设 500 mm 以上碎矸，作为缓冲层。④在满足锚杆支护条件时，尽可能采用锚杆支护或锚喷、锚网喷等联合支护。

2. 2 厚煤层沿底掘进巷道支护完善措施

为了满足巷道支护强度，采用增加锚索支护，主要做法如下： ①巷道跨度小于等于 4.2 m，锚索间排距按 2 m ×2 m 设置，巷道跨度大于4.2 m，锚索间排距按 1.6 m × 1.6 m 设置。②每掘进 50 m，对巷道顶板围岩进行窥视调查，已确定顶煤厚度，同时调整锚索长度，确保锚索锚固在稳定岩层中。③每隔 50 m，安设顶板离层指示仪 1 支，每隔 100 m 设置表面位移观测站，定期观测巷道变形和顶板离层情况，以便检查支护效果并为及时调整支护参数提供依据。④对于采用炮掘的巷道，采用分次爆破的方式掘进，特别是控制周边眼的装药量，一般每眼装药量控制在50 ～ 150 g 左右，同时周边眼开孔要在巷道轮廓线内 200 ～ 250mm，尽可能降低爆破对巷道周围煤体的扰动，缩小爆破松动圈。

2. 3 加强巷道支护操作管理

在现场管理中，采取以下措施确保锚杆支护强度： 一是改进施工工艺，采用高扭矩锚杆钻机安装锚杆，同时对无法更换锚杆钻机的施工队要求配备风动力矩扳手，实现锚杆安装机械化，降低工人劳动强度的同时，提高了施工质量； 二是改进树脂药卷，原 1 根锚杆采用 1 支 ck2330 和 1 支 ck2360 药卷锚固，经常导致锚杆未完全推入，药卷已凝固，致使锚杆外露长，后经改进1 根锚杆采用1 支 ck2330 和1 支 k2360 药卷锚固，给操作工人充分的操作时间，解决了该问题； 三是工作面配备力矩扳手和锚杆拉力计，定期定量对锚杆支护质量进行抽检，确保支护质量。

3 结语

总而言之，随着我国煤炭行业的发展，巷道支护技术日渐成熟，但是在现场管理和操作中，要切合实际的选择合理的支护方式，确保巷道在其服务年限内，牢固可靠，满足生产需要，同时，在生产工作当中，相关技术人员应积极钻研新技术，开发出更为有效的施工方法，以促进掘进技术的进一步完善，并尽快改善煤矿掘进支护中存在的问题，提高煤矿开采业的整体水平，从而实现煤矿企业的可持续发展。

参考文献：

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[3] 王金龙，张新涛.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析 [J]. 科技风. 2014 （20）