浅谈巷道掘进支护中存在的问题及解决措施

雷海东+金国志

摘要：本文首先分析了巷道掘进支护中存在的问题，其次提出巷道掘进支护中存在问题的应对措施，并同时阐述了锚杆支护在巷道掘进支护中的应用，以供参考。

关键词：巷道掘进；支护；问题；措施

1 煤矿巷道掘进支护中存在的问题

1.1 巷道掘进衔接问题

与以往传统开采方式不同，现代煤矿开采的一大特点就是多巷道布置，多巷道布置导致了巷道掘进的衔接问题，涉及到工作面的接替、采区的接替及开采水平的接替。工作面的接替能够正常投产，主要是设备安装与投送的速度，另一方面就是巷道掘进的衔接。为保证掘进工作的快速有效衔接，必须对矿井整体状况做一个周全的考虑与设计，否则就容易出现巷道掘出后相关的机械设备没有投送到位，工作面不能按时进入生产阶段，造成较为严重的人力、物力浪费，蒙受较高的经济损失，采区的接替也是如此，如不能进行良好的设计，安排掘进施工与相关的配套设备安装，必然会对矿井的整体效益造成影响。

1.2 支护难度增加

近年来随着开采速度不断增加，国内大多数煤矿开始逐渐进入深部开采，深部开采的地质条件更加复杂多变，而且高地应力作用下的巷道围岩更加难以控制，尤其是掘进支护方面，巷道开挖后处于无支护的状态，围岩在高应力或断层、陷落柱等其它复杂地质条件下容易发生突变，往往支护还没有支护到位就需要对巷道围岩进行重新整修。同时，高地应力的作用对巷道支护体的承载能力也提出了挑战，一般传统的支护体承载能力较低，很难满足深部巷道的支护强度要求，特别是巷道掘进中的临时支护，其支护强度的高低直接影响到掘进工作的安全。

1.3 巷道布置方式与形式的转变

随着科学技术与煤矿支护理论的不断发展，煤矿巷道布置方式与巷道形式也在发生重大转变，不再固守某一固定的形式与布置方式，而是根据煤矿生产的需要来进行相应调整。以往受支护技术及支护设备的限制，巷道布置多选择在顶板条件好、岩性较硬的岩层中，这能够提高围岩的稳定性，但同时也大大增加了巷道掘进的难度，据有关资料统计，每米岩巷的掘进速度比煤巷的掘进速度要慢上好几倍，巷道掘进的成本也高很多。

1.4 巷道支护方式的更替

巷道布置与断面形式的转变对应的也应该调整巷道支护的形式，传统的巷道掘进支护设备强度和刚度等特性不能满足深部巷道掘进施工，如快硬水泥锚杆、钢丝绳砂浆锚杆等支护设备已跟不上煤矿发展的需要。深部开采具有复杂多变的地质条件，巷道支护方式也应顺应煤矿深部开采的特点进行改进，更新煤矿支护设备。除此之外，传统的支护设备需要人工进行支设与安装，而掘进巷道支护往往是空顶作业，巷道刚刚开挖出来围岩处于零支护状态，这就大大增加了工人施工操作的危险程度，因此，进行掘进巷道支护的机械化施工是煤矿未来发展的方向，也是现在煤矿巷道掘进支护中存在的问题。

2 煤矿巷道掘进支护中存在问题的解决措施

2.1 锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用

锚杆支护在巷道支护中的应用已经相当普遍，并且已经建立了一套比较成熟的支护理论体系，该技术灵活性较强，对复杂地质条件的巷道支护适应性较强。巷道开挖后会破坏原有的应力平衡状态，巷道围岩部分区域会出现应力集中，顶板发生离层与滑动，处于不稳定的状态，而锚杆支护的作用能够给巷道施加围压，将顶板岩层悬吊在深部稳定的岩层上，并能够抑制围岩的进一步变形，达到巷道支护的目的。在锚杆支护的基础上对围岩进行注浆加固能够取得良好的支护效果，适合深井高地应力作用下的巷道掘进施工。注入的浆液能够封闭裂隙，改善围岩的物理力学性质，提高围岩的承载能力，并且所注入的水泥浆液还能够改善锚杆支护的受力状态，进一步提高锚杆的支护效果。锚固与注浆联合支护的初期，围岩仍然可以通过变形释放一定的弹性能量，变形程度不能过大，以防影响后期的支护施工。

2.2 采用先进支護理论与支护设备

煤矿巷道支护也应该与时俱进，引进先进的支护技术与支护设备，而不是一直沿用老一套支护方法与支护设备。原有支护体系不仅支护效率低下，而且还存在很大的安全隐患，尤其是进入深部开采之后，一些原有的支护方法与设备已经不适合在深部巷道掘进支护中应用，因此有必要学习和采用先进支护理论与支护设备，从基础上保证施工的安全进行。

2.3 掘进支护中应用吊环式与吊链式前探梁

巷道掘进支护强调临时支护的效果，临时支护中应用吊环式前探梁来对支护体进行加固，确保支护体发挥正常的围岩控制作用。吊环式前探梁拥有3根吊挂式的前探支架，3根吊挂式的前探支架分别沿着巷道中线与巷道两侧布设，保证整个巷道顶板都在控制范围以内，前探支架也需要通过相关设备进行固定，每根前探支架的固定点数最少为2个。前探支架支设后会与巷道表面之间存在间隙，为进一步稳固前探支架结构，需要在二者之间的间隙进行充填。吊环式前探梁支设时间应在掘进头后方0.3 m以内，确保及时对巷道围岩进行控制，保证工人的施工安全。吊链式前探梁作用和布设方式与吊环式前探梁相似，不过吊链式前探梁的固定结构采用吊环，并且在应用吊链式前探梁之前需要敲帮问顶、清理浮矸活石，消除安全隐患之后方可前移前探梁。

3 结语

就目前的巷道掘进施工而言，应在保证施工安全与施工质量的前提下，尽量减少巷道掘进的成本，但也不能只追求经济利益而忽略掘进施工的安全。针对目前巷道掘进支护中存在的问题，采用先进的支护技术与支护设备，使临时支护与永久支护相连接，初期支护与永久支护相互协调配合，充分发挥围岩的自承能力，符合今后深部巷道掘进支护的特点，应进行大力的推广与应用。

参考文献：

[1]巷道掘进支护中常见问题与应对措施分析[J].王晓庆.能源与节能.2017（04）

[2]煤矿巷道掘进施工技术要点探析[J].杨凤国.科技展望.2014（13）

[3]浅谈如何实现快速巷道掘进[J].尹绍臣.内蒙古煤炭经济.2015（01）

作者简介：雷海东（1981.9—）男，汉族，毕业于西安科技大学，采矿工程专业，本科，助理工程师，主要从事煤矿开采工作，部门经理。endprint