浅析煤矿巷道支护的选择

侯建国

（太原煤气化加乐泉煤矿，山西 太原 030204）

浅析煤矿巷道支护的选择

侯建国

（太原煤气化加乐泉煤矿，山西 太原 030204）

目前，煤炭作为一种不可再生的重要资源，对全球的经济发展作出了重大贡献，巷道支护作为掘进和回采的重要技术支撑，起到了重要的作用。就煤矿巷道支护选择进行了探讨。

煤矿；巷道；安全支护；支架

煤矿巷道是矿工生命安全的保证，也是进行回采和掘进的前提条件，随着我国煤矿开采深度的不断增加，煤矿巷道支护经历了多项技术革新，早期开采阶段几乎都是就地取材的以木料为主的支护方式。随着新型材料的出现，基本形成了以金属支架、锚杆、锚喷网复合等的支护形式，这些受限于深度和岩性影响的支护耗费了大量材料。经过多年的技术革新，分为以下几种支护方式。

1 木支架

木支护技术主要是采用木材作为支护材料，此种支架是较为常见的，它的主要结构是梯形，主要的支护方式有“亲口”棚、鸭嘴棚、戴帽点柱、木垛等。根据不同的形式架设的特点，可以在任何压力下使用。有的架设质量要求较高，如果架设不良，则会严重影响到支护的效果。此时，就需要对架设认真、仔细搭设，避免后期出现问题。木支架具有的优点是木材容易获得、成本低、质量较小、易搭建架设，还具有一定的强度、可伸缩性；它的缺点是初撑力和工作阻力达不到要求，适应围岩变形能力差，仅仅靠木梁木腿支柱压入顶底板，材料消耗量极大，且木材易返潮、生虫、燃烧，易引起矿井火灾，产生有毒有害气体，威胁矿井安全生产。因此，为了节约木材的使用，尽量少使用木支架或不使用此种结构。

2 金属支架

随着煤炭工业的发展，煤炭开采深度不断加大，巷道支护条件越来越复杂，金属支架作为一种有效的支护方式，应用广泛。此种支架主要分刚性支架支护与可缩性支架支护，其中，刚性金属支架是相对于可缩性支架而言的，这种支护方式具有较大的承载能力，但不能适应巷道围岩的变形。这种支架随着矿山压力的不断增大，支架顶梁会被顶板压弯，棚腿被压入底板甚至扭曲变形，支架的断面也在不断缩小。由于支架本身没有可伸缩性，刚性金属支架适用于围岩比较稳定、矿山压力不大的巷道。可缩性支架允许压缩变形量大，在结构设计压缩范围内，工作阻力随压缩量大而增大，阻力较大，具有适应和控制围岩变形的能力。

金属支架的优点为：①服务年限长。巷道可以进行一次性永久支护，降低了巷道维修率，受力范围和承载力较大，可以有效地控制巷道周围围岩的脱落、移动等问题。②金属支架在巷道搭建需要按照断面施工，使得巷道的质量具有一定的标准。③金属支架具有较大的可伸缩性，还具有较高的硬度，不易折断，不会轻易受到顶板应力之后而折断，进而导致事故的发生。④金属支架便于回收，在一定程度上能够节约成本。

金属支架的缺点为：①金属支架在制作时比较麻烦，因为质量较大，搬运、修理非常不方便，且在初期的投资较大，人员的支护难度也较大；②如果原先的巷道没有任何支护，采用金属支护时就会受到断面的影响，如果不及时就地取材进行维护，则会埋下安全隐患；③金属支架存在触电危险；④如果破坏了岩石的特性带，将会难以回收。

3 锚喷网联合支护方式

锚杆支护方式是利用围岩本身强度来维护巷道的支护方式，通常应用在具有不同的地质、深度的巷道中。锚杆支护方式与其他的支护方式相比较而言，更加坚固、使用寿命长、安全性高、更加可靠，本身施工比较简单，维护工作量较少，加之对巷道围岩强度的强化作用，明显提高了围岩的稳定性，从根本上改善了巷道的支护状况，保证了安全生产。同时，减轻了工人的劳动强度，减少了支护物料的运输，加大了生产力，加快了循环进度，提高了矿井的经济效益，成为了煤矿巷道的一种主要支护形式，代表了煤矿巷道支护技术的主要发展方向。

锚杆支护方式的缺点为：人工打顶较为困难，常有脱落伤人事故发生，由于其属于隐性支护，监测支护较为困难。如果只采用锚杆支护方式，会导致围岩的脱落或风化，不能很好地保证其质量和安全。因此，最好与喷射混凝土、金属网支护方式结合，从而达到支护的目的。锚喷网联合支护方式作为一种比较先进的支护技术，特别是在复杂的地质条件下，得到了广泛应用。

此种支护方式是深入岩石内部施工一定长度的锚杆，与岩质体形成复合作用，充分弥补因岩体强度不足，发挥锚拉作用，使岩质体自身结构的强度得到增强。在边角坡设置金属网喷射混凝土，能起到抗变形的作用，使整个受力面形成一个抗弯、抗拉、抗剪的整体。

锚喷网联合支护结构主要适用在稳定性差、强度低、易风化掉碴、自稳能力小和自稳时间短的围岩中。其巷道的服务年限较长，塑变压力较大，围岩变形位移明显。此种支护方式不仅结构简单、承载力强、安全可靠，适用于多种岩层，施工灵活，施工工期大大缩短，且解决了单独喷射混凝土支护所提供的支护抗力不足和单独锚杆支护围岩易风化和潮解，围岩强度降低、掉落，“锚空”等问题。此外，还借鉴了喷射混凝土的构思经验，采用网笆形式保护围岩，避免了围岩裂隙的发展和断裂，阻止了围岩危石松动向深部延展，还具有适应围岩变形的能力，形成了柔性保护层，这是喷射混凝土层不可比的。

4 支护方式的选择

目前，提高巷道支护的质量对提高煤炭经济效益、降低原煤生产成本起着巨大的作用。支护方式的选择要根据实际情况来选择，在矿井开拓和巷道掘进过程中，应根据矿井各巷道的地质条件，合理确定巷道和硐室的支护方式。

5 结束语

综上所述，煤矿巷道支护必须因地制宜，提前根据实际地质条件进行准确判断，综合考虑开采顺序、服务年限以及各巷道使用要求等因素，选择稳固的支护方式，避免因反复维修而增加不必要的费用支出。在巷道支护不能满足安全生产的需要时，要认真分析原因总结教训，及时选择更加牢靠的支护方式。

［1］赵海平，李艳玲.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析［J］.科技传播，2013（02）.

〔编辑：张思楠〕

TD353

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.13.036

2095-6835（2017）13-0036-02