煤矿开拓巷道支护技术的应用

侯志勇

（山西阳煤集团一矿， 山西 阳泉 045000）

煤矿地下开采一直是我国煤矿开采的主要方式，巷道支护在煤矿开采中的作用，一是确保巷道围岩体的稳定性，二是确保巷道围岩体不发生大的垮塌，三是保护作业人员的安全，所以巷道支护在煤矿开采过程中起着至关重要的作用。近年来，随着我国煤矿需求量的增加，煤炭开采作业环境越来越差，这就大大地增加了巷道支护的难度。

1 煤矿开拓巷道支护设计的研究

1.1 设计合适的断面形状

断面巷道的形态有两种，一种是拱形巷道断面形态（如图1），一种是梯形断面巷道形态。在对其进行选择时，拱形巷道断面形态和梯形巷道断面形态都有优缺点，拱形巷道断面形态在承受压力方面具有良好的能力[1]，但顶板相对薄弱会出现破碎的风险，梯形巷道断面则反之，所以在选择巷道形态时，要根据煤矿开采的现实环境来进行科学决定。

1.2 选择合理的支护时间

图1 巷道断面示意图（mm）

在巷道开拓工作结束以后，会出现安全隐患的主要原因是会受到各种应力的破坏，其中影响最大的力是切向应力，最小的是径向应力，这些应力的作用会导致巷道产生裂缝，这就使巷道的底层极其容易变形[2]。所以，在开拓巷道完成后需要进行巷道支护，在对巷道加固后可以有效地控制巷道变形，增加安全保障。

1.3 选择有效的巷道支护参数

选择合理有效的巷道支护参数是开展巷道围岩支护工作前的重要工作内容，这能够使巷道挖掘作业更加地顺利。在进行巷道支护施工设计时，巷道参数选择也起着重要的作用，通过专业的技术手段来选择有效的巷道支护参数，这既需实际情况与设计标准相互之间建立联系，也对确定支架承受力、巷道围岩变形情况起到了不容小觑的作用。

2 煤矿开拓巷道支护的形成

煤矿开拓巷道支护有以下几种方式：砌碹支护方式、棚式支护方式、锚喷支护方式、注浆加固方式和复合支护方式。其中砌碹支护方式是煤矿开采早期较为常用的一种方式，常在大型巷道中使用。棚式支护方式是九十年代初期较为常用的支护方式，这种支护方式的特性是同时具备刚性和柔性。但在复杂或条件差的环境中不能发挥出其优势，并且造价较高。锚喷支护方式在支护技术中有着重要的作用，是最为常用的一种支护方式，锚喷支护与围岩结合可以起到加固的作用，降低风与水带来的影响[3]。随着锚喷支护技术的发展，应用的范围也变得广泛。以山西省沁裕煤矿为例，该煤矿在原有的支护方式上，引入锚喷支护，在顶板采用锚索加强支护，使支护更加安全可靠。注浆加固方式能够将巷道岩应力重新分布，使其达到平衡和稳定。因此，这种方式经常在破碎岩体环境中应用。复合支护方式是一种较为复杂的方式，目前并没有被广泛的应用。复合支护顾名思义就是多种支护方式相互配合进行支护的一种方式，这样可以将各类支护的长处进行合理发挥，实现多种优势互补，应用范围也变得更为广泛。但由于成本过高并且支护形式需要合理的匹配，所以没有被广泛的应用。

3 煤矿巷道支护存在的问题及改进措施

1）开拓煤矿巷道支护时，存在分析不全面、支护方式设计不合理等现象。所以，要结合煤矿开拓巷道的实际情况，进行全面的分析，在开拓巷道的过程中，要对支护方式进行合理的设计，使巷道工程安全可靠。

2）在进行支护工作时，因为围岩表面较为脆弱，大大降低了结合的能力，并且构造应力也不足，极大程度上增加了煤矿巷道被破坏的可能性，进而发生部分区域出现围岩裂缝粉碎的现象。除此之外，在进行有关软岩类型的巷道开拓时，要根据实际情况，采取相应的措施。在开拓巷道时要合理地布置巷道的应力分布，可以利用手动的方式或者机械的方式来对巷道内的应力进行优化，这样才能够合理地掌控巷道内的应力，同时还需要合理地设计巷道截面的形态和大小，对围岩的应力进一步优化，还要考虑到周围残余的应力，针对巷道围岩的应力以及容易发生变形的部位做好把控。

在进行巷道支护工作前，针对所要进行支护工作部位的地质做出详细可靠的分析，通过分析的结果，精确找到巷道围岩的薄弱地点，针对该薄弱区域进行强化支护措施，从而使岩石表面的张力以及约束力大幅度提升，并且提高围岩的承载力，大大加强安全保证。当常规措施无法奏效时，需要进行再次支护，在保持支护的柔性时，再次提高护体的强度，在巷道稳定的前提下，再次支护可以将围岩变形控制法可控范围内，将应力进行释放。

4 结语

随着社会能源消耗的逐渐加大，煤矿开采开拓巷道的深度与广度的不断加强，煤矿开采的环境也越来越复杂，这导致了巷道支护的难度不断上升。因此，工作人员除了要根据煤矿巷道实际情况选择合理自护技术以外，还要从煤矿巷道技术着手，不断对技术进行改进、创新，从而提升巷道围岩的稳固性，这对未来煤矿开采具有重要的意义。