联合支护技术在巷道矿压较大区域中的应用研究

张经纬

（汾西矿业集团水峪煤业，山西 孝义 032300）

随着矿产资源开采的不断深入，煤矿浅部矿产资源日益枯竭，许多煤矿开采都朝着更深部位进行。但在实际开采时，深部煤矿资源矿压会加大，导致围岩稳定性更加复杂，针对支护方法以及采用的支护材料都提出了更高挑战。因此，如何针对巷道矿压较大区域进行支护，保证围岩稳定是一项需要深入探讨的内容。

1 巷道支护发展历史与联合支护理论

1.1 巷道支护发展历史

煤矿巷道支护经历了木、砌碹、型钢、锚杆支护等过程，其中锚杆支护在应用时，可以降低支护巷道成本，降低相关人员在工作开展时的强度[1]。同时，采用锚杆支护方式，能够简化工艺，确保煤矿开采安全。此外，针对一些较为复杂的巷道，在进行支护时，可以采取联合支护方式[2]。

1.2 联合支护理论

联合支护主要应用在相对较为复杂巷道中，在具体支护时，如果单纯提高支护刚度，难以实现对围岩变形的有效控制，应当采取先柔后刚、先让后抗，柔让适度方式进行支护，确保支护稳定。

2 巷道围岩联合支护的作用

2.1 确保矿井开采安全

煤矿开采后，若开采区内巷道岩层软弱，这势必会导致巷道稳定性无法满足应用需求，加大了开采矿井作业难度。如果开采人员没有依据巷道实际情况，做好相应维护工作，势必会影响后续开采作业，情况严重时会引发安全事故，而采取联合支护方式，能够确保巷道稳定，同时，能够实现对设备、人员的保护。

2.2 保护二次来压

采取合理方式对处理巷道顶板，做好支护作业，可以抵抗二次来压带来的危害，这可以平衡围岩应力，减少巷道破坏带来的各种危害。通过对大量矿井开采情况进行分析可以发现，开展巷道施工后，如果作用在围岩上的应力过大，超出了其能够承受的最大值，围岩可能会出现松动现象，致使其出现变形，这一现象会向周围扩散，而通过联合支护，能够减少二次来压带来的危害[3]。

2.3 提高企业经济效益

如果支护不合理，将会导致矿井下开采出现各种安全隐患问题，若采取过高一次性永久性保护，会提高吨煤开采成本，降低经济效益。而通过对联合支护技术进行应用，能够通过快捷方式完成对巷道围岩的合理防治，节约煤矿开采成本。

3 联合支护技术的应用实例

3.1 工作面支护现况

某煤矿已经进入组煤开采时期，正在开采12#煤层1116017 工作面，通过对该工作面情况进行调查可以发现，这一工作面埋深超过410 m，该煤矿现有资料显示，煤层西翼轨道大巷测点QP26—QP29 点之间巷道高度相对较高，实际作业前，为了确保这一区域能够保持稳定，避免发生人员伤亡，要采取支护方式处理。通过对巷道情况进行分析可以确定，其会受到地应力影响，容易发生位移现象，这一现象的出现，会引起浆皮开裂问题，这容易引发安全事故，一旦发生事故，不仅会对开采作业造成不良影响，而且会造成严重经济损失，以及人员伤亡。与此同时，采取人工假顶π 型梁会发生弯曲和折断现象，导致1116017 顺槽与下组煤西翼轨道大巷立交处风桥工字钢棚腿发生变形现象。为了使这一问题得到解决，需要在对巷道实际情况进行全面分析基础上，制定符合需求的联合支护技术，保证巷道围岩稳定，以免发生事故。

3.2 巷道维护方案

3.2.1 联合支护

巷道两帮加设锚索，如图1 所示，通过这一方式提高巷道两帮支护强度，针对巷道高度超过3.6 m 区域处，为了提高其稳定性，工作人员要在巷道两帮补打一排锚索，间距大小控制在160 cm 左右，需要注意的是，采用的锚索强度和长度要能够达到标准，确保锚可以顶到较深位置处的稳定岩层中，能够达到补强锚杆支护能力作用[4]。针对巷道高度超过5 m 区域，应当在巷道两帮补打两排锚索，间排距为150 cm×155 cm；而针对巷道高度7 m 区域，要在巷道两帮进行锚索补打，为了确保巷道稳定，补打三排，间排距为150 cm×180 cm，完成处理后，要通过喷射混凝土方式处理。实际作业中的锚索托板采取的钢带为M型，具体连接需要沿着巷道走向方向顺向连接，从而构成锚索连接梁，预应力超过135 kN，具体承载力不得小于420 kN。

图1 锚索

3.2.2 巷道维护

针对111617-13#顺槽与下组煤西翼轨道交叉区域出现的变形现象，在对其进行处理时，工作人员要将单体液压支护设置在风桥工字钢下，将其制作成临时支护，然后撤出棚腿，扩掘长6.5 m，基础厚度28 cm，完成上述处理后，采用钢筋绑扎，工作人员在对现场情况进行分析基础上，支好模板，开展浇筑作业前，要先埋锚索，再浇筑[5]。

3.2.3 支护取得的具体效果

支护前，顶板、底板、帮部的塑性区破坏深度分别为2.12、3.55、1.58 m，位移量分别为119.42、188.05、135.28 m，支护后，顶板、底板、帮部的塑性区破坏深度分别为，1.36、3.01、1.12 m，位移量分别为48.01、75.89、53.28 m。通过上述数据可以发现，支护之后，塑性破坏保护区，以及巷道变形，位移量下降量都得到了有效改善。

3.3 巷道支护施工作业

3.3.1 施工前

技术人员在巷道维护施工前，要全面学习安全技术，按照规定安排，并且要观察顶板强，通过敲帮方式问顶，管理好施工中采用的水泥、沙子等各项材料，以及喷浆设备等，确保后续施工顺利开展。

3.3.2 施工期间

安排专人观察巷帮围岩变化与支护情况，一旦发生危险，要发出警报，让工作人员快速撤离，顶板垮落稳定后，工作人员要采取“敲帮问顶”方式，开展检查、加固等工作，确保巷道稳定性能够满足要求后，开展后续作业[6]。管理人员在施工期间，要做好周围风筒、电缆等各项内容的管理工作，工作人员要加强沟通，相互协调，保证施工作业顺利进行[7]。

3.3.3 爆破

起爆之前，要加强对瓦斯情况的检查，不得出现漏检情况，以免由于瓦斯超限而发生爆炸事故。进行爆破时，需要在各个通往爆破地点的各个通道与爆破点直线超过120 m 处站岗，所有站岗人员都必须具有较强责任心，在站岗期间不得出现疏忽大意情况。巡岗人员要对站岗人员是否到位进行查看，在站岗人员抵达指定位置后，再通知起爆；爆破之后，要在巡岗人员通知可以撤离后，站岗人员才能撤离，不得私自离岗。进行爆破时，选择好炮眼位置，科学布置，控制好装药量，同时，施工人员要做好巷道挖掘控制，确保不会出现超挖情况，控制循环尺寸，而且要及时依据现场情况，设置临时支护；反底拱施工时，要依据现场情况，控制好反底拱造型。

3.4 喷浆

开展喷浆作业时，若巷帮存在活矸，要及时处理，完成处理后，再喷浆。为了确保喷浆质量能够达到预期，要让喷头与岩面保持垂直，喷头与岩面之间距离要控制在85～100 cm 之间，将水压控制在0.35～0.40 MPa，而风压则应控制在0.2～0.3 MPa。完成施工后，清理施工地点杂物。

4 结语

将联合支护技术应用在受地应力影响较大巷道区域，能够形成合理支撑，减小巷道位移量，解决人工假顶π 型梁在应用时发生的弯曲和折断等不良现象，保证作业面安全，以免在后续开采时发生安全事故。