矿井巷道支护技术分析

矿井巷道支护技术分析

贺洪坤邢界国

山东东山新驿煤矿有限公司山东济宁272100

摘要：在进行煤炭开采时，需要保持巷道的畅通，保证围岩的稳定，随着煤炭开采深度的加深，井下环境变得越来越复杂，使深层煤炭开采具有相当大的难度。井下开采程度不断加强，地质条件非常复杂，出现了很多高地应力巷道、特大断面巷道以及松软破碎围岩巷道等，极大地增加了巷道的支护难度，传统的支护技术已经满足不了现代煤炭开采的需要，所以研究新的煤炭巷道支护技术势在必行。文章基于保障煤矿开采工程的安全性上，对煤矿开采巷道支护技术的运用展开讨论。

关键词：煤矿；巷道；支护技术

引言

煤矿开采通常以地下作业为主，在进行地下作业时，需要开辟很多巷道来进行开采工程的通行、运输。而地下作业时，巷道很可能出现塌陷，因此必须对巷道进行支护，最大限度地保障工程进展顺利及工作人员的安全。因此需要更完善、合理、稳定的支护技术提供安全保障。

1、什么是煤矿巷道支护

对于煤矿巷道支护的研究，我国耗费了大量的人力及精力，并通过多次研究及分析获得了一些有关煤矿巷道支护的理论。并且通过实践检验了其实效性。在目前的煤矿巷道支护工作中，有很多的相关理论得到了应用，并且达到显著的效果。像是之前出现的新奥支护理论、松动圈支护理论和围岩强度强化理论等。而且每个理论都有相应的支护原则，例如新奥支护理论它就是利用爆破的方式及锚喷支护的原则；锚喷支护是再次对围岩的加固，确保围岩具有足够的承载力，这样会使围岩的内部也会形成一个新承载圈。因此在工作中要注意支护工作。

2、煤矿巷道支护技术要点分析

2.1砌碹支护

砌碹支护由四种形式构成，即混凝土砌块、现浇混凝土、现浇钢混以及料石等。此种支护技术应用时期较早，因其工艺技术较为简单且加固性较强，使得在现阶段的部分巷道掘进施工中，仍采用此种方式进行支护。然而，砌碹支护技术归属刚性被动支护范畴，不仅劳动强度大，施工推进速度缓慢，且适应性较弱，并伴随较高的投入成本。由此也导致此种技术形式难以满足多样化的煤矿巷道支护，仅能在硐室或特殊巷道内得以应用。

2.2棚式支护

棚式支护技术所选用的支护材料可选取为木材、金属以及钢筋混凝土材料，但随着各类支护材料在应用中的综合评估，如适应性、成本、加固程度以及施工便利性等，致使在现阶段的棚式支护技术应用中仅留存具有便利性特点的金属材料所构成的支护技术形式。然而，棚式支护形式与砌碹支护形式同属刚性被动支护技术，所存在的缺点基本相同，这也使得此种支护形式逐步被其他现代化的支护形式所替代。

2.3锚杆支护

实施锚杆支护技术时，不仅要严格控制锚固区域内的围岩滑动变形等情况，更要对所涉及到的托板、钢带以及金属网等支护系统构件进行细致的选取与设定。在此基础上，应通过锚杆所具有的加固性能，来保障周围岩体的结构稳定与完整。此外，在应用锚杆支护技术时，应选取具备高预应力的强力锚杆来辅助支护方案的实施，以此确保支护过程中围岩形变或应力破坏的情况得以削减或消除。

2.4锚索支护

在煤矿巷道掘进施工中，所涉及到的岩层地质条件千变万化，不仅会由小构造体的破坏而生成的细小碎块，更会依照掘进的深入而促使地应力的显著提升。并且，对巷道支护与顶板管理的难度也会明显增加。在此基础上，若采用锚喷支护形式的巷道，便极易出现喷层开裂、脱皮掉块以及顶板下降等问题，此时，则应选取锚索支护技术进行巷道的支护工作，以此确保持续施工的安全性与稳定性。

2.5注浆加固

注浆加固技术是利用水泥与高分子材料等制作成注浆液并将其注入围岩之中，由此将岩体构成具有明显强化作用的加固带，进而有效改善围岩原有的应力结构。而此种注浆加固结构也是施工中所提到的注浆帷幕，通过此种加固形式的应用能够有效提升岩体的整体性与稳定性，促进围岩强度得到进一步的增强。除此之外，还应在选取好注浆材料后，对巷道的地质条件以及现场的施工作业环境等进行紧密的结合，以此确保煤炭生产的安全性与经济性。

3、巷道支护技术在煤矿中的应用对策

3.1根据矿井巷道实际地质条件，选择适当的支护方式

目前，巷道开挖掘进支护中最常用的支护手段是锚杆、锚网、锚喷支护，在实际巷道掘进过程中，应根据不同阶段巷道围岩状况，围岩周边构造动态的选择更为合理的支护方式。首先要掌握巷道围岩等级，构造及水文情况，选择合理有效的支护配套策略。例如，需要加强围岩支护强度时，可以应选择锚杆、锚网联合支护；在井下巷道围岩条件好、稳定系数高的区域中应考虑选取刚性支护方式；在巷道围岩稳定性低巷道中，伸缩支护方式则应是首选。

3.2加强现场地质勘测，制定合理方案

制定合理有效的支护方案是巷道取得有效支护的前提，因此需要对巷道周边岩层强调勘察，掌握围岩赋存特征。在制定巷道决堤支护方案时，需要加强对围岩变形的分析。围岩出现小变形将有利于释放岩体破碎时出现的应力集中，减少巷道围岩变形量。另外，在制定巷道支护方案时，应综合考虑方面技术、材料、设备等情况，选用一种或者多种组合方式来保证巷道支护方案可以得到实施。

3.3 建立和完善巷道变形监测系统

建立完善巷道变形监测系统，不仅可以使煤矿井下工作人员更好地掌握巷道围岩变形数据，还可以分析围岩运动变形规律和分析巷道支护效果，为巷道支护参数的选取提供参考数据。为了掌握更加全面，准确的检测数据，煤矿企业应加强对巷道变形数据配套系统的监控。对巷道变形监测试验记录、数据分析不仅可以追踪巷道支护的具体情况，还能预测巷道变形趋势，对围岩支护参数进行纠正。此外，完善的井下巷道支护监测系统，是制定和设计出巷道支护方案的重要参考依据。

3.4加强对巷道支护设备的维护、保养、更新工作

煤炭开采强度和开采深度不点增加，为减少煤炭开采安全隐患，提高矿井经济效益，各级政府、相关科研院所和煤炭企业近年来投入大量资金和人力加大对巷道支护及相关配套技术的研发工作，并取得了一系列的成果。理论研究成果领跑施工技术及设备水平，技术研发成果存在与现场实践脱节，不能很好的运用到煤矿井下巷道支护实践中。这就造成研发出来的新设备无用武之地，矿井井下支护配套设备老化严重，更新缓慢，不能及时采用新技术的局面。加强科技研发成果的转化工作，使得更先进、实用的巷道支护设备投入到矿井巷道支护工作中，促进巷道支护设备的及时更新，推动矿井向更安全高效发展。

3.5加强职工培训

配套设备、技术需要通过人才能转化成具体成果，煤矿巷道施工人员及现场指挥人员的技术水准直接影响巷道支护效果，进而对矿井的经济、安全效益产生影响。煤矿企业要加强对职工培训工作，使其掌握新技术、新工艺，建立并实施技术培训制度及现场实训考核制度，切实增强职工各方面的专业技能。

结束语

对于地下作业而言，安全是第一要素。我国煤矿巷道支护技术还存在一定缺陷，应当在采取相应措施改善后再进行作业，最大限度地保障作业人员的安全。

参考文献：

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