煤矿巷道支护技术的研究与应用衣庆波

煤矿巷道支护技术的研究与应用衣庆波

衣庆波

黑龙江龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗矿业公司峻德煤矿黑龙江鹤岗154111

摘要：巷道支护技术广泛运用在我国的煤炭工业技术中，且一直在被深入研究。随着我国煤矿开采事业的发展，巷道挖掘越来越深。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；形式；应用

1引言

煤矿开采工作具有极高的危险性，所以在实际开采时，无论是何种技术，若不能正确使用都会造成严重的经济损失。所以必须保证技术万无一失，特别是煤矿巷道支护技术。近年来，我国煤矿巷道支护技术取得了较大进步，但相较于发达国家来说其水平仍有待提高，如何有效提升我国煤矿巷道支护技术成为了一个重要课题。

2煤矿工程中的支护技术

因实际环境的复杂性，煤矿开采工程中支护技术的运用形式有很多种，较为常见的有：砌碹支护技术、棚式支架支护技术、锚喷支护技术。1）砌碹支护技术。砌碹支护是最先研究并运用的技术，通常会使用钢筋混凝土、料石等加固材料运作。砌碹支护的缺点在于施工复杂，致使工期缓慢，如遭遇巷道围岩形状有较大变动时就无法使用。以往砌碹支护只适合于大型巷道。2）棚式支架支护技术。棚式支架支护是目前使用最为广泛的煤矿巷道支护技术，运用各种坚固材料，如：金属、木质等，依据巷道围岩截面的实际形状，设计成相应贴合的形状，以U型钢、工字钢等形式对巷道围岩进行支护。棚式支架支护属于比较被动的支护方式，在复杂地质条件下保障效果较差。3）锚喷支护技术。锚喷支护也属于较早类型的煤矿工程巷道支护技术。当时因其成本较高，所以运用不多。实际上锚喷支护的性能相对于其他种类的支护技术更好。锚喷支护技术将巷道围岩周边全部密封，使巷道免遭因自然因素而产生的强度变化。通过内外加固为围岩提供了主动性的支护保障。通过科学对比，发现锚喷支护技术具备其他支护技术的优点，且避免了缺点，属于综合性煤矿工程巷道支护技术，在当今煤矿行业中应用广泛。

3煤矿巷道支护技术的应用对策

3.1建立健全支护监测制度

建立健全的支护监测制度，一方面可以让井下作业人员更好的了解掌握围岩发展状况的一些参数，另一方面也掌握了围岩的一些运动规律与选取支护方案产生的具体效果。所以，煤矿企业为掌握更加全面准确的检测数据，应加大对支护系统的监测力度。对检测数据进行分析，不仅可以跟踪巷道支护的具体情况，还可以分析、预测围岩可能会发生的一些情况并进行改正。此外，健全支护监测制度，对支护方案的制定设计提供了依据。

3.2加强对现场勘查，制定合理的支护方案

合理有效的支护方案会提升支护效果，所以应加强勘察巷道施工现场，掌握了解围岩特性。在制定支护方案时，考虑允许巷道围岩有一点变形的情况，围岩的小变形会释放围岩表层岩体发生破碎时产生的部分应力，这样就很好的减少围岩的变形量。此外，制定支护设计方案过程中，应考虑应用多种支护技术或多种组合支护方式相互配合来进行制定支护方案。

3.3高应力巷道分析

围岩应力与围岩强度是影响巷道破坏的两个重要因素，当围岩应力比围岩强度大时，巷道围岩易发生失稳现象，造成巷道破坏。由此可见高应力巷道极易发生巷道破坏。第一，高应力巷道变形破坏特征。高应力巷道大致分为深埋高应力巷道、构造高应力巷道以及采动高应力巷道。由于巷道受内部高应力的作用，会使煤岩体的实际变形特性产生变化，具体主要表现为：1）在高地应力的影响下，巷道围岩会从脆性变形逐步转变为塑性变形，这样对于那些深部坚硬围岩来说，软岩变形特性将会更加明显。2）巷道围岩时间效应明显，流变特性显著，会呈现出很大的累积变形量，持续的大变形会增加围岩控制难度。3）部分强度大、冲击倾向性强、具有脆性较大的围岩，在高应力的严重影响下，会呈现出更加显著的动力冲击破坏特性，易突然发生巷道破坏，瞬间摧毁围岩，震动大，巨响大。第二，高应力巷道围岩的控制。可通过下列三种途径来控制高应力巷道围岩：一是应科学布设巷道，使巷道处于基础地质条件较好的区域；二是可借助人工卸压法，来降低巷道围岩应力，还可通过强化巷道内支护，可让一些U型钢、工字钢、钢管混凝土等直接支护体，直接支护于巷道围岩表面，以更好地抵抗受内部应力向巷道内变形收敛；三是加固围岩，可借助锚杆、锚索以及注浆等方式来加固支护围岩，以增强围岩自身自承载能力，对围岩变形破坏进行有效控制。

3.4锚杆支护技术在软岩巷道中的应用

我国很多煤矿的巷道都是软岩巷道，这种巷道支护困难很大。软岩巷道主要有以下几个特征：软岩巷道煤层顶部的岩层胶结性非常弱，一旦遇水，很容易出现膨胀，周围的围岩也不够坚固，巷道容易受风化作用影响，产生崩解等。在软岩巷道中，煤层厚度在5m左右，由于煤层在形成过程中，受节理发育的限制性比较强，所以煤层的抗压能力非常弱。很多煤层顶部以及底板的岩层都是砂质类的岩层，岩层松散破碎，抗压强度很低，一旦遇水就会发生膨胀。在对软岩巷道进行支护时，经常使用树脂全长预应力锚固技术，使巷道的表面呈现出垂直的状态。在支护过程中使用金属网和钢筋网，这样能够防止软岩巷道变形，防止巷道的围岩出现膨胀，保证围岩的整体性与安全性。还能够使锚杆的强度和预应力大大提高，防止岩层出现变形或者拉伸状况，提高描杆的支护效果。在软岩巷道中使用锚杆支护技术能够大大降低巷道的围岩变形程度，加强巷道的坚固性，保障巷道的安全，能够在最大程度上降低煤矿巷道事故。随着锚杆支护技术的进一步发展，锚杆支护技术在煤矿开采中得到了越来越广泛的应用，目前常用的锚杆支护技术主要有３种应用情况：第一种是用于存在潜在破坏或者遭受被动悬吊破坏情况下的煤岩体中；第二种是用于锚固区的壳、拱、层或者梁的结构之中；第三种是使用锚杆支护技术对锚固区围岩的应力状态和力学性能进行改变，控制围岩的破坏或者变形。在实际的使用过程中，锚杆支护主要用于控制围岩的破坏或者变形，在这种情况下，锚杆的受力曲线可以分为几种不同的类型。

3.5复合支护应用

复合支护适用于相对复杂的条件。在煤矿工程中常常会遇到多种地质混杂的情况，此时不可只单靠支护架本身的强度，还需多种支护方式融合，达到刚柔并济的效果。而此理论在早期的应用效果十分显著，而现如今的煤矿工程发展发现，复合支护应用理论适用性较低，需要多次翻修，且稳定性差。

4结束语

随着社会经济与科学技术的发展，煤矿开采企业对于巷道支护技术提出了更高的要求，由于每个煤矿的地质情况差别较大，所以在进行实际的煤矿巷道支护时，要对煤矿的地质情况进行充分考察，根据煤矿的实际情况选用合适的支护技术，防止巷道变形或者坍塌，确保煤矿开采安全。

参考文献：

[1]陈光华，孟浩，李立立.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J].山东工业技术，2017（08）：67.

[2]刘国忠.浅析煤矿巷道锚杆支护技术的应用与优化[J].机械管理开发，2017，32（03）：83-84+157.

[3]陈青峰.锦瑞煤矿巷道围岩分类与锚网索支护技术应用[J].煤炭工程，2016，48（12）：46-49.