煤矿开拓巷道支护技术的浅析

煤矿开拓巷道支护技术的浅析

王海文

淮南矿业集团顾北煤矿开拓一区安徽省淮南市232000

身份证号码：21092119831105XXXX

摘要：随着煤矿的不断发展，近年来，煤矿开拓巷道的支护技术也在不断地发生变化，由于组装、运输、安全、效益等要求日益提高，巷道的断面也在不断增大，支护强度也在不断增强，支护时间也在逐渐缩减，因此，煤矿开拓巷道支护技术如何帮助煤矿解决安全问题、效益问题，如何在施工现场得到广泛应用，如何做到“技术经济一体化”，这就需要我们煤矿人去探索、去解决这个问题，通过对支护技术不断地改进、创新，提升巷道围岩的稳固性，进而提高开拓巷道的经济性。

关键词：开拓；支护技术；应用

引言

我国的煤炭开采大多采用井下作业，井下开采工作的开采形式就是矿井作业，需要开拓巷道，因此这些巷道的稳定性对于采煤和运输工作的顺利进行以及煤矿生产的安全性具有重要的意义。矿井的开采作业环境恶劣、水文地质条件复杂，这就导致了井下的采掘活动存在着很大的不确定性，必须要有大量支护完好巷道作为基础，才能确保煤矿的安全开采。稳定的巷道支护和先进的支护技术，不仅能保证煤矿的安全生产，还能保证其经济效益。因此，努力探索煤矿的开拓巷道支护技术及其应用，对于煤矿行业的可持续发展有着重大的现实意义。

一、煤矿开拓巷道的支护方式

煤矿开拓巷道支护有以下几种方式：砌碹支护方式、架棚支护方式、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。架棚支护方式是九十年代初期较为常用的支护方式，这种支护方式的特点是同时具备刚性和柔性。其缺点是造价较高。锚喷支护方式在支护技术中起着重要作用，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，经济性较高。随着锚喷支护技术的不断发展，应用的范围也变得广泛。以某煤矿为例，该煤矿在原有的支护方式上，引入锚喷支护，顶板采用锚索加强支护，使支护质量更加安全、可靠。注浆加固方式能够将巷道围岩应力重新分布，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支护方式，目前该支护形势在水文地质条件复杂巷道被广泛的应用。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。

二、巷道支护技术的具体应用

1、确定岩石特性，搞好施工前准备工作

对于煤矿井下巷道掘进而言，作业单位首先应对岩石的性质进行分析，从而优化与改进支护方案。根据地质测量部门细致、深入地探测区域岩石的结构、成分、性质等，进而获得有关的岩石特性调研分析报告。结合岩石特性调研分析报告设计最优的支护方案，并对地质隐患做好事前预防和过程控制，进而确保煤矿井下巷道支护工作安全、高效。作业人员必须严格按照巷道的支护技术参数施工，方能保证其巷道的支护质量满足使用需求。与此同时，生产设计部门、水文地质部门应多深入现场展开调研，获取有价值的信息数据，根据现场实际情况，进而优化设计参数，完善设计方案。

2、永久性支护技术

这种支护技术的材质是混凝土，所以又称混凝土的永久支护技术。永久性支护主要是指在巷道中进行混凝土支护工作，确保煤矿围岩结构不会受到破坏。在巷道支护工作中，要合理确定施工距离，并保证所选择的锚杆能够符合煤矿质量标准化要求。并在锚杆安装完毕后，埋好作为喷射厚度的标钉，然后进行混凝土喷射工作，只有确保混凝土喷射层达到规定厚度后，才可以进入作业。混凝土喷射完毕后，作业人员需要进行钢筋网安装工作，并在其表面再喷洒一层混凝土，提高煤矿井下围岩的密实度，保证巷道在开采过程中不会发生垮塌。

3、锚喷支护技术

锚喷支护技术也是属于早期煤矿工程支护技术中的一种，主要通过内部与外部的共同加固来实现巷道围岩周边的全部密封，从而减少自然因素对巷道的影响。与其它支护技术相比，锚喷技术更具优势，因其造价成本较低，常用于煤矿工程巷道支护中。另外，支护技术对于煤矿的开采深度也有要求，在煤矿巷道支护设计中，必须要分析其开采深度，针对性地选择支护技术。而且大多数情况下，开采深度越深，其支护的强度也会越大，会同时使用2种或2种以上的支护形式来加强巷道的支护效果。虽然多种支护形式的同时使用使得造价成本偏高，成巷速度偏慢，但巷道的从长远使用来看，减少了巷道后期的维护，实用性较强。

4、围岩与支护的有效统一

相比于以上的一系列支护技术，最为理想的支护方式是围岩与支护的有效统一。该支护方式的应用可以很好地利用围岩自身的承载性能，降低支护体承载载荷，通过组合拱理论和锚杆悬吊理论实现支护效果最大化。这种支护形势的施工过程是：在完成巷道的开拓之后，使用锚网支护巷道围岩，再结合巷道顶、底板及围岩变化情况，选择合适的时间点，在围岩变形量小幅度释放后，采用锚索强化支护，从而实现围岩与支护体整体组合水平的大幅提升。此支护方案的应用可以最大程度地利用围岩本身的承载能力，以及有效地提高了刚性锚（索）杆支护的强度。

5、加强支护设备的升级和更新

煤矿巷道支护技术的变化与应用，需要支护设备的升级和更新。尤其是煤矿开采深度的增加，增加了井下作业的危险性与复杂性。只有煤矿企业以及国家相关部门加大科研力度，创新支护技术，才能有力促进煤矿巷道支护技术的进步，保证煤矿企业的可持续发展。但是煤矿巷道开拓是一项理论与实践高度结合的技术，很多最新的研究成果，并不能直接利用到实际的煤矿巷道支护中。另外，部分煤矿巷道支护设备比较落后，也影响了最新研究成果的应用与普及。要想改善这一点，就必须要相关煤矿管理部门意识到煤矿巷道支护设备更新与升级的重要性，加大支护设备的升级与更新力度，才能实现煤矿企业的安全有保证，效益有提升。以淮南矿业集团顾北煤矿13421底抽巷为例，其支护设备采用了液压两臂锚杆钻车进行锚杆支护，其安全性有了明显提高，杜绝了迎头顶板事故；支护效率大幅提升，支护时间缩减了二分之一；作业环境得到有效改善，劳动强度大幅下降。因此说，新设备、新工艺的应用，对煤矿的发展至关重要。

6、支护技术要根据现场不断改进完善

选择合理的支护技术，是提高掘进效率的关键。根据不同的地质条件，设计不同巷道支护参数，“具体问题具体分析”是支护技术的精髓。比如巷道布置在稳定的岩层，巷道变形会较小，可以采用喷浆支护技术；巷道布置在地质条件复杂的层位中，巷道变形量会较大，可以采用便于维护的U型钢支护技术，同时附加喷、注浆支护工艺，支护效果会更好。同时选用两种或两种以上支护方式，使多种支护方式优势互补，共同发挥作用，保证围岩的稳定是未来煤矿巷道支护技术的一种发展趋势，如何更好地让这种方式产生更多的经济效益、安全效益，还需要我们去进一步探究和总结。

结语

随着煤矿开拓巷道的安全性、经济性在不断提高，开拓巷道对支护技术也有了更高的要求，怎样才能在“技术经济一体化”中提升支护技术并被广泛应用，除了要根据煤矿巷道实际情况选择合理支护技术外，既要从技术研发入手，加大科研投入，不断对现有技术进行改进、完善，创新，还要从设备、工艺入手，升级更新，优化组合，使开拓巷道的支护技术有一“质”的变化。

参考文献：

[1]郭晓江.煤矿开拓巷道支护技术的应用研究[J].机械管理开发，2016，109（9）：94-95.

[2]任伟，夏忠华.煤矿开拓巷道支护技术分析[J].科技创新与应用，2015（5）：69.