煤矿开采中的软岩巷道支护方案分析

徐宇

摘 要：煤矿开采的岩层构造复杂，存在较大的安全隐患。在开采过程中，需要对软岩进行一定的勘察，保证顶板的安全，防止塌陷事故的发生。本文主要针对于该安全隐患的解决方案—巷道支护方进行分析。

关键词：煤矿开采；巷道支护；安全

一、煤炭开采中支护技术的作用

在煤炭开采过程中，很容易遇到松软的煤层地质结构，对巷道的挖掘和开采需要稳定的巷道支护技术，防止围岩的原始力遭到破坏，威胁到岩体的经应力产生岩石断裂和坍塌。在巷道开采中，煤层的支撑力主要靠岩石本身的强度和弹塑性，但是在软煤层中，岩石的强度相对来说较低，再加上开采过程对岩石的结构有一定的破坏，软岩的塑形变化，就需要一定的外部支护力量来维护岩层结构，保证开采的安全，防止巷道结构破坏造成的煤层支护力度弱化、支撑点断裂。而对于硬度较强的煤层，当煤层结构被破坏支护，就会导致原有的承载力丧失，开挖巷道刀子塑性能被释放出来，就需要支护技术来取代原有的承载力。但是由于煤层开挖引起的向临空区运动合力，需要足够的塑性状态来保障支付力，因而需要考虑到支护过程的变形空间和释放空间，才能较好的保障煤层支护技术的安全。煤层的软岩结构，特别是在巷道开采过程中，需要根据软岩的性质和地压情况进行必要的支护技术，通过勘察岩层的特性，判断巷道的位置和断面技术，从而保障巷道开采的稳定安全。

二、软岩煤层的支护技术分析

在煤炭开采过程中，巷道软岩煤层的支护技术是一大难点，针对巷道位置本身的特殊性和软岩煤层的地质特征，需要对起支护位置和支护方式进行对接，根据断面的形状分析底板的管理，从而确保支护技术的安全可靠。

首先，需要根据巷道稳定性特点选择支护的位置，根据需求尽量选择煤层质地比较均匀雨水量小的地区，从而确保其抗压力，再勘察软岩层的性质结构，避免支撑压力，一般来说，“其压力大小与煤层距离和落煤方式有关，用风镐落煤时，岩石大巷距煤层达20到30米时，基本不受动压影响。除要避免移动支承压力的影响外，还必须避开采煤工作面上下固定支承压力的影响范围，把巷道布置在应力降低区或原岩应力区内为最好。”根据支护位置的确定，保障支护方式的效益最大化，支护方式针对煤层软岩的结构特点和性质，加强其塑形平衡，控制煤层的稳定性和抗压性，主要是为了防止煤层结构破坏而造成的塌陷，当煤层结构破坏越大，支护技术要求越高，因而不能简单的采用某一种支护技术来稳定煤层结构，而需要针对支护位置的煤层性质来进行技术勘察。

在挖掘过程中，可以针对煤层软岩的性质和结构采用围岩加固+锚网喷、锚梁网+锚索联合、锚带网+架棚联合，或者二次锚网喷登方式进行支护，在煤层中，巷道挖掘会一定程度的引起围岩的变形和位移，破坏了煤层软岩的结构，煤层的支撑力减弱，容易造成煤层的断裂。这时候，用简单的梯形支架难以保障其稳定性，加上位置窄小，空间有限，支护力度不高容易发生断梁的情况；如果利用混泥土的方式来进行巷道的支护，对于低压冲击要求相对较高，如果低压不均匀也容易发生危险。所以说，根据煤层的不通位置，需要用的支护机构也是不相同的，一般来说，在进行一次支护的时候，需要考虑到煤层围岩与支架的共同作用，采用一定收缩性的支架，保障围岩发生位移的可能，又能充分发挥围岩的自承力，同时又能限制围岩的位移范围。通过对岩层的勘察，测量位移速度，进行煤层巷道的二次支护，保障围岩的地压得到释放。

其次，需要根据煤层软岩的断面形态来进行底板的管理。根据煤层软岩的特殊结构，考虑到支护不仅仅是受到岩层本身的重力，而且对于周围岩层的结构变化造成的膨胀压力也需要具有一定的承受能力，一般的直墙半圆拱或三心拱开断面不能稳定的对巷道进行支护，所以，一般情况下，需要对断面进行全面的勘察，在掌握其特性的基础上，分析断面的压力大小与方向，来选择用直墙还是圆形。在压力较大的情况下，一般选用圆形巷道断面进行支护。根据煤层软岩的巷道开采过程中，其地质结构肯定是要遭到破坏，当压力增加，围岩的膨胀性增加，一次性的支护方式难以保障其稳定，就需要根据断面形式来进行底部的底拱处理。“若用圆碹或近似圆碹作二次支护，则要按砌底拱、压墙、砌拱的顺序施工，一次完成。锚喷支护作一次支护，则可在一次支护完成一段时间、底板应力得以充分释放之后再砌底拱，与二次支护同时完成较好。”所以说，就当前的支护技术来看，一般针对底部压力受力不均，可以采用底鼓防护是砌块砌筑底拱，但是当底部压力较大时，就需要科学严谨的分析态度，进行一次支护与二次支护的结合，从而控制底板，强化支护力度。

结 语：综上所述，在煤矿开采过程中，煤层巷道中的软岩结构对于煤矿的开采是非常不利的，容易由于开采过程破坏煤层结构造成应力不足，煤层结构变化围岩发生位移，造成煤层断裂或者是坍塌，对煤层开采造成安全隐患。因而，需要对煤矿巷道进行必要的支护技术运用，通过分析煤层巷道的地质特征和软岩结构，计算围岩发生位移的范围，采用一支支护和二次支护相结合的形式，稳定煤层结构，通过分析断面结构和形态，排除底部的地拱现象，形成全方位的煤矿开采技术保障，促进巷道开采的安全执行。

参考文献：

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[2] 李鹏 . 金宝屯煤矿软岩巷道支护方案研究[J]. 《辽宁工程技术大学》 2005年，2005.endprint