煤矿巷道掘进支护技术的研究与应用

王辉

摘  要：煤巷掘进是煤矿开采的重要环节，而作为煤巷井下掘进安全生产的重要保护环节，煤巷掘进支护则是保证煤矿顺利安全生产的重中之重。与时俱因地制宜的制定适用的支护方案，显得尤为重要。

关键词：煤巷;掘进;支护技术

一、煤巷围岩控制理论的研究

近年来，国内外一些专家学者对控制围岩变形破坏这些方面进行了科学的分析和研究，主要包括以下几个方面：

（1）围岩弱化卸压理论：该理论的核心内容是提倡利用支护结构的特点，根据围岩自身的土质结构，对支护架的结构进行调整，吸收并释放其围岩能量，以此提高围岩自身的稳定性。（2）冒落拱理论：该理论认为巷道围岩是具有自然承载能力的，方法就是在巷道的上方将形成一个抛物线形的自然平衡拱。（3）主次承载区理论：该理论把巷道分为主承载区和次承载区，压缩区的尾部在围岩深层，是维护巷道未定的主承载区，张拉区分布在其周围，称为次承载区，这些都需要通过支护加固手段来加强其承载力。当然，煤巷围岩控制理论还有很多，在此不一一列举。

二、煤巷掘进支护技术的研究

（1）围岩支护技术：这种支护手段又可以称为被动支护，其中典型代表是棚式金属支架支护。它是通过金属支架，直接作用于巷道围岩的表面，以此来减缓围岩变形压力，这种支护技术也可以作为临时支护手段，但是隐患大。（2）围岩加固技术：其中支护手段为主动支护，典型代表为锚杆（索）支护。这种支护手段已经逐步成熟，它能够将支护力度植入围岩内部巷道，不仅对巷道围岩表层起到了支护作用，而且还大大缓冲了围岩的变形周期。（3）多元支护技术：这种手段近年来在煤巷井下掘进作业中广泛采用，也可称做符合支护。是指几种支护形式的组合或者采用复合材料进行支护巷道。经过长期的发展，复合支护技术已经从最初的叠加支护方式演变成了多种方式的结合，融合如锚杆+锚索、锚杆+锚注等等。在特殊的情况下时可以有主被动方式的联合，如稍体+锚杆（索）、金属支架+锚杆（索）、金属支架+锚注等。

三、当前煤巷掘进支护存在的问题

（1）从软件方面讲，首先是防范意识不强，一些煤矿开采单位把经济利益放在第一位，太过于急功近利，在开采过程中重产量，这些请注意安全防护。其次是资金投入不到位。一些煤矿企业在资金投入和支配方面分布不均，在对井下掘进支护上的投入力度不够，不经常进行支护交流，没有能够及时有效的引进先进的支护工艺，同时现场的评估也不到位，给开采留下了诸多安全隐患。（2）从硬件方面上来说，主要是技术手段非常薄弱。一方面是专家的人数不够。对于一个煤矿开采企业来讲，必须配备与企业开采量相匹配的专家人手，同时配备一定数量的助手，进行不定期的勘察和检验;另外一个方面就是专家个人技术水平往往停滞不前没有提高，再加上缺少企业相互间的交流与沟通。同时设备更新不及时。

四、加强煤巷掘进支护的新方式

（1）注重提高认识，增加资金投入。加强企业领导对煤巷掘进支护工作的重视程度，不断提高支护理念，改变传统观念，这是保证支护改革顺利进行的关键。同时要加大资金投入力度。 充足的资金投入是保障煤炭企业中煤巷掘进支护工作的重要前提条件，一个企业只有放宽了对支护安全资金的投入力度，才能保障支护改革的顺利进行。（2）注重企業的强化管理，加强企业的培训力度。加强管理是为了巩固和发展支护改革的成果，现场对施工技术的管理会直接影响到支护的质量，同时也决定了支护改革的成败。因此，要加强技术培训力度，在推广新技术和新工艺的同时，也要采用井上对其原理、工艺以及井下的实际操作相结合的培训方式，不断的加强企业煤炭工人的操作水平，从而确保支护改革可以顺利进行。（3）坚持支护原则，科学选择方案。在处于深部高应力环境下的煤巷开挖后，在围岩的表面产生了几十毫米甚至几米的变形区域，并且随着开采深度的不断加大，煤巷变形量呈现出了近似线性关系的增大。煤巷围岩的增长变形和破裂区的形成经历了一个很漫长的时间过程。深部巷道的变形发展速度在巷道起初开掘时较快，之后不断地衰减，然而在巷道顶、底板处产生压应力集中的剪切破坏，直至剪切滑移裂缝交错而破裂区完全形成。从支护方案及支护机理这两个方面来讲，允许巷道围岩的一些变形，但是确能对围岩变形破坏进行有效的控制，在围岩的表层岩体发生了一些程度上的破碎，从而释放出部分高应力，不仅可以有效地降低围岩的变形量，而且支护体承受了较小的变形应力，既有利于主承载结构发挥高承载能力，又有利于支护的次承载结构稳定。（4）注重效果监测，确保安全生产。完整的现场监测资料数据可以给巷道支护的成功实施提供基础数据，是巷道支护工程得以巩固、发展的重要保障。要熟练的掌握巷道围岩的变化及其规律性，为巷道支护的日常动态化管理提供科学依据。

言而总之，针对不同的煤层状况和地质状况，开采维护人员不能照搬成功的支护方案，而应该根据实际情况，吸取之前的经验教训，不断的开发新的支护工艺，考察当地实际的土层情况，有层次，有计划，有针对的制定适合自己的支护方案，确保安全生产。

参考文献：

[1] 白玉明，朱朝海.掘进巷道支护的优化改进[J].科技资讯，2012（17）