浅谈我国煤矿掘进支护应用技术发展

徐涛

摘 要：煤巷井下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；井下；掘进；支护

一、引言

我国的煤矿生产多数是在地下进行 ，露天开采的数量极为有限， 根据有关统计数据，我国大部分煤矿开采近八成以上均需要在地下进行， 这种 井工开采 ， 井下作业，需要在地表以下开掘大量巷道，以实现采煤与运输的高效运行。由于地下矿井地质条件复杂、作业施工环境恶劣，搞好煤矿掘进支护，提高巷道畅通与围岩稳定水平，对提升煤矿安全生产质量与水平具有十分重要的现实意义。在这种背景之下，积极探索煤矿掘进支护的相关应用技术，提高煤矿掘进支护水平，对促进煤矿可持续发展意义重大。

近年来，煤炭开采业呈现快速发展趋势，一些矿井不断向大型化、现代化发展。作为开采的重要安全保障，支护工艺手段面临了更大的挑战，其中，巷道支护直接关系到开采人员的人身安全及工程开采的进度。针对不同的煤层状况，不同的地质状况，开采维护人员，不应该照搬一些成功支护方案，而应该吸取经验，结合实际，应该不断开发新的支护工艺，考察当地的实际土层情况，有层次，有针对的制定适合自己的支护方案。

结束语：

二、煤矿掘进支护发展现状

随着煤矿开采强度与范围显著增加 ，巷道布置出现了以下发展方向：

一是在巷道层位方面， 永久性巷道从岩巷向煤巷发展， 以提高掘进速度， 缩短建井周期； 放顶煤开采技术的广泛应用，使得回采巷道从岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展。

二是在巷道断面形状与大小方面，拱形断面向矩形断面发展，以提高掘进速度与断面利用率，回采巷道有利于采煤工作面的快速推进；小断面向大断面发展，以满足大型采掘设备与高开采强度的要求。

三是在回采巷道数量方面，单巷布置向多巷发展，以满足高瓦斯矿井及大型矿井运输、通风的要求。四是从巷道赋存条件方面，埋深从浅部向深部发展，简单地质条件向复杂地质条件发展。所有这些发展趋势都增加了巷道支护难度，对支护技术提出更高、更苛刻的要求。

煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长过程。我国煤矿于20世纪50年代开始在岩巷中使用锚杆支护，至今已有半个多世纪的历史。锚杆支护经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。早期的锚杆主要是机械锚固锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、端部锚固树脂锚杆、快硬水泥锚杆及管缝式锚杆等。这些锚杆支护强度与刚度低，支护原理上仍属于被动支护，只适应于简单地质条件。对高强度锚杆支护技术是由澳大利亚引进的锚杆支护技术。近年来，为了解决深部及复杂困难巷道支护难题，又开发出高预应力、强力锚杆支护技术。不仅重视锚杆的强度，而且更重视支护系统的刚度，特别是锚杆预应力的重要性，真正实现了锚杆的主动、及时支护， 充分发挥了锚杆的支护作用。

三、巷道围岩控制理论发展及支护技术研究

1、巷道围岩控制理论发展

在控制围岩变形破坏方面国内外一些专家学者都进行了一些科学分析，主要有以下观点：

（1）冒落拱理论：该理论核心思想是认为巷道围岩具备自然承载能力，方法是在巷道的上方将形成一个抛物线形的自然平衡拱。

（2）新奥法：该理论核心思想是充分调动围岩的承载能力，让支护体与围岩共同形成稳固的支撑圈。

（3）围岩弱化法、卸压法：该理论的核心是主张利用支护结构特点，结合围岩的土质结构，调整支护架结构，吸收并释放围岩能量，以此来提高围岩稳定性。

（4）主次承载区理论：该理论把巷道分为主次承载区，压缩区尾部在围岩深部，为维护巷道未定的主承载区，张拉区分布在巷道周围，为次承载区，需要通过支护加固手段加强承载力。以上为巷道围岩控制理论的部分专家分析，相关理论还有很多，在此不作一一论述。

2、巷道井下掘进支护技术研究

巷道井下掘进支护技术无论从理论知识还是方法手段上讲，都呈现多元化发展趋势，从宏观角度上讲，笔者分析主要有以下几种：

（1）围岩支护：这种支护手段可以称之为被动支护，其典型代表为棚式金属支架支护。它通过金属支架，直接作用于巷道围岩表面，以此来抵御或减缓围岩变形压力，这种支护技术可以作为临时支护手段，但隐患大。

（2）围岩加固：之中支护手段为主动支护，其典型代表为锚杆（索）支护，这种支护手段已经走向成熟，它把支护力度植入围岩内部巷道，不仅给巷道围岩表层起到支护作用，而且可以大大缓冲围岩变形周期。

（3）多元支护技术：这种手段近年来被煤巷井下掘进作业广泛采用，也可称之为符合支护，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。经过不断的发展，复合支护技术已经从最初的支护方式叠加，演变成多种方式的联合，融合如锚杆+锚索、锚杆+锚注等等；在特殊情况下时亦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。

四、煤巷井下掘进支护发展对策

1、放宽经济政策，加强领导重视。经济政策是保障煤炭企业作为支护的前提条件，一个企业只有放宽对支护安全资金投放力度，才能保障，支护改革的顺利推进。其次提高支护改革理念，改变传统支护观念，加强企业领导重视程度，是保证支护改革顺利进行的关键。

2、加强管理力度，加强技术培训。加强管理是巩固和发展支护改革成果的重要保证现场施工技术管理直接影响到支护的质量，也是决定支护改革成败的关键所在。主要是现场管理和信息反馈两个方面。当下已经有很多企业采用了计算机智能管理系统。其次，要加强技术培训，提高工人的技术水平。由于目前在职工人工龄短，素质低、技术差，只靠人并前培训的知识参加生产，对实际中的很多技术要求、操作规程不了解，给支护改革带来了很大阻力。我们在推广新技术、新工艺的同时，井上讲原理、工艺，井下讲实际操作相结合的培训方式，跟班作业，现场指导，才能提高工人的操作水平，保证支护改革的顺利进行。

3、支护原则及方案的选择。处于深部高应力环境下的巷道开挖以后，围岩表面产生几十毫米至几米的变形，且随开采深度加大，巷道变形量呈近似线性关系增大。巷道围岩的变形增长和破裂区的形成經历了一个时间过程，深部巷道变形发展速度在巷道刚开掘时较快，以后逐渐衰减，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。

4、进行支护效果监测。完整的现场监测资料可以为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和发展的重要保证。其主要目的在于：掌握巷道围岩动态及其规律性，为巷道支护进行日常动态化管理提供科学依据；为检验支护结构、设计参数及施工工艺的合理性，修改、优化支护参数提供科学依据；监控巷道支护的施工质量，对支护状况进行跟踪反馈和预测，及时发现工程隐患，以保证施工安全和巷道稳定；

五、结束语

本文阐述了煤矿掘进支护的重要意义，并对煤矿支护进行深入研究，分析了当前煤矿掘进支护发展现状，提出了煤矿掘进支护应用的对策措施，以提高煤矿安全生产水平 。

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）

[2]薛润根，阴永生.优化巷道支护参数，提高巷道掘进速度[J].山西焦煤科技，2011（7）