煤矿巷道支护技术的研究与应用

郑国社

（阳城阳泰集团晶鑫煤业股份有限公司，山西　晋城　048100）

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。

1　煤矿巷道支护技术的概述

煤矿巷道支护技术包括装配式钢筋混凝土支护、可缩性金属支护、刚型支护和锚杆支护。经实践证明，锚杆支护缩减了巷道支护支出成本，减轻了工人劳动压力，是巷道支护技术中最有效的支护技术[1]。此外，锚杆支护简化了超前支护和采煤工作面端头支护的工艺手续，对安全生产提供了保障，提高了采煤工作面的效率。目前，锚杆支护技术已在国内外得到广泛使用。

挖掘大量的巷道是我国当前各地进行煤炭开采的主要方法，有很多煤矿企业挖掘的巷道深度已经超过了700m，有些甚至达到了1 000m。煤矿巷道及其支护技术在煤矿巷道中的应用，具有高效、安全、科学等特点，一方面能够增加煤矿工程的使用年限，提升工程安全系数；另一方面能够降低煤矿安全生产事故发生率。因此，根据各地煤矿的特点，如何科学有效的应用煤矿巷道及其支护技术，提升巷道安全系数，减少安全事故的发生，提高煤矿的经济效益，已成为当今煤矿产业研究探讨的一个重点。

2　当前煤矿巷道支护存在的问题

目前在国内外使用最广泛的是锚杆支护技术，以锚杆支护技术为例介绍当前煤矿巷道支护存在的问题。

2.1　锚杆支护技术发展状况

由于我国很多煤矿企业挖掘的煤矿巷道深度已经超过了1 000m，由于其开采深度大、地质复杂，大大增加了矿井事故发生的可能性。然而，随着煤矿开采技术的不断改革与资金的大量投入，在巷道支护中使用新技术和材料保障了煤矿巷道支护技术的应用[2]。当前，从应用范围看，锚杆支护技术从原来的稳定岩层、静压巷道已经发展到了破碎岩层、动压巷道等；从支护形式来看，锚杆支护已经发展到了锚网带及锚索等多种方式联合支护。极大地促进了锚杆支护技术的发展。

2.2　锚杆支护存在的问题

煤矿巷道支护技术虽然得到了煤矿企业的大力支持，但仍存在很多问题，具体表现在以下几点；

1）由于煤矿矿井的深度不断增大，地质构造更加复杂，提升了煤矿巷道的压力。地质构造的复杂性会促使煤区、断层构造带等煤柱应力集中，提升煤矿巷道支护难度系数。

2）目前关于深部巷道围岩破坏的理论研究不能很好的支持煤矿巷道工作，所以需要更多更好的理论支持。

3）目前指导煤矿巷道各参数的是工程比拟法，其缺乏科学严谨的计算机动态辅助系统和巷道支护合理性评价系统来保障锚杆支护进行作业，因此煤矿巷道的效果和经济利益也就无法保障。

4）需要深入研究和完善软岩破碎带等地点锚网喷二次支护理论，目前的理论在深部动压影响区、构造压力带等条件下无法应用。国内煤矿企业为了获得更多的煤矿资源，不断增加煤矿矿井的深度

5）目前使用的支护材料大多采用螺距大、锁紧力不高的全螺纹锚杆，因其经常受到震动的情况，容易出现放炮垢松动的现象，还有一些材料不能适应煤矿巷道，无法满足支护条件。

3　煤矿巷道支护技术的应用对策

3.1　根据巷道的实际情况选取合适的支护方式

锚杆支护、锚喷支护、液压支柱等支护方式是目前巷道挖掘中最常用的支护方式。但在实际巷道挖掘中，应根据巷道情况、围岩发展及运动情况来选择支护方式。所以，选择合适的支护方式进行井下作业是极其重要的，首先应掌握巷道的具体情况，然后再选取合适有效的支护方式，比如在提高围岩强度时，应选取锚杆支护，在稳定系数较高的煤矿巷道则考虑选用刚性支护，在稳定系数较低的巷道则考虑选用伸缩支护[3]。

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[4]。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　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[5]。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。

3.4　及时对支护设备维护和更新

随着煤矿开采深度的不断加大，为减少安全隐患、提高经济效益，近年来国家和企业不断增加资金和人力来研究支护技术，并获得一系列技术成果。但是，由于施工层面跟不上研究层面，所研究出的支护新技术不能很好的应用到实际的井下掘进区，井下的支护设备较为老化，无法使用新技术，导致煤矿企业在使用新型支护技术时，对井下的固定设备等进行更新维护，使得井下的设备情况能够与新支护技术相匹配，使之能够更好的在煤矿巷道中应用新支护技术，提升煤矿企业的经济效益。

3.5　加强对施工人员的技术培训

支护技术应用水平的高低将直接影响煤矿企业的生产效率和煤矿企业的整体经济效益，因此，煤矿企业应加大对新支护技术的资金投入和宣传力度，加强对煤矿施工人员技术培训，实行技术培训和施工实训考评制度，让井下工人能够掌握新技术和新设备的使用。

4　结语

通过加大对煤矿巷道支护技术的分析力度和研究力度，取得的良好实践效果对于保证煤矿巷道的安全和提升企业的经济效益具有重要意义。因此，煤矿企业应提高对巷道支护技术应用的重视力度，制定合理可行的煤矿巷道支护技术的实施策略及方案。

[1]康红普，王金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].北京：煤炭工业出版社，2007.

[2]刘晓光.浅谈支护技术在煤矿巷道掘进中的应用[J].中国新技术新产品，2014（9）：122-123.

[3]张农，高明仕.煤巷高强预应力锚杆支护技术与应用[J].中国矿业大学学报，2015（4）：34-37.

[4]康红普，王金华，林健.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J].煤炭学报，2010（11）：1 809-1 814.

[5]晏勇，曹桂宝，李杰远.关于煤矿巷道支护技术的研究[J].内蒙古煤炭经济，2014（1）：9-10.