松软不稳定矿层安全支护技术研究

摘 要：松软突出煤层的巷道支护技术是松软不稳定煤层工业颇为重要的组成部分，也是松软不稳定煤层行业当前迫切需要解决的一个问题，对松软不稳定煤层的发展有明显的制肘。在此基础上，本文总结了该技术的研究现状，并且针对其发展趋势进行探讨，指出未来的发展方向。其中，详细介绍了煤层巷道支护的关键技术难点，分别对其具体增产改造技术作以阐述，指出不同技术的未来发展方向。

关键词：松软突出煤层;巷道支护;支护技术;定向支护

由于松软不稳定煤层开采工作具备一定的危险性，因此，在实践开采期间，应确保科学运用所匹配的巷道开采技术，以有效规避产生相应的经济压力，这也要求我国须确保松软不稳定煤层巷道支护技术使用的安全性等。我国开采松软不稳定煤层的主要方式便是进行大量挖掘巷道，在该过程中有机准入支护技术，可极大减少事故发生的几率，还可有效提升工程的安全性等。

1 目前松软不稳定煤层支护技术实存的相应窘况

尽管松软不稳定煤层巷道支护技术的实践运用较为普遍，还可为相应的松软不稳定煤层企业创造更高经济效益，但同时也为对应的开采工人带来更高限定的安全性标准。整体上获得众多松软不稳定煤层企业的积极支持，却依旧存在一定的现实问题，具体相关内容如下所示：

①一般而言，松软不稳定煤层企业为获取更大化的经济效益，往往会促使相应松软不稳定煤层矿井的开采深度愈加深化，受繁复地质条件以及松软不稳定煤层巷道的系列压力，常会使得巷道支护技术的施用难度系数逐渐加大;

②当前社会发展阶段下，由于深部巷道围岩破环理论研究难以较好促进松软不稳定煤层巷道工作，因此，实际需要更多元、更合理的理论来维系当前的巷道开采与支护技术;

③在松软不稳定煤层巷道支护技术运用过程中，实践采用工程比拟法进行对松软不稳定煤层巷道各类参数的指导，因为严谨性的科学计算机动态辅助系统，及巷道支护合理性评价系统的缺失，使企业运用松软不稳定煤层支护技术开展具体作业难以获得有效保障，也就无法保障对应松软不稳定煤层巷道的安全性能以及经济利益;

④当前的相关技术并不能在深部动压影响区以及构造压力带上进行使用，因而，锚网喷的二次支护技术理论亟需更深化地调研，有机探寻最适宜的困窘处理方案，并且有机完备涉及的技术理论，并非仅仅为获取高额利润就不顾及生态环境，譬如，不间断增加跨井深度等;

⑤由于时常会受到震动，因此针对于螺距大、锁紧力较低等状况，涉及的支护材料往往易于产生相应的安全事故，譬如，放炮垢出现松动等情况，另外，相关的材料并不适合做巷道支护，主要是由于其并不满足相关的限定要求。

2 支护技术的发展趋势

当前，此项技术在采矿技术业界普遍认为的主要缺陷有：筛管保护尺寸小、不易跟随煤层定向支撑、钻孔增产改造范围不达标等。为了改进巷道支架技术，使其达到技术成熟，让巷道支护效果越来越符合要求，推出几项新的定向支护技术：泥浆脉冲随钻与电磁波随钻测量定向支护技术，大直径筛管和大直径小曲率侧钻的改进技术等，泥浆脉冲随钻和电磁波随钻测量定向支护技术可以提升顺层钻孔深度和轨迹控制准确度，大直径管筛管跟支护可以提高孔直径和孔完整、小曲率侧钻改进技术能够提高钻孔覆盖范围和矿层开采效果。

3 巷道围岩变形控制技术

3.1 巷道支护的技术措施

4328工作面巷道为直壁半圆拱型，净断面长度4.6m，净断面宽度3.2m。由于是低硬度和松软的煤巷道，巷道内分散分布着碎粒和糜棱岩煤，巷道工作面受到残余支撑压力易发生变形的特性，为此，根据围岩变形规律，完成钢制支架（U型）配合自攻全程螺旋锚固松软不稳定煤层，进行锚固补强的技术措施。

3.1.1 钢制支架（U型）支护

应用钢支架（u型）技术补强措施，其支架由三节U29型钢支架组成，三个钢支架之间的搭接均为0.5m，管顶采用2对间距0.7m卡子，为双槽夹板式。管棚后面的顶面用木材连接，用钢筋网作防护罩。

3.1.2 钢制支架（U型）配合自攻螺钉贯穿锚定松软不稳定煤层

钢支架（U）设置的方式和钢支架（U）支持流程相同，配合自攻螺钉固定所有的松软不稳定煤层，在锚定流程结束后，用自攻螺钉固定松软面不稳定煤层，并使用厚度为0.9m槽钢托梁处理，整个螺旋锚软的大小与不稳定煤层是0.022m*2.5m。

3.2 支护方案仿真分析

对4328工作面进口巷道不采取支护措施时，巷道顶面位移为0.655m，巷道两侧位移为0.656m。对巷道采用钢支架（u型）支护措施时，巷道顶面位移为0.285m，下降56%，巷道两侧位移为0.249m，下降62%。当使用钢支架（u型）锚定软体不稳定煤层在整个自动攻丝过程中，巷道表面位移顶部0.183m的降低率72%，两旁的巷道位移是0.175m，减少73%。因此，从巷道顶部表面位移的量可知，钢支架（U）与自攻螺丝锚松软煤层的稳定比钢托架（U）支持降低了35%，从巷道两帮位移，钢支架（U）与自攻螺丝锚松软煤层的稳定比钢支架（U）支持降低了29%。基于上述分析，对于松软体不稳定煤层的支护，钢支架（u型）联合自攻螺钉锚支护效果比单独使用钢支架（u型）支护效果更为显著。因此，4328工作面进风巷确定采用此方案为最终使用的技术方案。

4 松软不稳定煤层巷道支护技术应用的对策性探析

4.1 选用适宜的支护方式

当前在巷道支护期间，最普遍化运用的方式常有锚杆支护、锚喷支护以及液压支柱等，而在实践操作过程中并不是所有涉及方式都进行运用，应依据真实情况而定，譬如，需依據巷道的实际情况、围岩发展以及运动状况等方式开展现场作业。在该境况下，有机选用适宜的支护方式进行作业十分必要，需预先性地考慮巷道基础情况，再根据理论与实践相结合的方式，更为合理、综合地判定与选择高效、适宜的支护方式。例如，当围岩强度加大时，可适时选用锚杆支护;当巷道的稳定性较低时，则可选用伸缩支护等。

4.2 增强现场勘察

制定科学、有效的支护方案时，不可缺少对巷道施工现场的勘察以及了解清楚围岩特性，这样利于确定出更合理支护方式来强化支护效果。对此，选用支护方式时，亟需适时考虑相关突发情况，譬如，围岩小的变形会将围岩表层岩体出现破碎时产生的相关应力释放出来，从而有效减少围岩的变形量。因而，对支护进行设计方案制度期间，可充分考虑多元化支护方式相互结合优化模式，以有效提升工作的安全性。

5 结束语

地质构造影响，巷道围岩节理裂隙发育，围岩整体性差，松软不稳定煤层支护效果不能充分发挥，巷道围岩承载能力未能充分调动，加之地应力和掘进应力影响，巷道应力环境复杂，是造成松软煤层回采巷道围岩控制难度大的主要原因。采用高预紧力强力松软不稳定煤层（索）支护，及时掌握巷道围岩裂隙情况，在松软不稳定煤层预紧力不达标、巷道变形增大、裂隙发育、构造影响区需及时采取注浆加固措施，工作注浆加固改善围岩结构，提高围岩整体性，充分松软不稳定煤层（索）支护作用，从而提高围岩承载能力，能够实现控制巷道围岩变形目的。通过现场试验表明：煤帮内的裂隙全部充填粘结，浆液凝固、硬化情况良好;巷道表面围岩变形在距离掘进工作面50m左右开始趋于稳定;两帮最大移近量为91mm，顶底板最大移近量为28mm;巷道掘进期间主要以两帮变形为主，顶底板变形较小。

参考文献：

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作者简介：

李艳明（1987- ），男，本科，助理工程师，主要从事煤矿安全生产管理工作。