煤礦開采中的軟巖巷道支護方案分析

徐宇

摘 要：煤礦開采的巖層構造復雜，存在較大的安全隱患。在開采過程中，需要對軟巖進行一定的勘察，保證頂板的安全，防止塌陷事故的發(fā)生。本文主要針對于該安全隱患的解決方案—巷道支護方進行分析。

關鍵詞：煤礦開采；巷道支護；安全

一、煤炭開采中支護技術的作用

在煤炭開采過程中，很容易遇到松軟的煤層地質結構，對巷道的挖掘和開采需要穩(wěn)定的巷道支護技術，防止圍巖的原始力遭到破壞，威脅到巖體的經應力產生巖石斷裂和坍塌。在巷道開采中，煤層的支撐力主要靠巖石本身的強度和彈塑性，但是在軟煤層中，巖石的強度相對來說較低，再加上開采過程對巖石的結構有一定的破壞，軟巖的塑形變化，就需要一定的外部支護力量來維護巖層結構，保證開采的安全，防止巷道結構破壞造成的煤層支護力度弱化、支撐點斷裂。而對于硬度較強的煤層，當煤層結構被破壞支護，就會導致原有的承載力喪失，開挖巷道刀子塑性能被釋放出來，就需要支護技術來取代原有的承載力。但是由于煤層開挖引起的向臨空區(qū)運動合力，需要足夠的塑性狀態(tài)來保障支付力，因而需要考慮到支護過程的變形空間和釋放空間，才能較好的保障煤層支護技術的安全。煤層的軟巖結構，特別是在巷道開采過程中，需要根據軟巖的性質和地壓情況進行必要的支護技術，通過勘察巖層的特性，判斷巷道的位置和斷面技術，從而保障巷道開采的穩(wěn)定安全。

二、軟巖煤層的支護技術分析

在煤炭開采過程中，巷道軟巖煤層的支護技術是一大難點，針對巷道位置本身的特殊性和軟巖煤層的地質特征，需要對起支護位置和支護方式進行對接，根據斷面的形狀分析底板的管理，從而確保支護技術的安全可靠。

首先，需要根據巷道穩(wěn)定性特點選擇支護的位置，根據需求盡量選擇煤層質地比較均勻雨水量小的地區(qū)，從而確保其抗壓力，再勘察軟巖層的性質結構，避免支撐壓力，一般來說，“其壓力大小與煤層距離和落煤方式有關，用風鎬落煤時，巖石大巷距煤層達20到30米時，基本不受動壓影響。除要避免移動支承壓力的影響外，還必須避開采煤工作面上下固定支承壓力的影響范圍，把巷道布置在應力降低區(qū)或原巖應力區(qū)內為最好。”根據支護位置的確定，保障支護方式的效益最大化，支護方式針對煤層軟巖的結構特點和性質，加強其塑形平衡，控制煤層的穩(wěn)定性和抗壓性，主要是為了防止煤層結構破壞而造成的塌陷，當煤層結構破壞越大，支護技術要求越高，因而不能簡單的采用某一種支護技術來穩(wěn)定煤層結構，而需要針對支護位置的煤層性質來進行技術勘察。

在挖掘過程中，可以針對煤層軟巖的性質和結構采用圍巖加固+錨網噴、錨梁網+錨索聯(lián)合、錨帶網+架棚聯(lián)合，或者二次錨網噴登方式進行支護，在煤層中，巷道挖掘會一定程度的引起圍巖的變形和位移，破壞了煤層軟巖的結構，煤層的支撐力減弱，容易造成煤層的斷裂。這時候，用簡單的梯形支架難以保障其穩(wěn)定性，加上位置窄小，空間有限，支護力度不高容易發(fā)生斷梁的情況；如果利用混泥土的方式來進行巷道的支護，對于低壓沖擊要求相對較高，如果低壓不均勻也容易發(fā)生危險。所以說，根據煤層的不通位置，需要用的支護機構也是不相同的，一般來說，在進行一次支護的時候，需要考慮到煤層圍巖與支架的共同作用，采用一定收縮性的支架，保障圍巖發(fā)生位移的可能，又能充分發(fā)揮圍巖的自承力，同時又能限制圍巖的位移范圍。通過對巖層的勘察，測量位移速度，進行煤層巷道的二次支護，保障圍巖的地壓得到釋放。

其次，需要根據煤層軟巖的斷面形態(tài)來進行底板的管理。根據煤層軟巖的特殊結構，考慮到支護不僅僅是受到巖層本身的重力，而且對于周圍巖層的結構變化造成的膨脹壓力也需要具有一定的承受能力，一般的直墻半圓拱或三心拱開斷面不能穩(wěn)定的對巷道進行支護，所以，一般情況下，需要對斷面進行全面的勘察，在掌握其特性的基礎上，分析斷面的壓力大小與方向，來選擇用直墻還是圓形。在壓力較大的情況下，一般選用圓形巷道斷面進行支護。根據煤層軟巖的巷道開采過程中，其地質結構肯定是要遭到破壞，當壓力增加，圍巖的膨脹性增加，一次性的支護方式難以保障其穩(wěn)定，就需要根據斷面形式來進行底部的底拱處理。“若用圓碹或近似圓碹作二次支護，則要按砌底拱、壓墻、砌拱的順序施工，一次完成。錨噴支護作一次支護，則可在一次支護完成一段時間、底板應力得以充分釋放之后再砌底拱，與二次支護同時完成較好?！彼哉f，就當前的支護技術來看，一般針對底部壓力受力不均，可以采用底鼓防護是砌塊砌筑底拱，但是當?shù)撞繅毫^大時，就需要科學嚴謹?shù)姆治鰬B(tài)度，進行一次支護與二次支護的結合，從而控制底板，強化支護力度。

結 語：綜上所述，在煤礦開采過程中，煤層巷道中的軟巖結構對于煤礦的開采是非常不利的，容易由于開采過程破壞煤層結構造成應力不足，煤層結構變化圍巖發(fā)生位移，造成煤層斷裂或者是坍塌，對煤層開采造成安全隱患。因而，需要對煤礦巷道進行必要的支護技術運用，通過分析煤層巷道的地質特征和軟巖結構，計算圍巖發(fā)生位移的范圍，采用一支支護和二次支護相結合的形式，穩(wěn)定煤層結構，通過分析斷面結構和形態(tài)，排除底部的地拱現(xiàn)象，形成全方位的煤礦開采技術保障，促進巷道開采的安全執(zhí)行。

參考文獻：

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