煤礦巷道支護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用淺談

黃杰

摘 要：據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2013年為止，我國(guó)煤炭的開(kāi)采量已經(jīng)達(dá)到3.7×109 t。這么大的開(kāi)采量，很容易在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)一些事故，給企業(yè)和員工的生命財(cái)產(chǎn)安全造成損失。煤礦事故主要是由巷道支護(hù)不科學(xué)、不牢固造成的，因此，對(duì)巷道支護(hù)類(lèi)型及其應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：煤礦；巷道支護(hù)；錨桿支護(hù)；錨桿技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.156

我國(guó)煤礦大部分都是以地下形式開(kāi)采的，那么就需要開(kāi)掘大量的巷道。在保障巷道暢通及圍巖穩(wěn)固建設(shè)的前提下，煤礦才能安全、穩(wěn)定地生產(chǎn)。由于煤礦開(kāi)采工程規(guī)模的加大，開(kāi)采深度的不斷加深，加上深部巷道具有的原巖應(yīng)力大、圍巖強(qiáng)度卻低，因此嚴(yán)重威脅著工人的生命安全。就目前形勢(shì)來(lái)看，在煤礦安全開(kāi)采中，尋找一種安全可靠的巷道支護(hù)技術(shù)已經(jīng)成為了絕對(duì)不能忽視的任務(wù)。

1 煤礦巷道支護(hù)原理及類(lèi)型

1.1 巷道支護(hù)的原理

我國(guó)學(xué)者根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀調(diào)查、相關(guān)實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐得到很多巷道支護(hù)理論，現(xiàn)介紹如下。

1.1.1 有關(guān)新奧法支護(hù)方面的理論分析

其支護(hù)原則如下：首先使用光面爆破技術(shù)，對(duì)其煤礦巷道周邊的封閉部位可以用噴射混凝土進(jìn)行封閉，再結(jié)合錨噴支護(hù)，對(duì)圍巖進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，提升圍巖自身的承受力，從而達(dá)到二次支護(hù)的目的。當(dāng)遇到較為破碎的圍巖時(shí)，必須采取注漿技術(shù)進(jìn)行加固處理，以此來(lái)確保在設(shè)計(jì)與施工時(shí)的動(dòng)態(tài)性。

1.1.2 有關(guān)聯(lián)合支護(hù)方面的理論分析

對(duì)于一些相對(duì)比較復(fù)雜的巷道，我們可以應(yīng)用聯(lián)合支護(hù)理論，因?yàn)檫@樣的巷道假如只是提高其支護(hù)體，則很難從本質(zhì)上解決圍巖變形這一難題，所以必須要采用剛?cè)峤Y(jié)合、先讓后抗的有效方法，確保剛?cè)徇m度，這樣，支護(hù)才會(huì)比較穩(wěn)定。雖然該理論在較為復(fù)雜的巷道建設(shè)中得到了較好的應(yīng)用，但在某些極其惡劣的圍巖條件下，此理論就變得有些局限。對(duì)于一些運(yùn)用了聯(lián)合支護(hù)理論而沒(méi)有達(dá)到要求的巷道，就需要重復(fù)翻修處理。

1.1.3 有關(guān)圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化方面的理論分析

該理論是由侯朝炯等人使用錨桿支護(hù)圍巖后總結(jié)出來(lái)的。他們認(rèn)為，錨桿不僅能夠改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，還能改善被錨巖體的力學(xué)性能，增加圍巖圍壓，提高圍巖的承載能力。

1.2 巷道的支護(hù)類(lèi)型

煤礦巷道的支護(hù)類(lèi)型大致可以分為木材支護(hù)、金屬支護(hù)、錨桿支護(hù)、石材或混凝土砌碹支護(hù)以及復(fù)合支護(hù)等。

木材支護(hù)服務(wù)年限比較短，而且要浪費(fèi)大量的木材，且會(huì)嚴(yán)重影響圍巖的性質(zhì)和巷道斷面的形狀，因此該支護(hù)類(lèi)型只適用于淺部圍巖。

金屬支護(hù)制作、安裝起來(lái)非常簡(jiǎn)單，施工時(shí)間短且負(fù)荷很大。在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里，其被普遍運(yùn)用于煤礦開(kāi)采中，但隨著煤礦開(kāi)采深度的不斷加深，該支護(hù)方式就受到了限制。

錨桿支護(hù)就是讓被錨巖體與錨桿黏在一起，這樣既簡(jiǎn)單、安全、方便，成本又比較低，還能很好地控制圍巖的變形，保證它的性能穩(wěn)定。

石材或混凝土砌碹支護(hù)具有服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)、抗壓及抗震等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)如今還運(yùn)用于許多巷道中，但初期一次性的投入較高，阻礙了它的應(yīng)用和發(fā)展。

復(fù)合支護(hù)就是同時(shí)使用兩種或以上的支護(hù)方式，它適用于極其復(fù)雜的巷道中。目前，已經(jīng)有一部分煤礦采用了該種支護(hù)方式。

綜上所述，到目前為止，錨桿支護(hù)是最為成熟的支護(hù)方式，也是使用效果較好、較為普遍的。

2 錨桿技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

2.1 錨桿技術(shù)的發(fā)展

我國(guó)煤礦行業(yè)在錨桿技術(shù)的發(fā)展方面經(jīng)歷了不同強(qiáng)度到高預(yù)應(yīng)力，再到強(qiáng)力支護(hù)過(guò)渡的階段。20世紀(jì)初，錨桿支護(hù)的強(qiáng)度和剛度值還很低，所以，在支護(hù)上一直是處于被動(dòng)的狀態(tài)。自20世紀(jì)末引進(jìn)澳大利亞支護(hù)技術(shù)后，大家都一直非常認(rèn)可高強(qiáng)度的錨桿支護(hù)。為了解決深部高地應(yīng)力和沿空留巷等一系列極其復(fù)雜的巷道支護(hù)方面的難題，經(jīng)專(zhuān)家研究，將強(qiáng)力錨桿和錨索支護(hù)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，幫助錨桿能夠及時(shí)、主動(dòng)地支護(hù)，從而很好地控制了巷道圍巖的變形和破壞現(xiàn)象。21世紀(jì)“煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范”相關(guān)內(nèi)容的發(fā)布象征著煤巷錨桿技術(shù)的成熟。相關(guān)科學(xué)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)已經(jīng)有一部分礦區(qū)對(duì)錨桿技術(shù)的使用率已達(dá)60%，更有甚者，已經(jīng)超過(guò)了90%，甚至高達(dá)100%.所以，錨桿技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)礦區(qū)首選的支護(hù)方式。

2.2 錨桿技術(shù)的廣泛應(yīng)用

目前，在全國(guó)各地各種煤礦巷道中，錨桿技術(shù)已經(jīng)得到了很好的利用，特別是在幾千米的深井高地應(yīng)力、軟巖巷道、強(qiáng)烈動(dòng)壓影響以及沿空掘等復(fù)雜的巷道中，已經(jīng)取得了較好的效果。例如在我國(guó)比較典型的礦井平莊紅廟煤礦中，這類(lèi)煤層的煤巖體強(qiáng)度較低且疏松易破、易風(fēng)化、易崩解，遇到雨水還會(huì)膨脹，這就增大了巷道支護(hù)的難度。要解決這一難題，就要在該回采巷道中采用錨桿支護(hù)技術(shù)。從應(yīng)用的總體效果看來(lái)，該技術(shù)滿(mǎn)足了安全生產(chǎn)的需求，取得了比較令人滿(mǎn)意的支護(hù)效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在選擇煤礦巷道支護(hù)技術(shù)時(shí)，不但要考慮巷道深層圍巖的特征，還要考慮煤礦工程施工方面的具體情況，選擇合適的支護(hù)類(lèi)型，運(yùn)用合理的支護(hù)理論，確保巷道支護(hù)技術(shù)的科學(xué)、高效、安全及穩(wěn)定，這樣就能避免很多生產(chǎn)事故的發(fā)生，減少人員和財(cái)產(chǎn)的損失，使煤炭資源開(kāi)采朝著更安全、更節(jié)能的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[3]康紅普，王金華，林健.煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用[C]//全國(guó)大型煤炭企業(yè)綜采技術(shù)發(fā)展成果集，2010.

〔編輯：王霞〕