對(duì)三軟煤層巷道支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)探究

吉哲 侯?lèi)?ài)豫 康小雨

摘 要：在經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)不斷增強(qiáng)的現(xiàn)今，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展進(jìn)程，作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的煤礦產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)地位越來(lái)越高，為我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化進(jìn)程起著至關(guān)重要的作用。在進(jìn)行煤礦采掘作業(yè)時(shí)，為了更好的保障煤礦采掘人員的生命安全，對(duì)煤層巷道的支護(hù)方式選擇尤為重要。本文分析了三軟煤層巷道的圍巖巖體結(jié)構(gòu)特征以及對(duì)其支護(hù)原理進(jìn)行概述，指出三軟煤層巷道支護(hù)的關(guān)鍵性技術(shù)，提出可行性的一些聯(lián)合的支護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：三軟煤層；聯(lián)合支護(hù)；支護(hù)方式

三軟煤層巷道是一種較為復(fù)雜與困難的煤礦巷道，在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的過(guò)程中，伴隨我國(guó)煤礦業(yè)的開(kāi)采強(qiáng)度和規(guī)模的不斷壯大，三軟煤層巷道的支護(hù)是我國(guó)煤礦開(kāi)采與回采過(guò)程中，迫切需要解決的技術(shù)難題。因此，我們必須要根據(jù)煤礦巷道的情況，分析三軟煤層的圍巖巖體結(jié)構(gòu)特征，提出巷道支護(hù)的關(guān)鍵性技術(shù)手段，選擇最合適的方式來(lái)保障巷道的穩(wěn)固，預(yù)防發(fā)生安全責(zé)任事故，進(jìn)而使煤礦業(yè)的開(kāi)采效率與作業(yè)安全都能得到有效的提升。

1 三軟煤層圍巖巖體結(jié)構(gòu)及其特征

三軟煤層指的是煤礦開(kāi)采過(guò)程中遇到的主采煤礦里的軟煤層、軟煤層頂板巖層、軟煤層底板巖層，通常具有三軟特征的煤礦煤層和頂板、底板均為軟弱巖層，煤層的裂隙不斷發(fā)育，使得煤層構(gòu)造較為龐雜。

1.1 巷道頂板巖層

我國(guó)的三軟煤層的頂板巖層大致由炭質(zhì)泥巖、黏土質(zhì)巖、泥巖、砂巖泥巖等交替構(gòu)成，這種類(lèi)型的三軟煤層頂板巖層節(jié)理（裂隙）的發(fā)育，致使其穩(wěn)固性較弱，抗壓力較小，因此，應(yīng)該減少頂板巖層對(duì)外暴露的時(shí)間，或以不暴露頂板巖層為宜。在對(duì)三軟煤層巷道的圍巖巖體進(jìn)行深挖作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的壓力拱，其中包括有高位壓力拱與低位壓力拱等，如圖1表示。

1.2 巷道煤柱體

煤礦巷道兩旁的煤柱體的堅(jiān)硬度是保證巷道穩(wěn)固的至關(guān)重要的因素之一，其兩幫的煤柱體有著上覆巖層壓力拱的拱腳作用，當(dāng)煤柱體具備比較高的硬度與強(qiáng)度時(shí)，其所帶來(lái)的變形量較小，巷道兩幫不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移漸近的情況發(fā)生，片幫的情況也不會(huì)發(fā)生；相反的，如果煤柱體硬度低與強(qiáng)度弱時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)煤柱體松垮破碎等的現(xiàn)象，巷道兩幫會(huì)出現(xiàn)分離與相互漸近，承受的壓力將會(huì)向煤柱體深處分散轉(zhuǎn)移，當(dāng)達(dá)到新的平衡出現(xiàn)時(shí)，煤柱體就會(huì)置于塑性區(qū)。巷道的兩幫煤柱體主要形式有以下三種：第一種為煤層群開(kāi)采上覆采空，第二種為兩幫都為實(shí)體煤，第三種為一幫為實(shí)體煤，另一幫為采空。

1.3 巷道底板巖層

軟煤層底板巖層通常為親水性的巖層，例如伊利石、高嶺土等，這種底板巖層在生產(chǎn)作業(yè)用水或是巖層水的作用力影響下，極為容易因?yàn)榕蛎浂冃?，變形后?huì)產(chǎn)生底鼓，致使底板巖層的抗壓力變?nèi)酰M(jìn)而加大了巷道支護(hù)的技術(shù)難度。如果三軟煤層巷道的底板巖層是非親水性的軟巖層，在釋放底板的彈性能作用力或兩幫煤柱體不斷漸移接近的情況下，底板的巖層同樣會(huì)產(chǎn)生底鼓，抗壓力同樣會(huì)變?nèi)酢?/p>

2 三軟煤層巷道支護(hù)原理分析

根據(jù)煤礦的開(kāi)采情況來(lái)分析，煤層巷道在進(jìn)行掘進(jìn)與回采時(shí)，支護(hù)是否穩(wěn)固，與巷道的圍巖巖體的強(qiáng)力度、支護(hù)方式等都有著密不可分的關(guān)系，基于我國(guó)特殊的煤層圍巖特性，必須要按照實(shí)際的圍巖情況來(lái)進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)，三軟煤層巷道支護(hù)的方式是較為經(jīng)濟(jì)與牢靠的選擇，能夠有效的提升支護(hù)技術(shù)的水平。通常情況下，三軟煤層巷道圍巖破壞有幾個(gè)明顯的特征，即初期的變形速度快、周期短、敏感度高等，當(dāng)處于軟巖的最高塑性的承載力下，采用巷道的支護(hù)可以得到最好的效果。軟的巖巷道的破壞過(guò)程是一種漸進(jìn)的力學(xué)過(guò)程，在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，破壞是從1個(gè)或是幾個(gè)相關(guān)的關(guān)鍵部位產(chǎn)生的，主要存在于圍巖體強(qiáng)度弱與圍巖應(yīng)力較集中的區(qū)域。

3 三軟煤層巷道支護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)概述

所謂的三軟煤層巷道支護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)是指：合理的運(yùn)用膨脹變形性能及抗裂性能，適度的掌握好二次支護(hù)的施工時(shí)間，加固好煤礦巷道的表面圍巖，使穩(wěn)固的圍巖成為煤礦巷道承載拱的其中一部分，最大程度的發(fā)揮圍巖的自承能力以及巷道底鼓的防治作業(yè)為核心的支護(hù)技術(shù)。由于礦壓的作用，該技術(shù)允許煤礦巷道彎曲變形，同時(shí)也要保證圍巖的變形度不能超過(guò)承壓能力而使其失效，導(dǎo)致這種危害分散到深處。

4 支護(hù)方式的研究

4.1 錨桿支護(hù)法

在我國(guó)的三軟煤層巷道的支護(hù)中，以錨桿支護(hù)法運(yùn)用最廣。由于在兩幫的巖體里聚力比較弱，單純使用錨桿支護(hù)的方法，并不能滿(mǎn)足拉應(yīng)力的條件。因此需要把錨固體建成“體”、“厚板”等形態(tài)。同樣的，也需要用鋼帶與金屬網(wǎng)來(lái)進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。通過(guò)采取以上措施能輔佐噴層，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)錨噴的支護(hù)。在使用此法的時(shí)候必須注意兩個(gè)問(wèn)題：1）保證錨桿的支護(hù)強(qiáng)度。只有在擁有強(qiáng)勁的支護(hù)強(qiáng)度下，才能進(jìn)而對(duì)巷道的頂板巖層、底板巖層和兩幫的移動(dòng)漸近量進(jìn)行有效的調(diào)整；2）錨桿預(yù)緊應(yīng)力對(duì)頂板的下沉量能夠進(jìn)行有效的控制。在安裝錨桿時(shí)施加適度的預(yù)緊應(yīng)力，能有效的減低頂板的下沉量。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐得知，錨桿支護(hù)方式對(duì)圍巖變形起到了足夠的控制力，使其能做到長(zhǎng)久的穩(wěn)固。

4.2 聯(lián)合支護(hù)方法

聯(lián)合支護(hù)法就是指兩種或者是兩種以上的巷道支護(hù)方法的合理組成與綜合運(yùn)用。在我們進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，需要進(jìn)行軟巖煤礦巷道的支護(hù)工作與相關(guān)的維護(hù)程序，因此，可以采用可伸縮性能的支架法來(lái)工作，例如卸壓法（切縫、鉆孔）、錨網(wǎng)索支護(hù)等，充分的將各種支護(hù)方式的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行有效的結(jié)合，進(jìn)而發(fā)揮出更有力的效用。通過(guò)聯(lián)合支護(hù)的方法，能夠在一定程度上對(duì)三軟煤層巷道起到保護(hù)的作用，同時(shí)也能最大程度的保障巷道的穩(wěn)固與安全。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的煤礦業(yè)的經(jīng)濟(jì)地位也越來(lái)越高，為了滿(mǎn)足人們的生存與生活的需要，煤礦開(kāi)采的需求量也越來(lái)越大，因此，對(duì)開(kāi)采煤礦作業(yè)的技術(shù)要求也越來(lái)越高。通過(guò)對(duì)三軟煤層巷道的特征進(jìn)行分析與總結(jié)，依據(jù)實(shí)際的巷道圍巖特征，尤其是其抗壓力弱的特征，靈活的應(yīng)用與維護(hù)各種巷道支護(hù)技術(shù)，加強(qiáng)巷道圍巖自身的穩(wěn)定性和承載力，是我們一直致力研究的方向。三軟煤層巷道支護(hù)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，在一方面可以最大程度的保障采礦人員的安全，另一方面也能提升采礦作業(yè)的效率，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄧鵬海，張文科，劉昂.三軟煤層巷道支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]煤炭技術(shù)，2014（4）：118-121.