煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用

鄭國社

（陽城陽泰集團(tuán)晶鑫煤業(yè)股份有限公司，山西　晉城　048100）

引言

煤礦開采工作具有極高的危險性，所以在實際開采時，無論是何種技術(shù)，若不能正確使用都會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以必須保證技術(shù)萬無一失，特別是煤礦巷道支護(hù)技術(shù)。近年來，我國煤礦巷道支護(hù)技術(shù)取得了較大進(jìn)步，但相較于發(fā)達(dá)國家來說其水平仍有待提高，如何有效提升我國煤礦巷道支護(hù)技術(shù)成為了一個重要課題。

1　煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的概述

煤礦巷道支護(hù)技術(shù)包括裝配式鋼筋混凝土支護(hù)、可縮性金屬支護(hù)、剛型支護(hù)和錨桿支護(hù)。經(jīng)實踐證明，錨桿支護(hù)縮減了巷道支護(hù)支出成本，減輕了工人勞動壓力，是巷道支護(hù)技術(shù)中最有效的支護(hù)技術(shù)[1]。此外，錨桿支護(hù)簡化了超前支護(hù)和采煤工作面端頭支護(hù)的工藝手續(xù)，對安全生產(chǎn)提供了保障，提高了采煤工作面的效率。目前，錨桿支護(hù)技術(shù)已在國內(nèi)外得到廣泛使用。

挖掘大量的巷道是我國當(dāng)前各地進(jìn)行煤炭開采的主要方法，有很多煤礦企業(yè)挖掘的巷道深度已經(jīng)超過了700m，有些甚至達(dá)到了1 000m。煤礦巷道及其支護(hù)技術(shù)在煤礦巷道中的應(yīng)用，具有高效、安全、科學(xué)等特點，一方面能夠增加煤礦工程的使用年限，提升工程安全系數(shù)；另一方面能夠降低煤礦安全生產(chǎn)事故發(fā)生率。因此，根據(jù)各地煤礦的特點，如何科學(xué)有效的應(yīng)用煤礦巷道及其支護(hù)技術(shù)，提升巷道安全系數(shù)，減少安全事故的發(fā)生，提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益，已成為當(dāng)今煤礦產(chǎn)業(yè)研究探討的一個重點。

2　當(dāng)前煤礦巷道支護(hù)存在的問題

目前在國內(nèi)外使用最廣泛的是錨桿支護(hù)技術(shù)，以錨桿支護(hù)技術(shù)為例介紹當(dāng)前煤礦巷道支護(hù)存在的問題。

2.1　錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

由于我國很多煤礦企業(yè)挖掘的煤礦巷道深度已經(jīng)超過了1 000m，由于其開采深度大、地質(zhì)復(fù)雜，大大增加了礦井事故發(fā)生的可能性。然而，隨著煤礦開采技術(shù)的不斷改革與資金的大量投入，在巷道支護(hù)中使用新技術(shù)和材料保障了煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[2]。當(dāng)前，從應(yīng)用范圍看，錨桿支護(hù)技術(shù)從原來的穩(wěn)定巖層、靜壓巷道已經(jīng)發(fā)展到了破碎巖層、動壓巷道等；從支護(hù)形式來看，錨桿支護(hù)已經(jīng)發(fā)展到了錨網(wǎng)帶及錨索等多種方式聯(lián)合支護(hù)。極大地促進(jìn)了錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

2.2　錨桿支護(hù)存在的問題

煤礦巷道支護(hù)技術(shù)雖然得到了煤礦企業(yè)的大力支持，但仍存在很多問題，具體表現(xiàn)在以下幾點；

1）由于煤礦礦井的深度不斷增大，地質(zhì)構(gòu)造更加復(fù)雜，提升了煤礦巷道的壓力。地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性會促使煤區(qū)、斷層構(gòu)造帶等煤柱應(yīng)力集中，提升煤礦巷道支護(hù)難度系數(shù)。

2）目前關(guān)于深部巷道圍巖破壞的理論研究不能很好的支持煤礦巷道工作，所以需要更多更好的理論支持。

3）目前指導(dǎo)煤礦巷道各參數(shù)的是工程比擬法，其缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎銠C(jī)動態(tài)輔助系統(tǒng)和巷道支護(hù)合理性評價系統(tǒng)來保障錨桿支護(hù)進(jìn)行作業(yè)，因此煤礦巷道的效果和經(jīng)濟(jì)利益也就無法保障。

4）需要深入研究和完善軟巖破碎帶等地點錨網(wǎng)噴二次支護(hù)理論，目前的理論在深部動壓影響區(qū)、構(gòu)造壓力帶等條件下無法應(yīng)用。國內(nèi)煤礦企業(yè)為了獲得更多的煤礦資源，不斷增加煤礦礦井的深度

5）目前使用的支護(hù)材料大多采用螺距大、鎖緊力不高的全螺紋錨桿，因其經(jīng)常受到震動的情況，容易出現(xiàn)放炮垢松動的現(xiàn)象，還有一些材料不能適應(yīng)煤礦巷道，無法滿足支護(hù)條件。

3　煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用對策

3.1　根據(jù)巷道的實際情況選取合適的支護(hù)方式

錨桿支護(hù)、錨噴支護(hù)、液壓支柱等支護(hù)方式是目前巷道挖掘中最常用的支護(hù)方式。但在實際巷道挖掘中，應(yīng)根據(jù)巷道情況、圍巖發(fā)展及運動情況來選擇支護(hù)方式。所以，選擇合適的支護(hù)方式進(jìn)行井下作業(yè)是極其重要的，首先應(yīng)掌握巷道的具體情況，然后再選取合適有效的支護(hù)方式，比如在提高圍巖強(qiáng)度時，應(yīng)選取錨桿支護(hù)，在穩(wěn)定系數(shù)較高的煤礦巷道則考慮選用剛性支護(hù)，在穩(wěn)定系數(shù)較低的巷道則考慮選用伸縮支護(hù)[3]。

3.2　加強(qiáng)對現(xiàn)場勘查，制定合理的支護(hù)方案

合理有效的支護(hù)方案會提升支護(hù)效果，所以應(yīng)加強(qiáng)勘察巷道施工現(xiàn)場，掌握了解圍巖特性。在制定支護(hù)方案時，考慮允許巷道圍巖有一點變形的情況，圍巖的小變形會釋放圍巖表層巖體發(fā)生破碎時產(chǎn)生的部分應(yīng)力，這樣就很好的減少圍巖的變形量[4]。此外，制定支護(hù)設(shè)計方案過程中，應(yīng)考慮應(yīng)用多種支護(hù)技術(shù)或多種組合支護(hù)方式相互配合來進(jìn)行制定支護(hù)方案。

3.3　建立健全支護(hù)監(jiān)測制度

建立健全的支護(hù)監(jiān)測制度，一方面可以讓井下作業(yè)人員更好的了解掌握圍巖發(fā)展?fàn)顩r的一些參數(shù)，另一方面也掌握了圍巖的一些運動規(guī)律與選取支護(hù)方案產(chǎn)生的具體效果。所以，煤礦企業(yè)為掌握更加全面準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)，應(yīng)加大對支護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測力度。對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不僅可以跟蹤巷道支護(hù)的具體情況，還可以分析、預(yù)測圍巖可能會發(fā)生的一些情況并進(jìn)行改正[5]。此外，健全支護(hù)監(jiān)測制度，對支護(hù)方案的制定設(shè)計提供了依據(jù)。

3.4　及時對支護(hù)設(shè)備維護(hù)和更新

隨著煤礦開采深度的不斷加大，為減少安全隱患、提高經(jīng)濟(jì)效益，近年來國家和企業(yè)不斷增加資金和人力來研究支護(hù)技術(shù)，并獲得一系列技術(shù)成果。但是，由于施工層面跟不上研究層面，所研究出的支護(hù)新技術(shù)不能很好的應(yīng)用到實際的井下掘進(jìn)區(qū)，井下的支護(hù)設(shè)備較為老化，無法使用新技術(shù)，導(dǎo)致煤礦企業(yè)在使用新型支護(hù)技術(shù)時，對井下的固定設(shè)備等進(jìn)行更新維護(hù)，使得井下的設(shè)備情況能夠與新支護(hù)技術(shù)相匹配，使之能夠更好的在煤礦巷道中應(yīng)用新支護(hù)技術(shù)，提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.5　加強(qiáng)對施工人員的技術(shù)培訓(xùn)

支護(hù)技術(shù)應(yīng)用水平的高低將直接影響煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率和煤礦企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，因此，煤礦企業(yè)應(yīng)加大對新支護(hù)技術(shù)的資金投入和宣傳力度，加強(qiáng)對煤礦施工人員技術(shù)培訓(xùn)，實行技術(shù)培訓(xùn)和施工實訓(xùn)考評制度，讓井下工人能夠掌握新技術(shù)和新設(shè)備的使用。

4　結(jié)語

通過加大對煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的分析力度和研究力度，取得的良好實踐效果對于保證煤礦巷道的安全和提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)提高對巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重視力度，制定合理可行的煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的實施策略及方案。

[1]康紅普，王金華.煤巷錨桿支護(hù)理論與成套技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[2]劉曉光.淺談支護(hù)技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（9）：122-123.

[3]張農(nóng)，高明仕.煤巷高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)與應(yīng)用[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報，2015（4）：34-37.

[4]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[J].煤炭學(xué)報，2010（11）：1 809-1 814.

[5]晏勇，曹桂寶，李杰遠(yuǎn).關(guān)于煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2014（1）：9-10.