煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用

崔永安

【摘 要】近年來，在日常的煤礦礦井生產(chǎn)過程中，一些安全生產(chǎn)事故的發(fā)生受到社會(huì)以及國家的高度重視?；诖耍撐闹攸c(diǎn)針對煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析，旨在提升煤礦巷道的安全性與穩(wěn)定性，促進(jìn)煤礦行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

【Abstract】In recent years， in the daily coal mine production process， the occurrence of some safety production accidents has been highly valued by the society and the country. Based on this， this paper focuses on the research status and application of roadway support technology in coal mine， so as to improve the safety and stability of coal mine roadway and promote the stable development of coal mine industry.

【關(guān)鍵詞】煤礦巷道;支護(hù)技術(shù);應(yīng)用

【Keywords】 coal mine roadway; support technology; application

【中圖分類號(hào)】TD353 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）07-0116-02

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)以及生活節(jié)奏的加快，對于能源的需求越來越高。而煤炭資源是我國最為重要的化石能源，在煤礦開采力度不斷加大的同時(shí)，煤炭資源的開采也越來越深入。深層煤炭的挖掘環(huán)境越來越惡劣，挖掘難度越來越大。為了保證井下作業(yè)的礦工的生命財(cái)產(chǎn)安全，必須要重視并加強(qiáng)巷道支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用。

2 煤礦巷道支護(hù)技術(shù)分析

煤礦生產(chǎn)具有較高的危險(xiǎn)性，而巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以為礦工在井下作業(yè)提供一個(gè)相對安全的作業(yè)環(huán)境。針對巷道的布置，必須要以巷道力學(xué)研究為基礎(chǔ)，進(jìn)行巷道支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工。一般情況下，可將圍巖巷道與支護(hù)體系視為一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，通過保持圍巖巷道與支護(hù)體系力學(xué)特征的平衡，提升煤礦巷道的穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段，煤礦巷道支護(hù)方式為砌碹支護(hù)、棚式支架支護(hù)、錨噴支護(hù)等。

2.1 砌碹支護(hù)技術(shù)

在煤礦的生產(chǎn)過程中，砌碹支護(hù)的研究與應(yīng)用相對較早，其常用的施工材料為混凝土、料石、現(xiàn)澆混凝土、鋼筋混凝土等。使用不同的施工材料，砌碹支護(hù)的性能也有所不同，其中，尤以混凝土以及料石為材料的砌碹支護(hù)抗壓性能、抗震性能、安全性能最強(qiáng)，使用壽命最長。但是砌碹支護(hù)屬于被動(dòng)支護(hù)方式，使用成本較高，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，且施工效率還十分有限，因此，只在一些特殊的大型巷道中使用。

2.2 棚式支架支護(hù)技術(shù)

棚式支架支護(hù)技術(shù)是在20世紀(jì)90年代初期應(yīng)用最為廣泛的支護(hù)形式。但是在煤炭開采力度越來越大、開采復(fù)雜性越來越高的情況下，棚式支架支護(hù)技術(shù)已經(jīng)被新型支護(hù)技術(shù)所取代。按照材質(zhì)進(jìn)行分類，棚式支架支護(hù)主要有鋼筋混凝土棚式支架支護(hù)、金屬棚式支架支護(hù)以及木質(zhì)棚式支架支護(hù)三種。其中，木支架依然還在使用，由于木材質(zhì)的支護(hù)時(shí)間不長、木材耗費(fèi)量大、變形幾率高等缺點(diǎn)，主要在淺部圍巖的巷道支護(hù)中應(yīng)用。

2.3 錨噴支護(hù)技術(shù)

錨噴支護(hù)技術(shù)也是屬于早期煤礦工程支護(hù)技術(shù)中的一種，主要通過內(nèi)部與外部的共同加固來實(shí)現(xiàn)巷道圍巖周邊的全部密封，從而減少自然災(zāi)害對巷道的影響。與其他支護(hù)技術(shù)相比，錨噴技術(shù)更具優(yōu)勢，但其造價(jià)成本較高，也并不常用于煤礦工程巷道支護(hù)中。

另外，支護(hù)技術(shù)對于地形的要求較高，在實(shí)際的煤礦巷道支護(hù)中，必須要先分析其地形特點(diǎn)，針對性地選擇支護(hù)技術(shù)。而且大多數(shù)情況下，會(huì)同時(shí)使用2種以上的支護(hù)形式，加強(qiáng)煤礦巷道的保護(hù)效果。多種支護(hù)形式的同時(shí)使用使得造價(jià)成本更高，成巷速度更慢，且兩種支護(hù)技術(shù)之間的組合也存在一定的難度，因此，非常有必要加強(qiáng)對煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的研究[1]。

3 煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展

3.1 煤礦錨桿技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著煤礦資源開采力度的增大，表層的煤礦資源已經(jīng)日漸枯竭。而煤礦企業(yè)為了獲得持續(xù)性的經(jīng)濟(jì)利益，加深了巷道的挖掘深度。但是挖掘深度越深，井下開采環(huán)境越復(fù)雜，煤礦巷道坍塌的風(fēng)險(xiǎn)就越高。而一旦出現(xiàn)礦井事故，不僅會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，還會(huì)嚴(yán)重威脅礦工人員的人身安全，這些都是煤礦企業(yè)謀求發(fā)展過程中面臨的最大問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型的巷道支護(hù)技術(shù)被研發(fā)出來，應(yīng)用到煤礦開采過程中，也有效提升了煤礦巷道的安全性以及可靠性，促進(jìn)了煤礦巷道技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。而作為一種新型的巷道支護(hù)技術(shù)，錨桿支護(hù)主要是將錨桿和圍巖緊密地黏貼在一起，來增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)固性。這種支護(hù)方式的優(yōu)勢是支護(hù)成本低、支護(hù)效果好，還可以重復(fù)利用，已經(jīng)成為現(xiàn)階段煤礦巷道支護(hù)中應(yīng)用最為廣泛的支護(hù)形式。

3.2 煤礦錨桿技術(shù)應(yīng)用存在的問題

煤礦錨桿技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，也存在著以下幾方面的問題：第一，挖掘深度越深，煤礦巷道承受的壓力就會(huì)越大，巷道支護(hù)技術(shù)的難度就會(huì)增大。第二，在煤礦的挖掘過程中，地質(zhì)條件不同也是一個(gè)不可忽視的問題。例如，針對軟巖巷道的支護(hù)，自承圈厚度不大的圍巖就無法對巷道進(jìn)行有力的保護(hù)，而在正式開采后，圍巖的應(yīng)力也會(huì)發(fā)生變化，作用到支護(hù)體上的壓力也會(huì)更大。此時(shí)，需要提升對支護(hù)體強(qiáng)度的要求，而支護(hù)體的強(qiáng)度過高又會(huì)限制圍巖的變形，不利于支護(hù)體與圍巖之間的支護(hù)作用的發(fā)揮。巷道的巖層在應(yīng)力的作用下發(fā)生碰撞，就會(huì)使圍巖軟弱區(qū)域出現(xiàn)破碎，對自承圈產(chǎn)生破壞，引發(fā)嚴(yán)重的巷道安全事故。第三，由于信息技術(shù)動(dòng)態(tài)輔助系統(tǒng)不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，評(píng)估系統(tǒng)對于巷道安全性的評(píng)估也不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致無法給予錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用以精準(zhǔn)的指導(dǎo)，無法為礦工人員創(chuàng)造一個(gè)安全、穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境。第四，煤礦下層工作過程中，會(huì)伴隨著震動(dòng)現(xiàn)象，因此，一旦出現(xiàn)震動(dòng)，螺距就會(huì)增大、鎖緊力就會(huì)變差，支護(hù)體就會(huì)在放炮后產(chǎn)生松弛[2]。

4 煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 支護(hù)方式的科學(xué)選擇與應(yīng)用

煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，需要注意支護(hù)方式的科學(xué)選擇與應(yīng)用。而支護(hù)方式的選擇需要充分考慮地形以及環(huán)境對支護(hù)方式的要求。也就是說，必須要提前分析巷道情況、運(yùn)動(dòng)情況以及圍巖發(fā)展情況，才能針對性地選擇支護(hù)方式。另外，在正式開始井下作業(yè)之前，一定要做好充分的準(zhǔn)備工作。如果圍巖強(qiáng)度增加，可以選擇錨桿支護(hù);如果巷道的穩(wěn)定系數(shù)較高，可以選擇剛性支護(hù);如果巷道的穩(wěn)定性較差，可以選擇伸縮支護(hù)。只有保證煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的靈活選擇，才能最大限度地保證井下作業(yè)的安全。

4.2 加強(qiáng)軟巖巷道的支護(hù)

煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，需要加強(qiáng)軟巖巷道的支護(hù)，即對巷道進(jìn)行二次支護(hù)，通過雙重保護(hù)來增強(qiáng)第一次支護(hù)的柔性，保證支護(hù)體強(qiáng)度。同時(shí)，促進(jìn)圍巖形變，釋放一部分應(yīng)力，提升圍巖的穩(wěn)定性以及安全性。而加強(qiáng)軟巖巷道的支護(hù)，可以有效避免巷道脆弱區(qū)的擴(kuò)大。而使用錨梁支護(hù)加固圍巖，可以顯著提升圍巖的約束力，進(jìn)而保證巷道的安全性與穩(wěn)定性。

4.3 加強(qiáng)現(xiàn)場勘測工作

煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，需要提前進(jìn)行現(xiàn)場勘測工作，制定出一套科學(xué)合理的支護(hù)方案。而加強(qiáng)現(xiàn)場勘測工作，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)巷道施工現(xiàn)場的潛在隱患，精準(zhǔn)把握圍巖的特點(diǎn)以及狀態(tài)，預(yù)測各種突發(fā)情況，進(jìn)而針對性地制定支護(hù)方案，消除各種安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 加強(qiáng)支護(hù)設(shè)備的更新和維護(hù)

煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，需要加強(qiáng)支護(hù)設(shè)備的更新和維護(hù)。尤其是煤礦挖掘深度的增加，增加了井下作業(yè)的危險(xiǎn)性與多變性。只有煤礦企業(yè)以及國家相關(guān)部門加大科研力度，創(chuàng)新支護(hù)技術(shù)，才能有力促進(jìn)煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的進(jìn)步，保證煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但是煤礦巷道是一項(xiàng)理論與實(shí)踐高度結(jié)合的技術(shù)，很多最新的研究成果，并不能直接利用到實(shí)際的煤礦巷道支護(hù)中。另外，部分煤礦巷道支護(hù)設(shè)備比較落后，也影響了最新研究成果的應(yīng)用與普及。要想改善這一點(diǎn)，就必須要相關(guān)煤礦管理部門意識(shí)到煤礦巷道支護(hù)設(shè)備更新與維護(hù)的重要性，加大支護(hù)設(shè)備的更新與維護(hù)力度[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展，對于煤炭資源的需求也越來越高，煤礦的開采與挖掘力度也越來越大。與此同時(shí)，為了保證煤礦開采與挖掘的安全，就必須要加強(qiáng)煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用。同時(shí)，根據(jù)煤礦巷道的實(shí)際情況，綜合各方面的影響因素，選擇科學(xué)合理的支護(hù)方式，加強(qiáng)軟巖巷道的支護(hù)、加強(qiáng)現(xiàn)場勘測工作、加強(qiáng)支護(hù)設(shè)備的更新和維護(hù)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】賈文舉.煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2019，31（06）：161-162+169.

【2】邢險(xiǎn)峰.煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究[J].石化技術(shù)，2019，26（05）：122+148.

【3】張永和.煤礦巷道支護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].石化技術(shù)，2019，26（03）：276+292.