煤礦巷道掘進支護技術(shù)的研究與應用

王輝

摘 ?要：煤巷掘進是煤礦開采的重要環(huán)節(jié)，而作為煤巷井下掘進安全生產(chǎn)的重要保護環(huán)節(jié)，煤巷掘進支護則是保證煤礦順利安全生產(chǎn)的重中之重。與時俱因地制宜的制定適用的支護方案，顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：煤巷;掘進;支護技術(shù)

一、煤巷圍巖控制理論的研究

近年來，國內(nèi)外一些專家學者對控制圍巖變形破壞這些方面進行了科學的分析和研究，主要包括以下幾個方面：

（1）圍巖弱化卸壓理論：該理論的核心內(nèi)容是提倡利用支護結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)圍巖自身的土質(zhì)結(jié)構(gòu)，對支護架的結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，吸收并釋放其圍巖能量，以此提高圍巖自身的穩(wěn)定性。（2）冒落拱理論：該理論認為巷道圍巖是具有自然承載能力的，方法就是在巷道的上方將形成一個拋物線形的自然平衡拱。（3）主次承載區(qū)理論：該理論把巷道分為主承載區(qū)和次承載區(qū)，壓縮區(qū)的尾部在圍巖深層，是維護巷道未定的主承載區(qū)，張拉區(qū)分布在其周圍，稱為次承載區(qū)，這些都需要通過支護加固手段來加強其承載力。當然，煤巷圍巖控制理論還有很多，在此不一一列舉。

二、煤巷掘進支護技術(shù)的研究

（1）圍巖支護技術(shù)：這種支護手段又可以稱為被動支護，其中典型代表是棚式金屬支架支護。它是通過金屬支架，直接作用于巷道圍巖的表面，以此來減緩圍巖變形壓力，這種支護技術(shù)也可以作為臨時支護手段，但是隱患大。（2）圍巖加固技術(shù)：其中支護手段為主動支護，典型代表為錨桿（索）支護。這種支護手段已經(jīng)逐步成熟，它能夠?qū)⒅ёo力度植入圍巖內(nèi)部巷道，不僅對巷道圍巖表層起到了支護作用，而且還大大緩沖了圍巖的變形周期。（3）多元支護技術(shù)：這種手段近年來在煤巷井下掘進作業(yè)中廣泛采用，也可稱做符合支護。是指幾種支護形式的組合或者采用復合材料進行支護巷道。經(jīng)過長期的發(fā)展，復合支護技術(shù)已經(jīng)從最初的疊加支護方式演變成了多種方式的結(jié)合，融合如錨桿+錨索、錨桿+錨注等等。在特殊的情況下時可以有主被動方式的聯(lián)合，如稍體+錨桿（索）、金屬支架+錨桿（索）、金屬支架+錨注等。

三、當前煤巷掘進支護存在的問題

（1）從軟件方面講，首先是防范意識不強，一些煤礦開采單位把經(jīng)濟利益放在第一位，太過于急功近利，在開采過程中重產(chǎn)量，這些請注意安全防護。其次是資金投入不到位。一些煤礦企業(yè)在資金投入和支配方面分布不均，在對井下掘進支護上的投入力度不夠，不經(jīng)常進行支護交流，沒有能夠及時有效的引進先進的支護工藝，同時現(xiàn)場的評估也不到位，給開采留下了諸多安全隱患。（2）從硬件方面上來說，主要是技術(shù)手段非常薄弱。一方面是專家的人數(shù)不夠。對于一個煤礦開采企業(yè)來講，必須配備與企業(yè)開采量相匹配的專家人手，同時配備一定數(shù)量的助手，進行不定期的勘察和檢驗;另外一個方面就是專家個人技術(shù)水平往往停滯不前沒有提高，再加上缺少企業(yè)相互間的交流與溝通。同時設備更新不及時。

四、加強煤巷掘進支護的新方式

（1）注重提高認識，增加資金投入。加強企業(yè)領導對煤巷掘進支護工作的重視程度，不斷提高支護理念，改變傳統(tǒng)觀念，這是保證支護改革順利進行的關(guān)鍵。同時要加大資金投入力度。 充足的資金投入是保障煤炭企業(yè)中煤巷掘進支護工作的重要前提條件，一個企業(yè)只有放寬了對支護安全資金的投入力度，才能保障支護改革的順利進行。（2）注重企業(yè)的強化管理，加強企業(yè)的培訓力度。加強管理是為了鞏固和發(fā)展支護改革的成果，現(xiàn)場對施工技術(shù)的管理會直接影響到支護的質(zhì)量，同時也決定了支護改革的成敗。因此，要加強技術(shù)培訓力度，在推廣新技術(shù)和新工藝的同時，也要采用井上對其原理、工藝以及井下的實際操作相結(jié)合的培訓方式，不斷的加強企業(yè)煤炭工人的操作水平，從而確保支護改革可以順利進行。（3）堅持支護原則，科學選擇方案。在處于深部高應力環(huán)境下的煤巷開挖后，在圍巖的表面產(chǎn)生了幾十毫米甚至幾米的變形區(qū)域，并且隨著開采深度的不斷加大，煤巷變形量呈現(xiàn)出了近似線性關(guān)系的增大。煤巷圍巖的增長變形和破裂區(qū)的形成經(jīng)歷了一個很漫長的時間過程。深部巷道的變形發(fā)展速度在巷道起初開掘時較快，之后不斷地衰減，然而在巷道頂、底板處產(chǎn)生壓應力集中的剪切破壞，直至剪切滑移裂縫交錯而破裂區(qū)完全形成。從支護方案及支護機理這兩個方面來講，允許巷道圍巖的一些變形，但是確能對圍巖變形破壞進行有效的控制，在圍巖的表層巖體發(fā)生了一些程度上的破碎，從而釋放出部分高應力，不僅可以有效地降低圍巖的變形量，而且支護體承受了較小的變形應力，既有利于主承載結(jié)構(gòu)發(fā)揮高承載能力，又有利于支護的次承載結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。（4）注重效果監(jiān)測，確保安全生產(chǎn)。完整的現(xiàn)場監(jiān)測資料數(shù)據(jù)可以給巷道支護的成功實施提供基礎數(shù)據(jù)，是巷道支護工程得以鞏固、發(fā)展的重要保障。要熟練的掌握巷道圍巖的變化及其規(guī)律性，為巷道支護的日常動態(tài)化管理提供科學依據(jù)。

言而總之，針對不同的煤層狀況和地質(zhì)狀況，開采維護人員不能照搬成功的支護方案，而應該根據(jù)實際情況，吸取之前的經(jīng)驗教訓，不斷的開發(fā)新的支護工藝，考察當?shù)貙嶋H的土層情況，有層次，有計劃，有針對的制定適合自己的支護方案，確保安全生產(chǎn)。

參考文獻：

[1] 白玉明，朱朝海.掘進巷道支護的優(yōu)化改進[J].科技資訊，2012（17）