煤礦巷道掘進支護技術(shù)的研究與應(yīng)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(xué)者對控制圍巖變形破壞這些方面進行了科學(xué)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(dāng)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(fù)合材料進行支護巷道。經(jīng)過長期的發(fā)展，復(fù)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(dāng)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(shè)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(lǐng)導(dǎo)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(xùn)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(xùn)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(xùn)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(xué)選擇方案。在處于深部高應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(chǔ)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(xué)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(yīng)該根據(jù)實際情況，吸取之前的經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷的開發(fā)新的支護工藝，考察當(dāng)?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）