煤礦井下軟巖巷道支護措施

桂寶軍

(神華寧夏煤業集團公司麥垛山煤礦)

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煤礦井下軟巖巷道支護措施

桂寶軍

(神華寧夏煤業集團公司麥垛山煤礦)

煤礦井下軟巖巷道的有效支護，對于確保井下安全開采意義重大。為此，首先分析了煤礦井下軟巖巷道的特點與支護原理，在此基礎上對煤礦井下軟巖巷道的支護措施進行了詳細探討，為確保該類巷道的安全穩定運行提供參考。

煤礦軟巖巷道支護措施

隨著煤礦開采面積的擴大，因承受壓力的增大，極易導致頂板的破裂甚至坍塌。隨著煤礦開采深度的增加，礦山的承重壓力升高，使得巷道出現了嚴重變形，出現了不斷進行修復工作的現象，從而增加了井下軟巖巷道掘進的工作難度，嚴重的影響了巷道的正常運行。

1　煤礦井下軟巖巷道特點及支護原理

1.1軟巖巷道特點

軟巖泛指在特定環境下易發生變形的巖石[1]。軟巖巷道在出現變形狀況時具有一定的規律，一般來說呈蠕變變形3個階段，相對來說具有較明顯的時間效應，初期表現為在壓力驟然加劇的過程。巖體變形破損量相對較大，在施工過程中若支護不當，也會引起巖體冒落，甚至引發巷道變形與坍塌。因此在支護過程中若支護支架使用不當，便會加快壓垮速度。軟巖巷道出現變形是由于巷道四周受到壓力的影響，且承受的壓力不對稱，出現局部壓力過大的現象[2]，使得其在開掘后頂板、兩幫易變形脫落。

1.2軟巖巷道支護原理

挖掘自身承重能力是軟巖巷道支護技術的核心思想，其原理是根據巖體特性和地底壓力來源，設計合理的支護方式。為確保施工過程中支護體系能適應圍巖所有的突發狀況，從而實現對圍巖變形進行合理化控制，有必要確保支護結構與其所能承受的強度相適應[3]。實踐證明，如果單純提高支護剛度，難以對煤礦井下軟巖巷道進行有效維護，只有對其進行適當減壓與加固維修，方可使巷道與支護起到相輔相成的作用。尤其對于高應力區，更需進行卸力處理。應及時有效地掌握巖體的變化狀況，根據巖體測量成果進行分析和檢查，及時做好反饋工作，確保在二次維修中支架結構參數的有效性。

2　煤礦井下軟巖巷道支護措施

2.1合理優化煤礦井下軟巖巷道方位

全面掌握煤系地層的巖石性質，并提出相關的支護方案。合理進行巷道方位探索，找出最合理的方位進行開采，盡可能避開弱巖層。在進行地形勘探時，應準確把握巖石的物理力學性質，及其在穩定、濕度影響下的化學反應等一系列特性。在選擇巷道方位時，盡可能進行擇優排查，進行巖層與巖位的篩選，有效避開高應力區。

2.2加強煤礦井下軟巖巷道強度

有效提高圍巖強度是解決煤礦井下軟巖巷道支護難題的根本措施，方法有錨桿支護和注漿。盡可能選擇高強度、高初錨力、高阻特性的錨桿系統，增強網梁帶強度，確保圍巖的表面約束力得到有效增強[4]。注漿可促進圍巖承載圈的加固，有效防止圍巖的塑形流動率的增加，實現對煤礦井下軟巖巷道進行有效維護，延長巷道使用壽命。在進行輔助運輸大巷修復時，應采用高強螺紋鋼錨桿(φ22mm、長2 500mm，間排距800mm×2 000mm)與內注漿錨桿進行聯合支護；采用樹脂錨固劑對錨桿進行固定，錨桿的固定長度須為500mm。高強螺紋鋼錨桿應與內注漿錨桿進行間隔排列，托盤規格100mm×100mm×10mm(長×寬×高)。內注漿錨桿需采用φ22mm、長2 000mm無縫隙鋼管進行操作，間排距1 600mm×2 000mm，采用與之相匹配的固劑進行錨固，錨固長度200mm，在噴射混凝土時，須進行強度控制，其強度等級應為C20，噴射厚度控制在100mm左右。若有必要，可進行巷道二次支護，如在膨脹性較強、高應力的軟巖巷道施工中，需進行二次支護，可有效提高巷道的可靠性，延長巷道使用壽命，在第一次支護時若使用錨噴支護，那么二次支護便可使用砌筑支護方式或錨噴支護方式。為保證支護質量，最佳的支護時間是在一次支護圍巖巷道之后，一般在變形和時間曲線圖中，其實際數據發生可靠平緩的拐點時便開始進行第二次支護，圍巖變形速度應小于0.05mm/d，挖掘時間控制在20～40d。若需獲得較理想的支護效果，須嚴格控制圍巖位移，得到準確數據后，結合相關技術設備，繪制出對應的變化曲線圖便于施工。二次支護與一次支護并非完全脫離，二次支護是第一次支護效果的補充，因此在進行二次支護時，須與一次支護有效配合。對錨索進行預應力張拉前需布置監測站，通常設置2個，各站設置2個監測斷面，與此同時，各測面設置3～6個測點，采用十字布點法進行布點。在3個月內進行測量，通常在第1個月內5d觀測一次，第2個月10d觀測一次，第3個月15d觀測一次。

2.3運用剛柔并濟的整體支護結構

在煤礦井下軟巖巷道支護過程中，合理運用支護結構十分必要。如果支護結構能與圍巖的變形著力點一致，便可顯著提高巖體承載能力，確保整體支護工作的順利進行。如果遇到高地應力，則應適當對其減壓；在遇到巖體處于膨脹狀態時，應對其進行適當讓壓；在一些相對軟弱的區域，須進行加固[5]。反底結構是由底板曲梁與混凝土的土層和錨桿組成，其整體應壓能力較強，混凝土反底結構可使用規格為C50混凝土進行澆灌，厚300mm。在制作曲梁時，應選擇16#槽鋼梁，并且應確保其長度為6 500mm，選擇φ22mm、長1600mm5根高強螺紋鋼錨桿，以及φ22mm、長1 400mm的4根內注漿錨桿，在底板曲梁間按照相關規定配置。

3　結　語

合理運用煤礦井下軟巖巷道支護手段，是確保煤礦井下安全生產的關鍵。為此，首先對煤礦軟巖巷道的特點及支護原理進行了探討，然后分別從合理優化煤礦井下軟巖巷道方位、加強煤礦井下軟巖巷道強度、運用剛柔并濟的整體支護結構等方面對軟巖巷道的支護措施進行了分析，供類似礦山巷道支護參考。

[1]董兵，何鑫，師偉峰，等.淺談軟巖巷道支護技術與應用[J].中國高新技術企業，2011(27)：69-70.

[2]張普田.開灤礦區深部礦井軟巖巷道支護技術研究[J].煤礦開采，2010，15(4)：65-67.

[3]付向朝，崔瑩瑩.深井軟巖巷道支護技術在平煤股份一礦的實踐淺析[J].內蒙古煤炭經濟，2015(11)：116-117.

[4]李仕民，徐建金.井下軟巖巷道支護技術及其應用分析[J].商品與質量，2013(7)：2-4.

[5]歐志成，蔡澤山.淺析軟巖巷道支護技術在賽什塘銅礦中的應用[J].現代礦業，2011(3)：98-99.

2016-05-10)

桂寶軍(1975—)，男，工程師，750408 寧夏回族自治區銀川市。