淺析煤礦巷道支護的選擇

侯建國

（太原煤氣化加樂泉煤礦，山西 太原 030204）

淺析煤礦巷道支護的選擇

侯建國

（太原煤氣化加樂泉煤礦，山西 太原 030204）

目前，煤炭作為一種不可再生的重要資源，對全球的經濟發展作出了重大貢獻，巷道支護作為掘進和回采的重要技術支撐，起到了重要的作用。就煤礦巷道支護選擇進行了探討。

煤礦；巷道；安全支護；支架

煤礦巷道是礦工生命安全的保證，也是進行回采和掘進的前提條件，隨著我國煤礦開采深度的不斷增加，煤礦巷道支護經歷了多項技術革新，早期開采階段幾乎都是就地取材的以木料為主的支護方式。隨著新型材料的出現，基本形成了以金屬支架、錨桿、錨噴網復合等的支護形式，這些受限于深度和巖性影響的支護耗費了大量材料。經過多年的技術革新，分為以下幾種支護方式。

1 木支架

木支護技術主要是采用木材作為支護材料，此種支架是較為常見的，它的主要結構是梯形，主要的支護方式有“親口”棚、鴨嘴棚、戴帽點柱、木垛等。根據不同的形式架設的特點，可以在任何壓力下使用。有的架設質量要求較高，如果架設不良，則會嚴重影響到支護的效果。此時，就需要對架設認真、仔細搭設，避免后期出現問題。木支架具有的優點是木材容易獲得、成本低、質量較小、易搭建架設，還具有一定的強度、可伸縮性；它的缺點是初撐力和工作阻力達不到要求，適應圍巖變形能力差，僅僅靠木梁木腿支柱壓入頂底板，材料消耗量極大，且木材易返潮、生蟲、燃燒，易引起礦井火災，產生有毒有害氣體，威脅礦井安全生產。因此，為了節約木材的使用，盡量少使用木支架或不使用此種結構。

2 金屬支架

隨著煤炭工業的發展，煤炭開采深度不斷加大，巷道支護條件越來越復雜，金屬支架作為一種有效的支護方式，應用廣泛。此種支架主要分剛性支架支護與可縮性支架支護，其中，剛性金屬支架是相對于可縮性支架而言的，這種支護方式具有較大的承載能力，但不能適應巷道圍巖的變形。這種支架隨著礦山壓力的不斷增大，支架頂梁會被頂板壓彎，棚腿被壓入底板甚至扭曲變形，支架的斷面也在不斷縮小。由于支架本身沒有可伸縮性，剛性金屬支架適用于圍巖比較穩定、礦山壓力不大的巷道?？煽s性支架允許壓縮變形量大，在結構設計壓縮范圍內，工作阻力隨壓縮量大而增大，阻力較大，具有適應和控制圍巖變形的能力。

金屬支架的優點為：①服務年限長。巷道可以進行一次性永久支護，降低了巷道維修率，受力范圍和承載力較大，可以有效地控制巷道周圍圍巖的脫落、移動等問題。②金屬支架在巷道搭建需要按照斷面施工，使得巷道的質量具有一定的標準。③金屬支架具有較大的可伸縮性，還具有較高的硬度，不易折斷，不會輕易受到頂板應力之后而折斷，進而導致事故的發生。④金屬支架便于回收，在一定程度上能夠節約成本。

金屬支架的缺點為：①金屬支架在制作時比較麻煩，因為質量較大，搬運、修理非常不方便，且在初期的投資較大，人員的支護難度也較大；②如果原先的巷道沒有任何支護，采用金屬支護時就會受到斷面的影響，如果不及時就地取材進行維護，則會埋下安全隱患；③金屬支架存在觸電危險；④如果破壞了巖石的特性帶，將會難以回收。

3 錨噴網聯合支護方式

錨桿支護方式是利用圍巖本身強度來維護巷道的支護方式，通常應用在具有不同的地質、深度的巷道中。錨桿支護方式與其他的支護方式相比較而言，更加堅固、使用壽命長、安全性高、更加可靠，本身施工比較簡單，維護工作量較少，加之對巷道圍巖強度的強化作用，明顯提高了圍巖的穩定性，從根本上改善了巷道的支護狀況，保證了安全生產。同時，減輕了工人的勞動強度，減少了支護物料的運輸，加大了生產力，加快了循環進度，提高了礦井的經濟效益，成為了煤礦巷道的一種主要支護形式，代表了煤礦巷道支護技術的主要發展方向。

錨桿支護方式的缺點為：人工打頂較為困難，常有脫落傷人事故發生，由于其屬于隱性支護，監測支護較為困難。如果只采用錨桿支護方式，會導致圍巖的脫落或風化，不能很好地保證其質量和安全。因此，最好與噴射混凝土、金屬網支護方式結合，從而達到支護的目的。錨噴網聯合支護方式作為一種比較先進的支護技術，特別是在復雜的地質條件下，得到了廣泛應用。

此種支護方式是深入巖石內部施工一定長度的錨桿，與巖質體形成復合作用，充分彌補因巖體強度不足，發揮錨拉作用，使巖質體自身結構的強度得到增強。在邊角坡設置金屬網噴射混凝土，能起到抗變形的作用，使整個受力面形成一個抗彎、抗拉、抗剪的整體。

錨噴網聯合支護結構主要適用在穩定性差、強度低、易風化掉碴、自穩能力小和自穩時間短的圍巖中。其巷道的服務年限較長，塑變壓力較大，圍巖變形位移明顯。此種支護方式不僅結構簡單、承載力強、安全可靠，適用于多種巖層，施工靈活，施工工期大大縮短，且解決了單獨噴射混凝土支護所提供的支護抗力不足和單獨錨桿支護圍巖易風化和潮解，圍巖強度降低、掉落，“錨空”等問題。此外，還借鑒了噴射混凝土的構思經驗，采用網笆形式保護圍巖，避免了圍巖裂隙的發展和斷裂，阻止了圍巖危石松動向深部延展，還具有適應圍巖變形的能力，形成了柔性保護層，這是噴射混凝土層不可比的。

4 支護方式的選擇

目前，提高巷道支護的質量對提高煤炭經濟效益、降低原煤生產成本起著巨大的作用。支護方式的選擇要根據實際情況來選擇，在礦井開拓和巷道掘進過程中，應根據礦井各巷道的地質條件，合理確定巷道和硐室的支護方式。

5 結束語

綜上所述，煤礦巷道支護必須因地制宜，提前根據實際地質條件進行準確判斷，綜合考慮開采順序、服務年限以及各巷道使用要求等因素，選擇穩固的支護方式，避免因反復維修而增加不必要的費用支出。在巷道支護不能滿足安全生產的需要時，要認真分析原因總結教訓，及時選擇更加牢靠的支護方式。

［1］趙海平，李艷玲.復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術應用分析［J］.科技傳播，2013（02）.

〔編輯：張思楠〕

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.13.036

2095-6835（2017）13-0036-02