地下煤礦采準巷道支護技術的研究與應用分析

靳順奇 張端磊 徐雷

摘 要：煤炭資源是我國社會經濟發展的重要能源，隨著開采的不斷深入，對礦山開采技術提出了更高的要求，巷道的支護技術的研究和發展尤為關鍵。特別是受高應力影響的巷道圍巖容易發生變形和支護困難的問題，不同區域的地質條件各不相同，巷道容易變形和坍塌的問題對巷道的支護技術提出了更高的要求。本文主要根據不同的巷道支護技術進行分析總結，通過合理分析選擇合適的巷道支護技術，充分發揮巷道的支護作用，保障井下作業人員的安全。

關鍵詞：巷道支護；支護方式；支護技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.068

0 引言

從我國的礦產資源分布情況來看，礦山企業的開采工作大部分在地下進行，多數開采區域逐漸向更深的方向發展，隨著開采深度的不斷增加，巷道在開采過程中會遇到復雜多變的情況，巷道內部受高應力的影響。盡管我國在礦山企業引進多種先進技術和設備，加大對開采的資金和技術投入，但仍然存在一定的支護問題。因此合理解決圍巖易變性和穩定性差的問題，成為煤礦企業穩定健康發展的關鍵。

1 采準巷道的地質構造

5302綜放工作面位于鮑店煤礦五采區的西部，工作面厚度8.36～9.00m，f=2.9五采區是以走向長壁采煤法布置的綜放采區，采用多上山聯合布置，工作面由北向南連續跨上山開采。采區位于小南湖向斜的南翼及核部，總體趨勢為南高北低，走向長度2500m，傾斜寬度2000m。工作面北部切眼附近位于小南湖向斜核部，煤層走向變化較大；工作面南部設計停采線附近煤層傾角較大，最大為15 ?，中部及北部較平緩；小南湖向斜軸向為北59 ?東，向北東傾伏，為一寬緩向斜構造，向斜軸部煤層節理發育，破碎易冒落，低洼處易積水巷道支護難度較大。

2 巷道支護形成原因及理論

（1）煤礦開采過程中，地質條件對掘進作業的影響主要表現在煤層穩定程度、地質結構復雜程度，不同的地質條件對礦山產生不同的影響，掘進過程中褶皺出現頻率較高，在煤層穩定和波動較少的區域對開采影響較少，褶皺緊密或一級褶皺發生較多時對開采產生較大的影響；水文地質條件按照侵蝕程度和堆積等水文地質作用，對礦山開采產生不同的影響。開采的不斷深入，不同區域的地質條件各不相同，地質條件多為斷層復雜地帶，受水文和圍巖應力的影響，容易發生圍巖的變形，當頂板收到擠壓時會發生前掘后修的情況，針對井下開采作業變形最為嚴重的是軟巖，軟巖具有膨脹性和易變形性，不穩定的頂板更加增加了開采的難度，隨著開采深入的增加，巷道頂板處于未支護狀態下容易發生底鼓，底鼓引發底板圍巖變形，發生底鼓后會引起底板的內部移動，遇水則會發生膨脹甚至降低巖石的強度，被浸水后的圍巖支撐強度明顯下降，成為發生巷道變形的主要內部原因。

（2）煤礦企業重視開采的同時，也越來越重視開采的技術和理論，巷道支護理論眾多，主要有強度強化論、新奧法和聯合支護理論，在礦山開采中使用較多的是強度理論和新奧法，強化強度理論利用錨桿支護技術改善圍巖的高應力，提高圍巖的承載能力，圍巖強度強化理論以巷道錨桿為基礎，利用錨桿的支護作用改善圍巖的應力狀態，增加圍巖自身的承載能力，保護巖體得到有效的提升；新奧法是多種支護技術的綜合，通過對隱患圍巖的加固，采取錨噴支護技術，從而有效提升圍巖自身承載能力。

3 巷道主要支護類型的選擇

煤礦開采支護技術多種多樣，錨桿支護技術具有經濟實用、防護性強的特點，從低強度到高強度的支護技術被廣泛采用，在錨桿支護技術使用初期，支護強度較低，隨著技術的發展和錨桿支護技術的應用，圍巖出現不良情況可以隨時得到控制，有效控制圍巖的離層，降低發生裂紋的情況，有效提升圍巖的強度，避免發生嚴重變形和拉伸。下面介紹幾種常見的支護類型：

（1）U型鋼可伸縮性支護技術。巷道受高應力發生嚴重變形時，可以通過金屬支架預防巷道變形嚴重的問題，U型鋼的可伸縮性可以根據圍巖膨脹變形的嚴重程度，改變自身的伸縮性以適應圍巖破碎和較大變形的巷道，U型鋼具有結構簡單和承載能力較大的特點，但投入成本較高，使用較少。

（2）錨注支護技術。巷道發生變形時采用多種支護技術，以錨注支護技術為主要方式，錨注支護是將錨桿、錨索和注漿支護相結合，利用注漿方式向巖體內部注漿加固，漿液可以滲入到有裂縫的巖體中，對已經受損的圍巖進行固化，提高自身的承載能力，與傳統的錨桿技術相比，錨注通過注漿實現巖體的進一步固化，為錨桿提高堅實的基礎。錨注技術可以提高圍巖自身的承載能力，提高巖體強度。

（3）聯合支護技術。當開采巷道處于軟巖狀態下且支護困難是可以采用聯合支護技術，通過分析實用巷道聯合支護技術可以改變U型鋼和工字型支護方式中存在的優缺點，既可以充分發揮U型鋼的可伸縮性又可以改變圍巖的變形作用，達到聯合支護的目的，在支護過程中，如果單獨采用單一的支護方式無法很好的控制圍巖的支護條件，從而降低了支護能力，因為對軟巖的巷道支護技術可以采用提高自身承載能力的聯合支護技術。

4 巷道支護技術應用問題及改進措施探究

受高應力的影響，軟巖巷道是巷道中的主要類型，軟巖具有遇水膨脹和易變形的特點，在風化作用下容易發生變形和抵抗力差的情況，是巷道中支護困難的一種類型，在巷道開采過程中，支護承載較大壓力，難以掌握支護體的強度，巖體發生膨脹，巷道發生松動，降低支護的效果。針對軟巖巷道中的諸多問題，可以通過二次支護方式和注漿支護的方式，增強支護體的強度，提高圍巖的承載能力，采用科學的巷道支護技術，從整體上加固巷道的承載能力，提高對圍巖的支護。

5 結束語

巷道開采是礦山企業開采的主要技術，復雜地質條件下的掘進需要通過選擇科學合理的支護技術，才能保障礦山開采的安全穩定進行，本文通過對巷道實際情況的分析，根據不同地質條件下巷道掘進技術的不同選擇，選擇合理的支護方式，提高圍巖的承載能力，充分發揮各種支護方式的特點，有效解決井下支護困難的情況，保障開采作業的順利進行。

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