松軟不穩定礦層安全支護技術研究

摘 要：松軟突出煤層的巷道支護技術是松軟不穩定煤層工業頗為重要的組成部分，也是松軟不穩定煤層行業當前迫切需要解決的一個問題，對松軟不穩定煤層的發展有明顯的制肘。在此基礎上，本文總結了該技術的研究現狀，并且針對其發展趨勢進行探討，指出未來的發展方向。其中，詳細介紹了煤層巷道支護的關鍵技術難點，分別對其具體增產改造技術作以闡述，指出不同技術的未來發展方向。

關鍵詞：松軟突出煤層;巷道支護;支護技術;定向支護

由于松軟不穩定煤層開采工作具備一定的危險性，因此，在實踐開采期間，應確保科學運用所匹配的巷道開采技術，以有效規避產生相應的經濟壓力，這也要求我國須確保松軟不穩定煤層巷道支護技術使用的安全性等。我國開采松軟不穩定煤層的主要方式便是進行大量挖掘巷道，在該過程中有機準入支護技術，可極大減少事故發生的幾率，還可有效提升工程的安全性等。

1 目前松軟不穩定煤層支護技術實存的相應窘況

盡管松軟不穩定煤層巷道支護技術的實踐運用較為普遍，還可為相應的松軟不穩定煤層企業創造更高經濟效益，但同時也為對應的開采工人帶來更高限定的安全性標準。整體上獲得眾多松軟不穩定煤層企業的積極支持，卻依舊存在一定的現實問題，具體相關內容如下所示：

①一般而言，松軟不穩定煤層企業為獲取更大化的經濟效益，往往會促使相應松軟不穩定煤層礦井的開采深度愈加深化，受繁復地質條件以及松軟不穩定煤層巷道的系列壓力，常會使得巷道支護技術的施用難度系數逐漸加大;

②當前社會發展階段下，由于深部巷道圍巖破環理論研究難以較好促進松軟不穩定煤層巷道工作，因此，實際需要更多元、更合理的理論來維系當前的巷道開采與支護技術;

③在松軟不穩定煤層巷道支護技術運用過程中，實踐采用工程比擬法進行對松軟不穩定煤層巷道各類參數的指導，因為嚴謹性的科學計算機動態輔助系統，及巷道支護合理性評價系統的缺失，使企業運用松軟不穩定煤層支護技術開展具體作業難以獲得有效保障，也就無法保障對應松軟不穩定煤層巷道的安全性能以及經濟利益;

④當前的相關技術并不能在深部動壓影響區以及構造壓力帶上進行使用，因而，錨網噴的二次支護技術理論亟需更深化地調研，有機探尋最適宜的困窘處理方案，并且有機完備涉及的技術理論，并非僅僅為獲取高額利潤就不顧及生態環境，譬如，不間斷增加跨井深度等;

⑤由于時常會受到震動，因此針對于螺距大、鎖緊力較低等狀況，涉及的支護材料往往易于產生相應的安全事故，譬如，放炮垢出現松動等情況，另外，相關的材料并不適合做巷道支護，主要是由于其并不滿足相關的限定要求。

2 支護技術的發展趨勢

當前，此項技術在采礦技術業界普遍認為的主要缺陷有：篩管保護尺寸小、不易跟隨煤層定向支撐、鉆孔增產改造范圍不達標等。為了改進巷道支架技術，使其達到技術成熟，讓巷道支護效果越來越符合要求，推出幾項新的定向支護技術：泥漿脈沖隨鉆與電磁波隨鉆測量定向支護技術，大直徑篩管和大直徑小曲率側鉆的改進技術等，泥漿脈沖隨鉆和電磁波隨鉆測量定向支護技術可以提升順層鉆孔深度和軌跡控制準確度，大直徑管篩管跟支護可以提高孔直徑和孔完整、小曲率側鉆改進技術能夠提高鉆孔覆蓋范圍和礦層開采效果。

3 巷道圍巖變形控制技術

3.1 巷道支護的技術措施

4328工作面巷道為直壁半圓拱型，凈斷面長度4.6m，凈斷面寬度3.2m。由于是低硬度和松軟的煤巷道，巷道內分散分布著碎粒和糜棱巖煤，巷道工作面受到殘余支撐壓力易發生變形的特性，為此，根據圍巖變形規律，完成鋼制支架（U型）配合自攻全程螺旋錨固松軟不穩定煤層，進行錨固補強的技術措施。

3.1.1 鋼制支架（U型）支護

應用鋼支架（u型）技術補強措施，其支架由三節U29型鋼支架組成，三個鋼支架之間的搭接均為0.5m，管頂采用2對間距0.7m卡子，為雙槽夾板式。管棚后面的頂面用木材連接，用鋼筋網作防護罩。

3.1.2 鋼制支架（U型）配合自攻螺釘貫穿錨定松軟不穩定煤層

鋼支架（U）設置的方式和鋼支架（U）支持流程相同，配合自攻螺釘固定所有的松軟不穩定煤層，在錨定流程結束后，用自攻螺釘固定松軟面不穩定煤層，并使用厚度為0.9m槽鋼托梁處理，整個螺旋錨軟的大小與不穩定煤層是0.022m*2.5m。

3.2 支護方案仿真分析

對4328工作面進口巷道不采取支護措施時，巷道頂面位移為0.655m，巷道兩側位移為0.656m。對巷道采用鋼支架（u型）支護措施時，巷道頂面位移為0.285m，下降56%，巷道兩側位移為0.249m，下降62%。當使用鋼支架（u型）錨定軟體不穩定煤層在整個自動攻絲過程中，巷道表面位移頂部0.183m的降低率72%，兩旁的巷道位移是0.175m，減少73%。因此，從巷道頂部表面位移的量可知，鋼支架（U）與自攻螺絲錨松軟煤層的穩定比鋼托架（U）支持降低了35%，從巷道兩幫位移，鋼支架（U）與自攻螺絲錨松軟煤層的穩定比鋼支架（U）支持降低了29%。基于上述分析，對于松軟體不穩定煤層的支護，鋼支架（u型）聯合自攻螺釘錨支護效果比單獨使用鋼支架（u型）支護效果更為顯著。因此，4328工作面進風巷確定采用此方案為最終使用的技術方案。

4 松軟不穩定煤層巷道支護技術應用的對策性探析

4.1 選用適宜的支護方式

當前在巷道支護期間，最普遍化運用的方式常有錨桿支護、錨噴支護以及液壓支柱等，而在實踐操作過程中并不是所有涉及方式都進行運用，應依據真實情況而定，譬如，需依據巷道的實際情況、圍巖發展以及運動狀況等方式開展現場作業。在該境況下，有機選用適宜的支護方式進行作業十分必要，需預先性地考慮巷道基礎情況，再根據理論與實踐相結合的方式，更為合理、綜合地判定與選擇高效、適宜的支護方式。例如，當圍巖強度加大時，可適時選用錨桿支護;當巷道的穩定性較低時，則可選用伸縮支護等。

4.2 增強現場勘察

制定科學、有效的支護方案時，不可缺少對巷道施工現場的勘察以及了解清楚圍巖特性，這樣利于確定出更合理支護方式來強化支護效果。對此，選用支護方式時，亟需適時考慮相關突發情況，譬如，圍巖小的變形會將圍巖表層巖體出現破碎時產生的相關應力釋放出來，從而有效減少圍巖的變形量。因而，對支護進行設計方案制度期間，可充分考慮多元化支護方式相互結合優化模式，以有效提升工作的安全性。

5 結束語

地質構造影響，巷道圍巖節理裂隙發育，圍巖整體性差，松軟不穩定煤層支護效果不能充分發揮，巷道圍巖承載能力未能充分調動，加之地應力和掘進應力影響，巷道應力環境復雜，是造成松軟煤層回采巷道圍巖控制難度大的主要原因。采用高預緊力強力松軟不穩定煤層（索）支護，及時掌握巷道圍巖裂隙情況，在松軟不穩定煤層預緊力不達標、巷道變形增大、裂隙發育、構造影響區需及時采取注漿加固措施，工作注漿加固改善圍巖結構，提高圍巖整體性，充分松軟不穩定煤層（索）支護作用，從而提高圍巖承載能力，能夠實現控制巷道圍巖變形目的。通過現場試驗表明：煤幫內的裂隙全部充填粘結，漿液凝固、硬化情況良好;巷道表面圍巖變形在距離掘進工作面50m左右開始趨于穩定;兩幫最大移近量為91mm，頂底板最大移近量為28mm;巷道掘進期間主要以兩幫變形為主，頂底板變形較小。

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作者簡介：

李艷明（1987- ），男，本科，助理工程師，主要從事煤礦安全生產管理工作。