煤礦井下掘進中巷道支護技術(shù)的應(yīng)用探索

王春霖

（山西煤炭運銷集團蒲縣昊興塬煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 041000）

隨著社會的不斷發(fā)展，煤礦企業(yè)在諸多方面都獲得了明顯進步，尤其是煤礦井下掘進中的巷道支護技術(shù)，在煤炭挖掘中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。雖然支護技術(shù)的運用能夠為煤礦井下生產(chǎn)的安全性提供保障，但是日漸復(fù)雜的地質(zhì)條件以及惡劣的施工環(huán)境，對支護技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用產(chǎn)生了不利影響。當(dāng)前，受到各種內(nèi)外因素（煤層埋藏深度、煤質(zhì)情況以及含水情況等煤礦巷道賦存地質(zhì)條件）的影響，煤礦生產(chǎn)效率明顯下降。此外，礦井各個巷道的圍巖穩(wěn)定性存在較大差異，導(dǎo)致巷道掘進環(huán)節(jié)存在很大安全隱患，這也是出現(xiàn)礦井事故的主要原因之一。而支護技術(shù)對煤礦安全生產(chǎn)至關(guān)重要，其不僅能夠保證地下采礦的安全性，還可以提升采礦效率，提高煤炭產(chǎn)量。因此，對煤礦井下掘進中巷道支護技術(shù)的應(yīng)用進行探索分析十分有必要。

1 煤礦井下掘進巷道支護類型概述

1.1 架棚支護

架棚支護多應(yīng)用于半圓拱形、橢圓形、圓形巷道的支護中，其包含U型鋼棚和工字鋼棚兩種。眾所周知，煤礦井下環(huán)境十分惡劣，要想保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅固度，在篩選支護型鋼時一定要注重其抗拉能力、抗剪切能力、抗壓能力等性能，使其能夠充分滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需求[1]。井下巷道頂板支架主要承受來自橫向與縱向的荷載力，因此，可采用支護型鋼來承受此橫向與縱向的荷載力，且應(yīng)與巷道支架的載荷相接近。但需要注意的是，支護型鋼幾何形狀一旦產(chǎn)生變動，那么支架的伸縮能力就會受影響。因此，在滑移和鎖緊操作時，一定要全面考慮支護型鋼滑移的平穩(wěn)度和接觸面的實際面積。支護型鋼的受力狀態(tài)一定要處于最佳狀態(tài)，這樣才能將其功能用途全面發(fā)揮出來。

1.2 預(yù)留煤柱

預(yù)留煤柱屬于傳統(tǒng)巷道頂板支護技術(shù)，在巷道掘進時，一般分為上區(qū)段和下區(qū)段，即運輸平巷和回風(fēng)平巷。對巷道頂板進行支護時，需要將上下兩個區(qū)段的煤柱進行預(yù)留，使其作為巷道的支撐，進而加強巷道的安全性。預(yù)留煤柱操作簡便快捷，同時對巷道的排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)也有一定的優(yōu)化作用。但是，該支護工藝的成本相對較高，且會在掘進中對煤柱造成危害，從而加大巷道維護工作的難度。此外，在采煤時，煤柱所受到的支撐荷載還會直接傳送至巷道底部，對周邊巷道帶來影響，進而影響井下采煤工作的安全性，并對相關(guān)工作人員的生命健康帶來嚴(yán)重威脅。

1.3 架設(shè)可縮性支架支護

可縮性支架的承載特點和回采巷道圍巖變形特點類似，在剛開始安裝該支架時，其承載性能較差，距離回采工作面越近，圍巖壓力就越大，支架收縮量、承載性能都會隨之增加，能對巷道圍巖變形、受損起到有效控制作用。但在對可縮性支架進行運用時，會受到諸如支架連接配件、支架結(jié)構(gòu)等多種因素的影響；在對可縮性支架的承載能力極限值，即其能夠承擔(dān)的最大荷載力進行判定時，應(yīng)當(dāng)對其自身是否出現(xiàn)了塑性變化進行詳細觀察。一般情況下，支架真實承載能力和極限承載能力存在差值，也可以通過對比差值大小對支架現(xiàn)狀進行明確，差值小說明支架自身情況較好，差值大，則表明支架自身情況較差。因此，如果可縮性支架實際荷載力和計算得出的極限荷載力數(shù)值十分接近或者一致，就可說明可縮性支架當(dāng)前的情況良好。

2 煤礦井下掘進中巷道支護技術(shù)的實際應(yīng)用

為保證煤礦井下巷道施工的安全穩(wěn)定，一定要對掘進支護技術(shù)進行慎重選擇，盡量選取工作效率高、安全性高、穩(wěn)定性高的支護技術(shù)，并對施工中每個細節(jié)、工藝要點進行全面掌握，從根源上減少質(zhì)量隱患和安全隱患，為煤礦開采的施工環(huán)境提供安全保障。

2.1 分析巖石性質(zhì)，做好準(zhǔn)備工作

首先，應(yīng)當(dāng)對巖石性質(zhì)進行分析研究，做好充足的施工準(zhǔn)備工作。在煤礦井下巷道掘進工作中，施工人員一定要對巖石性質(zhì)進行深入探究，并以此為根據(jù)對支護規(guī)劃方案予以改善優(yōu)化[2]。施工單位也要和勘測單位建立友好合作關(guān)系，根據(jù)勘測企業(yè)專業(yè)人士對該區(qū)域巖石性質(zhì)、成分、結(jié)構(gòu)進行勘測得到的準(zhǔn)確、科學(xué)的探測結(jié)果，出具巖石性質(zhì)調(diào)查報告。煤礦施工人員可結(jié)合該報告采取最為合適的支護方法，同時對存在的風(fēng)險及可能發(fā)生的危險予以充分考慮，并采取一定措施對其進行規(guī)避，為巷道掘進支護的安全提供有力保障。施工人員在選擇巷道支護技術(shù)時，要結(jié)合巷道實際情況，這樣才能確保支護結(jié)構(gòu)的承載性能。此外，設(shè)計人員還應(yīng)當(dāng)進入現(xiàn)場開展實地勘察，采集有價值的信息，并參考該信息編制巷道掘進施工設(shè)計方案，確定支護技術(shù)和支護結(jié)構(gòu)。不管選擇哪種支護技術(shù)，一定要保證巷道外表光滑、平整，并應(yīng)用光面爆破、錨噴等技術(shù)予以輔助。

2.2 錨桿支護技術(shù)

在煤礦井下掘進中，較為常見的巷道支護技術(shù)之一就是錨桿支護技術(shù)，該技術(shù)適用于軟巖巷道的支護中。運用此支護技術(shù)可有效優(yōu)化巷道結(jié)構(gòu)，并提高煤炭生產(chǎn)效率和企業(yè)經(jīng)濟效益。錨桿支護技術(shù)主要運用錨桿托板、錨固劑對巷道進行安全支護。其中錨桿是該技術(shù)中不可或缺的重要構(gòu)件，在實際施工過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)使用扭矩螺母來使巷道表面和錨桿托板之間相互擠壓，以改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，從而避免圍巖開裂。在煤礦井下巷道掘進支護之前，施工人員一定要對軟巖成分及其性質(zhì)進行充分了解，以使支護方案更加完善且更易操作。通過利用錨桿支護技術(shù)能夠顯著提升巷道掘進量，保證煤礦巷道施工安全。此外，在掘進工作中，一定要掌握巷道實際情況，并對其相關(guān)參數(shù)信息進行采集，因巷道參數(shù)常處于動態(tài)變化中，所以相關(guān)施工人員一定要定時對巷道具體情況進行勘察，以提高巷道掘進質(zhì)量和支護水平。

2.3 錨網(wǎng)索支護技術(shù)

在煤礦井下掘進中應(yīng)用錨網(wǎng)索支護技術(shù)，可有效控制錨桿和非錨固巖層的變形問題，同時也能夠為已經(jīng)破碎的巖體提供強力支撐，由此可見，錨網(wǎng)索支護技術(shù)能夠?qū)χёo難、地壓大等問題進行妥善解決。此外，應(yīng)用該技術(shù)還可以顯著降低瓦斯積聚量，減小巷道受破壞及出現(xiàn)危險事故的幾率。

2.4 將支護體和圍巖進行有機結(jié)合

與其他支護技術(shù)相比較，對較薄弱巷道采取支護體和圍巖有機結(jié)合的技術(shù)最為有效。運用該技術(shù)可全面發(fā)揮圍巖自身的優(yōu)勢和性能，在此過程中，圍巖支護能力與支護體受力呈反比，即圍巖支護能力小，支護體受力就大。

該支護技術(shù)的操作流程為：等到完成巷道開挖工作之后，施工人員需要對巷道圍巖開展錨網(wǎng)支護操作，然后通過詳細觀察巷道底板對頂、幫圍巖變化情況，設(shè)置好支護的最佳時間點，如果圍巖變形量有所增加，那么應(yīng)當(dāng)及時運用預(yù)應(yīng)力錨索對其進行補強支護，借此提高圍巖的綜合支護質(zhì)量[3]。應(yīng)用支護體和圍巖有機結(jié)合的支護方法，可以將圍巖的自身承載能力充分發(fā)揮出來，同時也能夠反映出剛性錨桿支護的真實性能。

但需要注意的是，對煤礦井下巷道進行首次掘進時，很容易出現(xiàn)巷道位移、變形等問題，對此，在選擇支護技術(shù)時，應(yīng)盡量采用初具柔性、后具剛性的巷道掘進支護結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語

為使掘進巷道的支護水平達到最佳，一定要對其周圍環(huán)境、內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其是巖石成分、性質(zhì)等提前進行勘測分析，并以此為根據(jù)選擇最為合理的支護技術(shù)，為煤礦巷道掘進作業(yè)的安全性以及穩(wěn)定性提供有力的保障。