支護技術在煤礦開采工程中的應用研究

摘" 要：支護技術作為煤礦開采工程中的關鍵技術，支護體系整體質量直接影響煤礦開采的安全性，立足工程實際選擇適宜支護方式，保障支護過程的規范性和最終支護效果，能夠促進煤礦開采作業有序開展。因此，結合工程實例，對錨網索噴支護技術的應用原則和支護實踐進行了分析，先合理搭設錨桿錨索，而后懸掛鋼絲網，最后進行混凝土噴漿，有效控制了巖體、煤塊脫落，提升了煤礦開采的安全性和穩定性。

關鍵詞：煤礦開采 ""大斷面巷道" "錨網索噴支護 ""施工安全

中圖分類號：TD353

Research on the Application of Support Technology in Coal Mining Engineering

ZHANG Gaoliang

Fuxing Group Co.， Ltd. Fuxing Coal Mine， Zaozhuang， Shandong Province， 277319 China

Abstract： As a key technology in coal mining engineering， the overall quality of the support system directly affects the safety of coal mining. Based on the actual engineering situation， selecting suitable support methods can ensure the standardization of the support process and the final support effect， and promote the orderly development of coal mining operations. Therefore， based on engineering examples， the application principles and support practices of anchor net cable spraying support technology were analyzed. First， anchor rods and cables were reasonably erected， then steel wire mesh was suspended， and finally concrete spraying was carried out. This effectively controlled the detachment of rock mass and coal blocks， and improved the safety and stability of coal mining.

Key Wwords： Coal mining; Large section roadway; Anchor net cable spraying support; Construction safety

煤礦開采工程作業環境惡劣、復雜，在巷道掘進期間會破壞周圍地層結構，容易引起坍塌問題，需要運用支護技術手段來控制巷道變形。尤其是一些斷面較大的巷道，更要進行支護施工，通過錨固支架等方式來增強巷道結構穩定性，以防結構松散影響正常開采以及威脅人員生命安全。錨網索噴支護技術在大斷面巷道支護中的應用優勢較為明顯，可維持巷道頂底板和兩幫穩定性，為煤礦資源順利開采提供安全條件，加大對該支護技術的研究對煤礦工程安全、高效開展有著重要意義。

1 "工程概況

以某煤礦開采工程為例，該工程巷道斷面距離較大，整體呈矩形結構，寬度為7.2 m，高度為5.7 m，為保障煤礦巷道掘進開采過程中的安全性，根據支護技術的應用要求，將巷道劃分為三段，分別為0～10 m段、11～39 m段和40～50 m段。該煤礦開采區域工作面圍巖相對完整，但也存在少量裂隙和夾層，需要設計科學、合理的支護方案來保證巷道結構安全、穩定。

2 "錨網索噴支護技術要求

該工程支護施工中，技術人員需要明確錨網索噴支護時需遵循的原則。第一，一次性完成支護作業。由于本工程屬于大斷面巷道，為減少施工成本，保障支護效果，在施工之前需要做好全面細致調研工作，收集詳細參數信息，進行科學、準確的支護設計，保障方案合理，能夠一次性完成支護作業，從而營造安全的煤礦資源開采環境。第二，保證預緊力擴散合理。該工程支護效果受到錨索預緊力的影響較大，通常要根據現實情況選擇適宜的錨桿預緊工具，并施加合適的預緊力，保障該作用力的擴散范圍足夠，從而提高整體支護效果。第三，要遵循三高一低原則。實際開展支護作業時，需要保障強度、剛度和可靠性高，同時也要降低整體的支護材料密度，在確保支護質量的同時減少支護成本，提高支護工程的綜合效益^[1]。

3 "錨網索噴支護參數

該煤礦開采工程巷道支護時運用的錨桿規格為φ22 mm×2 400 mm螺紋鋼錨桿（扭矩400～550 N·m），150 mm×150 mm×10 mm蝶形鋼板托盤，減磨墊片，調心半圓形墊圈；錨索規格為φ22 mm鋼絞線，頂錨索、幫錨索、鎖口錨索長度分別為8 300 mm、4 300 mm、8 300 mm；300 mm×300 mm×16 mm錨索托盤，調心球墊，其他支護參數如表1所示。

4 "錨網索噴支護實踐

該煤礦開采工程運用錨網索噴技術時，先要做好基面清理和安全檢查工作，根據大斷面巷道特點和支護要求，鉆設孔洞，注入錨固劑后安裝錨桿和錨索，而后找準鋼絲網的位置進行懸掛處理，最后將配置好的混凝土噴射到鋼絲網上，凝固后可形成巷道圍巖防護層，再利用其他錨索配件共同加固巷道結構，從而保障巷道頂板和兩幫結構的穩定性^[2]。該技術的應用流程如圖1所示。

4.1 "錨桿錨索搭設

4.1.1" 搭設錨桿

頂部錨桿搭設時需結合現場施工情況制作專用錨桿，確保錨桿長度和間距合理。本工程支護施工中使用CMM2-24雙履帶全液壓錨桿鉆車鉆孔施工，該設備可以實現自動行走，并在液壓缸、主副導軌的作用下實現全方位、多角度鉆孔，該設備所用的鉆頭直徑超過了錨桿直徑，可以滿足錨桿安裝要求。借助鉆孔設備打孔后先要徹底清理孔內雜物，而后注入錨固劑，通過泵送注入的方式將材料注入到孔底，并保證整體的飽滿度。而后進行錨桿施工，按照從外向內的順序逐步將其推入錨孔內，使其能夠與錨固劑和周圍巖體之間緊密相連，錨桿露出錨孔的長度最小為10 mm，最長為50 mm；搭設巷道兩幫錨桿時，也使用上述鉆孔設備，順著與巷壁呈垂直狀態的角度打孔，整個過程需要控制好錨桿孔之間的距離和每排錨桿的距離，誤差不能超過100 mm。打孔后要將錨固劑注入其中，增強該結構部位的錨固力，等錨固力達到190 kN后按照頂部錨桿安裝方式進行施工^[3]。

4.1.2" 錨索施工

錨索施工中也使用相同的打孔設備，具體操作過程中需控制孔位和傾角誤差，分別在30 mm和1 mm以內，保證錨索孔的穩定性。在進行巷道頂部錨索施工時，分別使用MSK2335和MSZ2360型錨固劑，分階段張拉預緊，第一次張拉力要超過300 kN，第二次張拉力需超過250 kN。在進行巷道兩幫錨索施工中，操作流程與頂部錨索施工相同，分別加入兩種型號錨固劑后，將錨索放入孔內進行張拉處理，錨索留在孔外的長度最小為150 mm，最長為250 mm。而后分階段張拉預緊，兩次張拉力分別在200 kN和180 kN以上。

"4.2" 懸掛鋼絲網

"4.2.1" 鋼筋預處理

錨桿錨索錨固處理后，還需要對支護中所用的鋼筋材料進行預處理，先檢查鋼筋材料的外觀質量，清除表面存在油污、銹蝕、裂紋的材料，而后進行調直和冷拉處理^[4]。確認材料質量和性能達標后，根據煤礦開采工程巷道支護施工要求，設計鋼筋網焊接方案，對不同規格、長度的鋼筋進行焊接處理，而后運輸到錨固作業面。本工程中運用的鋼絲網尺寸主要涉及長3 000 mm×寬1 000 mm和長2 500 mm×寬1 000 mm兩種。

4.2.2" 制作和懸掛鋼絲網

先懸掛3 000 mm×1 000 mm的鋼絲網，對邊連接，而后使用14#雙股鐵絲沿著對邊連接一側進行隔孔連接固定，為保證整體結構的緊固性，通常要擰3圈。頂部懸掛的鋼絲網主要規格為2 500 mm×1 000 mm，對接3張相同規格的鋼絲網，兩幫部位則分別使用規格為2 500 mm×1 000 mm和3 000 mm×1 000 mm鋼絲網，需要做好對邊連接緊固處理工作，整個過程應避免出現網兜現象，確保每個鋼絲網面應力均勻，否則需要重新錨固接網，直至合格。

"4.2.3" 布置透水管

本工程使用φ80 mm柔性性能良好且抗性能力強的透水管，將其布設到裂隙凹槽部位，應保證與圍巖表面緊密貼合，確保能夠充分發揮透水作用。在安裝透水管時需要在兩端預留接頭位置，用于連接配套設施，同時還要間隔埋設方格網，網格之間間距為5 m，可以形成較為完整的排水管網，方便施工期間快速排出滲透水。

4.3" 噴射混凝土

4.3.1" 配置混凝土漿液

噴射混凝土是該工程所用支護方法中的重要環節^[5]。通常會根據工程所處區域環境條件和地質情況，結合支護要求提前配置混凝土材料，本工程使用C42.5強度水泥、粒徑≤16 mm的粗骨料和含水量在（6±1）%以內的細骨料為主要材料，在攪拌過程中加入了8%～10 % BR-3防水劑，而后均勻充分攪拌，其回彈率、密實度和抗滲能力都達到施工要求標準。

4.3.2" 混凝土噴射

在噴射混凝土之前需清理巷道作業面，提前確定好電纜和管道的位置，并將圍巖表面松動部位清理掉，同時除去表面粉塵，使待噴作業面濕度達標。另外，要對作業面進行平整處理，以免出現較大的高度差異。保證作業面平滑后，在采煤面后5～10 m的位置，利用專門的噴射機進行噴射施工，需要保證噴嘴朝下，而后開啟計量泵，緩慢送入壓力風，需要保證風壓合格，不能低于0.45 MPa，但是需要控制在0.75 MPa以內。噴射效率要維持在15～20 m³/h以內，應保證噴射均勻，要求全面覆蓋錨桿錨索，保障噴射支護效果良好。

5 "支護效果

在本工程巷道部位設置監測站，每個站點之間間隔20 m，分別測量大斷面巷道頂板、兩幫的移近量。通過監測結果來看，隨著巷道掘進深度的持續深入，頂板和兩幫的圍巖也逐漸移近，在0～40 m段內，上述參數變化幅度較為明顯，但是沒有超過安全值?？梢?，在大斷面巷道支護中運用錨網索噴支護手段可以獲得顯著效果，能夠保障煤礦開采期間圍巖結構穩定，有效控制了頂板、兩幫煤體、巖體脫落問題的發生率。

6 "結語

錨網索噴支護技術在煤礦開采工程巷道支護中的應用優勢較為明顯，即使在大斷面巷道作業條件下也可以保證整個過程的穩定性。在實際應用該支護技術手段時需要明確技術要點和遵循原則，根據工程實際情況合理設計支護參數，同時也要嚴格按照技術流程進行規范施工，保證錨索錨桿、鋼絲網的安裝效果以及混凝土的噴射質量，確保能夠形成安全、有效的支護體系，為煤礦安全開采提供保障。

參考文獻

[1]劉瑞.巷道掘進支護技術在煤礦工程中的應用研究[J].內蒙古煤炭經濟，2023（18）：145-147.

[2]王大偉.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術的應用[J].自動化應用，2023，64（8）：135-137，140.

[3]李鴻.大斷面巷道支護技術在煤礦工程中的應用探析[J].當代化工研究，2023（5）：86-88.

[4]滕佳霏.恒大煤礦1366順槽巷道支護技術研究[D].阜新：遼寧工程技術大學，2023.

[5]玄忠堂.煤礦深部開采沖擊地壓巷道吸能穩構支護機理與實踐[D].北京：中國礦業大學（北京），2021.