煤矿巷道支护技术的运用研究

陈德才

关键词：煤矿；井下掘进；巷道支护

将现代先进的科学技术引入到煤炭资源的开采工作中，可以提高生产效率。

当前煤矿的开采经常会用到锚杆支护、U型钢支护等多种支护技术，不仅减少了安全事故的发生，也提高了工作效率。但不可否认的是，煤矿巷道支护技术还不够完善，仍然存在一些问题，需要采取有效且合理的措施进行不断整改。

1煤矿巷道支护技术的理论

1.1新奥法支护理论

我国相关学者依照煤矿行业所具有的独特特点，对新奥法支护理论做了新的拓展，形成了以下几个支护原则。为了实施密贴支护，要使用早强喷射混凝土而且要对煤矿周边的巷道实施及时封闭；为了在围岩内形成承载圈，要采取锚喷支护的方式，对围岩主动加固，以提高其承载能力；必须实施二次支护；尽量实施动态设计和动态施工；对破碎围岩进行加固要采取注浆的方式。

1.2联合支护理论

联合支护理论认为，若是只提高复杂、困难煤矿巷道的支护体刚度，对围岩变形不能实现有效的控制，而是要采取先柔后刚的方式并且要先让后抗，利用适度的柔让来实现支护的稳定性。因此，联合支护理论在复杂的煤矿巷道中得到了广泛的应用，但是随着围岩条件变得越来越不好，有些巷道使用联合支护的效果很不理想，即使进行很多次的维修、翻修，也不能稳定住围岩的变形，导致该理论的应用有了很大的局限性。

1.3松动圈支护理论

围岩松动圈支护理论的主要观点如下：通常开始挖掘巷道之后会出现松动圈，而松动圈产生过程中出现的碎胀变形是围岩的最大变形载荷，因此，最主要的支护对象就是围岩破裂过程中产生的岩石膨胀。一般来说，巷道支护会随着围岩变形量、碎胀变形、松动圈的变大而困难性加大。松动圈支护理论依照松动圈的大小对围岩进行了分类，并相应的提出了有效的支护形式。

1.4岩强度强化理论

围岩强度强化理论的有关学者认为，锚杆支护能够使得锚固体的力学参数得到大幅度的提高，能够使锚岩体的力学性能得到改善，能够强化锚固区域岩体的峰后、峰值强度和残余强度；认为锚杆支护通过对围岩的应力状态的改变，使得围岩承载能力提高，围压增加。

2巷道支护技术其类别

在开采煤矿的过程中，有很多种支护技术，从支护的方法和对围岩变形进行有效控制的角度来看，可按照以下几种形式进行划分：首先，改善巷道围岩其力学性能上；其次，我们研究的支护技术可以作用在巷道围岩四周；最后，不但能够对围岩四周造成作用，同时还可减少开掘过程中的应力。按照这几种分析方法，可把巷道自护技术划分成下面几种。

2.1金属棚支护形式

这种支护技术主要应用在对旧有金属棚支护的巷道进行起底当中，这些巷道通常处于大断层等地质构造里，由于金属棚的上部出现较为严重的空顶和漏顶现象，若是我们将其全部转换成锚喷支护的话，就一定要放入很多的构木来填充空隙，这样操作具有极强的风险性，而使用这种方式充分地满足了设计要求，同时还可以确保巷道是稳固安全的，在不对原有支护进行破坏的前提下，又确保了施工的进度。

2.2棚式支护形式

棚式支护技术在早期的煤矿开采中得到了普遍的应用，由于具有较强的支护作用，也被普遍应用于各种形式的煤矿巷道中。金属是棚式支护采用的主要材料，制作与安装非常方便。然而在地质环境不断变差、煤矿开采程度不断加深的背景下，该支护形式对围岩的稳定性已经无法较好的发挥控制作用，逐渐被锚杆支护形式所取代。

2.3砌碹支护形式

砌碹支护是最早应用在煤矿开采中的一种支护形式由于可以在围岩表面作用，所以一直未被淘汰，目前还在使用，尤其是在有特殊位置的巷道中使用最多。砌碹支护的主要优势是简单、方便，主要的局限性是工作量大、效率低、成本高，因此没有锚杆支护使用的广泛。

2.4应力控制支护形式

应力控制支护形式的主要工作原理为：通过使煤矿巷道应力的降低来防止煤矿巷道出现变形，保障煤矿巷道的稳定性。然而，应力控制支护形式容易受施工期间众多因素的影响，而且比较复杂、危险。因此，这些不足对此支护形式的应用与发展带来诸多限制。

2.5锚杆支护技术。

锚杆支护技术也被叫做岩巷支护技术。这种技术具有极好的性能，是经由棚式支护技术渐渐被发展起来的。这种技术根据使用锚杆来加强煤矿巷道其稳固性，对煤矿巷道其变形方面进行了必要的控制。

3锚杆支护技术的应用

经过对比和研究上面提到的几种技术我们发现，在煤矿巷道的支护技术中，被应用最为广泛和普遍的一种技术就是锚杆支护技术。

3.1应用在软岩巷道中

在开采煤矿的时候，大部分是发生在软岩巷道中，这时就需要我们先对软岩性质有一个全面的了解，然后再改良该种支护技术，减少在支护时发生的一些困难，在提高对煤矿的挖掘量时，还可以提高巷道的安全性能。此外，在开采煤矿时还需要明确巷道的一些参数，不可以选用以前的参数直接进行操作，由于我们挖掘煤矿的深度一直在不断增加，巷道参数也在随之而发生改变，所以这些参数要结合实际，只有这样才可以确保当巷道的围岩发生变化时我们可以把它有效控制在可控制的范围之内，不会影响到巷道的安全，进而增加生产煤矿时的安全性能。具体表现为：如果我们在软岩巷道中运用锚杆-锚索联合支护的时候，一定要充分考虑到锚索与围岩变形间的匹配度，这是查看锚杆-锚索能否发挥真正效果的决定性因素。我们选择先柔后刚这种支护方法，能够增强初期锚杆支护的强度，对围岩失稳进行有效控制，此外还要释放部分围岩部分的位移，为锚索支护争取时间，确保锚索能够逐渐适应围岩变形。

3.2应用在深部沿空流巷中

在我们明确了解了深部沿空巷道其实际参数和锚杆材质以及需要支护的数量等之后，才能够使支护技术变得更加的安全可靠。例如：分析完所有数据之后，可选用高强预应力的锚杆支护技术，能够防止塑性区的顶板发生破裂，而且由于锚杆自身能够抗剪和销钉，可有效预防顶板发生冒落和离层等现象。由此可见在深部沿空流中运用锚杆技术能够大大增加稳固性，对巷道变形方面进行有效的控制，进而确保围岩更加稳固。

4结语

总而言之，在科学技术不断进步以及市场经济不断发展的背景下，煤矿企的发展与安全对技术有着越来越强的依赖性。要想切实实现煤矿开采效率高、产量高、安全性高的目的，就必须对煤矿巷道的支护理论有深刻的理解，加强锚杆支护技术的应用，并根据煤矿开采过程的实际情况和主要问题进行创新。

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