浅谈煤矿井下巷道支护

【摘 要】煤矿的支护对于当今的煤矿开采具有十分重要的意义。本文对当今煤矿井下巷道支护的方式进行了简要概述，并针对当前煤矿巷道支护的现状及支护技术的应用情况进行了阐述。

【关键词】煤矿；巷道支护；支护技术

煤矿井下巷道开挖之后，巷道顶帮围岩原有的三向应力的平衡状态被打破，为了保持煤矿巷道的稳定性，避免围岩出现垮落或过大变形，巷道掘进后一般都要进行支护。目前，我国大部分煤矿采用锚网、锚索喷联合支护技术。在采用锚网、锚索喷联合支护技术后，可明显改善围岩受力状态，有效地控制围岩变形，提高支护的安全可靠性。与砼碹相比，锚喷、锚网喷和、锚网索喷联合支护技术可减少掘进荒断面，降低支护费用，经济效益显著。锚喷、锚网喷和、锚网索喷联合支护技术可缩短工期。因掘进断面比砼碹支护方式小，掘进工程量小，掘进速度快，可缩短工期20%左右。

1.煤巷锚杆支护

使用锚杆支护的作用

使用锚杆支护，既可发挥其加固拱作用和悬吊作用，使复合顶板内的各煤岩体与锚杆紧固成一个所谓的“组合梁”，从而提高顶板岩层的抗弯强度，减少各岩层层面滑移、离层和冒落的机率，从而保证巷道的稳定性。直接经济效益：以6.4m2断面的每米支护费用对比，使用锚杆支护，每m巷道支护费用为186.16元，节约火工品费用25元，且巷道不需维修。而使用棚式支护，每m巷道掘进支护费用为165元，维护费用为165元。间接经济效益：使用锚杆支护，较棚式支护单进提高了10%，掘进工效提高了38%，提前准备出来工作面供采。社会效益：使用锚杆支护代替原来的棚式支护，取消了木材消耗，有效地保障了国家“天然林保护工程”顺利实施，有利于环境保护。同时也减轻了操作人员的体力劳动，消除了棚式支护所带来的操作不安全隐患，改善了操作人员的劳动环境，杜绝了超时劳动和超体力劳动的现象。

2.煤巷锚杆网喷浆支护

2.1使用锚杆网喷浆支护作用

锚杆网喷浆支护既能充分发挥锚杆作用，又充分发挥喷射混凝土的作用。同时网使围岩表面破碎圈完整化，使喷层平整均匀，增加抗弯、抗剪能力，并具有较高柔性和较大的允许变形量。

锚杆网喷浆支护突破了传统旧的支护形式和支护理论，不是消极地支护已松动的围岩，而是主动地保持围岩的完整性、稳定性，控制围岩变形、位移及裂隙发展，充分发挥围岩自身的支承作用。即以护为主，以支为辅，是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种支护形式。

2.2使用锚杆网喷浆支护现状

在全矿区主要运输大巷、回风大巷都采用了锚杆网喷浆支护。

2.3喷射混凝土

2.3.1喷射混凝土厚度选择

喷层过薄影响支护强度，过厚影响其柔性，使脆性增加，易于围岩离层，而使围岩形成的承载结构不能保持。根据巷道服务年限、跨度、围岩稳定性和该矿实际经验，确定喷射混凝土厚度为100mm。分二次喷射混凝土，初喷厚度40mm，复喷达到100mm厚度。

2.3.2喷射混凝土材料要求

选用42.5强度等级的普通硅酸盐水泥，采用粒径为0.3mm-3mm的中砂，石子直径不大于25mm，水泥：砂子：石子=1：2.5：1.5。

2.3.3喷射混凝土参数

选用旋转式ZHP-2型混凝土喷浆机，工作压力0.12MPa-0.18MPa，喷口到喷面距离1m-1.5m，输料管长20m，速凝剂控制在3%-5%范围内，喷两墙时取小值，喷拱顶时应取大值，并做到潮拌料，喷前岩壁洒水，降低回弹、粉尘，保证混凝土的强度。

3.岩巷锚喷锚网混凝土支护

喷射混凝土作为用喷射方法制备的混凝土，是砂石料、水泥和速凝剂等材料搅拌而形成，借助混凝土喷射机使混合物在压缩空气的作用下，通过软管输送到喷嘴处。在喷嘴处加水混合并形成料束，高速喷敷在围岩表面上，就可形成喷射混凝土层，以支护矿井围岩。锚杆和喷射混凝土两种支护手段经常相互配合、补充，联合使用，形成锚杆喷射混凝土支护，能够增加它们对围岩的支护能力，可以适应多种围岩条件。

喷射混凝土的原材料及其配比

（1）水泥。应优先选用普通硅酸盐水泥，它凝结硬化快，保水性好，早期强度增长快。也可从实际出发选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。水泥标号一般不得低于325号，过期、受潮结块或混合的水泥不能使用。

（2）砂子。应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含泥量要小于3%。细砂会增加喷射混凝土的干缩变形，过细的粉砂易产生粉尘，影响操作人员的身体健康。

（3）石子。应采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径小于15mm。卵石因其光滑干净，对喷射机和输料管路磨损少，有利于远距离输料和减少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土强度高，喷射作业中回弹率也较低，但碎石有棱角，表面粗糙，会对喷射机和输料管路磨损，应少用。

（4）水。饮用水及洁净天然水可以作为喷射混凝土混合水。混合水不应含有影响水泥正常凝结与硬化的物质，不得使用污水和酸性水。

（5）速凝剂。一种以铝酸盐和碳酸盐为主；一种以水玻璃为主；按形状又可分为粉状和液体两类。速凝剂能使喷射混凝土凝结速度快、早期强度高、后期强度损失小、缩变形增加不大、对金属腐蚀小、在低温（5℃左右）下不致失效，用量一般约为水泥用量的2.5%-4%。由于喷射混凝土施工工艺的特点，在选择喷射混凝土配比时，既要满足支护方面的要求，还应考虑施工工艺的要求。

（6）锚杆喷射混凝土支护是锚杆和喷射混凝土联合支护的一种支护结构，这种结构既能充分发挥锚杆的作用，又能充分发挥喷射混凝土的作用，两种作用相结合，有效地改进了支护的效能。■