煤矿井巷支护技术要点研究

【摘 要】随着煤矿开采深广度与强度不断增加，井巷地质条件更为复杂，埋深越来越大，对支护技术要求越来越高，本文介绍了各种井巷支护技术，分析了井巷支护的技术要点，确保了采煤工作的安全顺利开展。

【关键词】煤矿；支护技术；井巷支护；要点

一、各种井巷支护技术

（1）棚式支护与砌碹支护。棚式支护按照应用材料可分成木质、金属及钢筋砼金属等支架，依据空间形式又能分成拱形、梯形与马蹄形等，按照服务性能可分成刚性与可缩性支架，棚式支护曾是我国煤矿井巷主要的支护形式，上世纪90年代棚式支护占据了高达80%的比重，随着新材料技术应用，木支架及钢筋砼支架已逐渐淘汰掉，同时棚式支架也是被动支护，井巷表面与支架是难以紧密接触的，早期时，围岩变形控制能力差，复杂困难的状况下，其支护成本高，但效果并不理想，随着锚杆支护发展，棚式支架应用量，逐渐在减少。砌碹支护具有坚固性、耐久性与防火性等优点，并且运用材料也非常广泛，如料石、现浇钢筋砼及混凝土砌块等，不过砌碹支护是被动刚性支护，支护成本比较高，劳动强度大，施工速度也不快，无法适应围岩的大变形，砌碹支护作为很早的一种支护方法，在一些大巷与硐室当中还有使用，一般井巷中，已经停止应用。（2）锚喷支护与注浆加固。锚喷支护在我国煤矿中，已经有仅60年历史了，砼的喷射能及时将井巷周边封闭掉，利用密贴支护，能降低水风给井巷围岩强度所带来的影响，及时支护围岩，具有良好的加固作用，发挥围岩自承力，通过多年试验推广，锚喷支护在理论、设计、施工工具及质量检测等方面进步很大，锚喷支护优越的性能，使它成为围岩井巷的首选支护，并且锚杆支护也是煤巷主体的支护形式。在一些破碎岩体当中，井巷开掘与维修运用锚杆或棚式支护难以获得良好支护效果，在井巷围岩当中，注浆加固是非常有效的方法，浆液能够填充围岩裂缝，改善围岩的结构，将已破碎的岩体进行固结，提高围岩的承载力，现在所涉及的注浆材料主要有高分子材料或者水泥基材料，在实际生产支护中，可依据井巷地质或者煤矿的生产条件来选择注浆材料。（3）复合支护技术。随着煤矿开深度的增加，岩爆、瓦斯爆炸、突水及井巷围岩变形等灾害事故不断发生，复合支护技术应用成为强力支护体，复合支护技术是2种或者2种之上的支护形式进行联合支护的井巷，目前复合支护类型主要有锚喷与注浆加固、锚喷与弧板支架、锚喷锚索与U型钢的索性支架等，复合支护形式选择的时候，要依据井巷围岩的地质与生产状况，对支护参数与形式进行确定，软岩井巷的类型不同，采取的支护方式也应不同，不同支护形式的结合，能使其性能优势互补，获得良好的支护成果，适用范围也是非常广泛的，但复合支护的费用较高，井巷支护速度慢，一旦形式选择不准确，就可能出现各个击破状况。

二、影响煤矿井巷支护因素分析

（1）思想因素：巷道施工前熟悉施工设计编制的内容，严格按照作业规程和安全技术要求施工。支护施工过程中，中线和腰线的测量确定和控制，如果中线和腰线偏差超出了设计规定的范围，那么，开掘出来巷道就难于满足安全使用。（2）施工因素：钻炮眼作业中，炮眼直径、炮眼深度、炮眼布置的是否合理，直接关系到爆破效果、巷道成形、成本高低。装药结构与起爆方法是影响爆破效果的重要因素。（3）交岔点因素：在砌碹巷道建设中，交岔点设计不合理，就会影响料石的接茬。交岔点的施工准确与否，决定了整体的巷道工程质量的好与差，因此，需要质量验收人员在日常工作中认真把关。

三、井巷支护技术要点

（1）锚喷支护技术要点。锚喷支护已成为煤矿首选的高效安全支护技术，但在煤炭生产实践当中，锚喷支护也具有一定局限性，依据锚喷支护作用机理与数值计算等，锚喷支护系统需要注意下列要点，一是锚杆支护的刚度，特别是锚杆预应力的决定作用，是很重要的，在支护设计时，要主要井巷围岩的条件，确定锚杆的合理预应力，高预应力下的锚杆，具有高强度性；二是预应力扩散在支护效果当中具有很重要的作用，但单根的锚杆预应力对井巷的作用有限，可应用托板、钢带及金属网等元件，将锚杆的预应力尽量扩散到围岩当中，要注意金属网与钢带等构件作用；三是锚喷支护所针对的的是围岩张开的裂缝、裂纹与离层等，为避免发生扩容破坏与变形控制，应保持围岩的受压状态，防止井巷围岩出现弯曲、拉伸与剪切破坏等状况，尽量维持围岩整体的强度、稳定性与完整性；四是锚索作用也是很强的，在锚索施工的时候，预紧力要施加的大些，应压密挤紧岩层节理或层理缝隙等不连续面，增加不连续面间的抗剪力，以提高围岩整体的强度，同时将锚杆所形成次生的承载结构与围岩进行连接，让次生的承载结构能获得稳定性。（2）软岩井巷支护要点。在软岩井巷中，其支护问题突出，尤其是软岩回采的井巷支护，已成为煤矿生产的重大问题，进运用锚喷支护与U型钢支架的支护，难以有效控制软岩所带来的变形破坏，在软岩井巷中，运用单一措施或者常规支护法并不能满足煤矿工程生产的需要，在支护过程要注意支护要点，针对软岩井巷带来的问题，所注意支护要点对策如下：其一，强化金属网或喷层的强度与刚度，对于薄弱环节应加大锚梁支护，增强围岩表面的约束力，防止井巷破碎区不断向纵深方的发展；其二，在支护过程中，要适时实施二次支护，增加支护强度，在初期支护的时候，要有一定柔性，井巷不失稳状况下，允许井巷围岩具有较大变形，充分释放软围岩能量，支护后期，就要加大强度与刚度，控制好围岩变形或者支护的过量变形；其三，要减少围岩破坏，增加围岩强度，提高承载力，在支护当中，可以实施光面爆破，减少围岩的震动，让围岩的环向裂缝得到有效控制，确保井巷围岩整体的强度，还应注意井巷周边的光滑平整度，防止应力集中情况的出现，同时，应用膨胀材料，将锚杆孔充满，形成全长锚固，做好井巷的支护措施。

四、通风及支护安全要求

设备回撤前要严格按照要求在指定地点施工，现场要设一名瓦检员，密切观察施工现场安全，发现风流中CH4>1.5%时，瓦检员有权立即停止作业，撤出人员，进行处理；回撤期间，瓦斯抽放系统保持正常运行，继续抽放采空区内瓦斯，确保采空区瓦斯不涌入回撤通道，如果有特殊情况需使用电氧焊时，必须提前报批并采取相应的安全措施，在瓦检员现场监督下进行操作。支护施工队伍施工前需制定《作业规程》，架设木垛过程中严格按规程执行，架设木垛前，需经现场瓦检员检查后确定CH4

五、结语

巷道支护目的是为了增大锚杆和锚索的护表面积，减轻单体锚杆和锚索因与围岩局部接触产生的点载荷作用而造成围岩挤压破坏，提高顶板支护的整体性，从而有利于维护顶板的完整。鉴于此，需要采用锚杆与锚索组合支护。对于砂岩顶板，顶板支护以锚杆支护为主，以锚索补强为辅；对于砂泥岩互层顶板、破碎顶板及巷帮钻场拔门口，则应强化锚索支护作用，以防止顶板出现漏冒顶事故。

在井巷支护的时候，要注意煤矿井巷的实际地质状况、使用要求与服务年限等，尽量选择恰当支护形式，防止因不断维修带来费用增加，并依据井巷支护问题，重视支护技术要点，不断创新井巷支护技术，确保煤矿安全生产。

参 考 文 献

[1]张路亭.关于煤矿巷道支护技术的探究[J].产业与科技论坛.2011（8）

[2]李和明.煤矿井下巷道顶板遇软岩支护方式经济性分析[J].科技创新与应用，2012（17）

[3]董兵，何鑫，师伟峰，袁勋.浅谈软岩巷道支护技术与应用[J].中国高新技术企业.2011（27）