徐宇

摘 要：煤礦開(kāi)采的巖層構(gòu)造復(fù)雜，存在較大的安全隱患。在開(kāi)采過(guò)程中，需要對(duì)軟巖進(jìn)行一定的勘察，保證頂板的安全，防止塌陷事故的發(fā)生。本文主要針對(duì)于該安全隱患的解決方案—巷道支護(hù)方進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采；巷道支護(hù)；安全

一、煤炭開(kāi)采中支護(hù)技術(shù)的作用

在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，很容易遇到松軟的煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)巷道的挖掘和開(kāi)采需要穩(wěn)定的巷道支護(hù)技術(shù)，防止圍巖的原始力遭到破壞，威脅到巖體的經(jīng)應(yīng)力產(chǎn)生巖石斷裂和坍塌。在巷道開(kāi)采中，煤層的支撐力主要靠巖石本身的強(qiáng)度和彈塑性，但是在軟煤層中，巖石的強(qiáng)度相對(duì)來(lái)說(shuō)較低，再加上開(kāi)采過(guò)程對(duì)巖石的結(jié)構(gòu)有一定的破壞，軟巖的塑形變化，就需要一定的外部支護(hù)力量來(lái)維護(hù)巖層結(jié)構(gòu)，保證開(kāi)采的安全，防止巷道結(jié)構(gòu)破壞造成的煤層支護(hù)力度弱化、支撐點(diǎn)斷裂。而對(duì)于硬度較強(qiáng)的煤層，當(dāng)煤層結(jié)構(gòu)被破壞支護(hù)，就會(huì)導(dǎo)致原有的承載力喪失，開(kāi)挖巷道刀子塑性能被釋放出來(lái)，就需要支護(hù)技術(shù)來(lái)取代原有的承載力。但是由于煤層開(kāi)挖引起的向臨空區(qū)運(yùn)動(dòng)合力，需要足夠的塑性狀態(tài)來(lái)保障支付力，因而需要考慮到支護(hù)過(guò)程的變形空間和釋放空間，才能較好的保障煤層支護(hù)技術(shù)的安全。煤層的軟巖結(jié)構(gòu)，特別是在巷道開(kāi)采過(guò)程中，需要根據(jù)軟巖的性質(zhì)和地壓情況進(jìn)行必要的支護(hù)技術(shù)，通過(guò)勘察巖層的特性，判斷巷道的位置和斷面技術(shù)，從而保障巷道開(kāi)采的穩(wěn)定安全。

二、軟巖煤層的支護(hù)技術(shù)分析

在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，巷道軟巖煤層的支護(hù)技術(shù)是一大難點(diǎn)，針對(duì)巷道位置本身的特殊性和軟巖煤層的地質(zhì)特征，需要對(duì)起支護(hù)位置和支護(hù)方式進(jìn)行對(duì)接，根據(jù)斷面的形狀分析底板的管理，從而確保支護(hù)技術(shù)的安全可靠。

首先，需要根據(jù)巷道穩(wěn)定性特點(diǎn)選擇支護(hù)的位置，根據(jù)需求盡量選擇煤層質(zhì)地比較均勻雨水量小的地區(qū)，從而確保其抗壓力，再勘察軟巖層的性質(zhì)結(jié)構(gòu)，避免支撐壓力，一般來(lái)說(shuō)，“其壓力大小與煤層距離和落煤方式有關(guān)，用風(fēng)鎬落煤時(shí)，巖石大巷距煤層達(dá)20到30米時(shí)，基本不受動(dòng)壓影響。除要避免移動(dòng)支承壓力的影響外，還必須避開(kāi)采煤工作面上下固定支承壓力的影響范圍，把巷道布置在應(yīng)力降低區(qū)或原巖應(yīng)力區(qū)內(nèi)為最好?！备鶕?jù)支護(hù)位置的確定，保障支護(hù)方式的效益最大化，支護(hù)方式針對(duì)煤層軟巖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)，加強(qiáng)其塑形平衡，控制煤層的穩(wěn)定性和抗壓性，主要是為了防止煤層結(jié)構(gòu)破壞而造成的塌陷，當(dāng)煤層結(jié)構(gòu)破壞越大，支護(hù)技術(shù)要求越高，因而不能簡(jiǎn)單的采用某一種支護(hù)技術(shù)來(lái)穩(wěn)定煤層結(jié)構(gòu)，而需要針對(duì)支護(hù)位置的煤層性質(zhì)來(lái)進(jìn)行技術(shù)勘察。

在挖掘過(guò)程中，可以針對(duì)煤層軟巖的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)采用圍巖加固+錨網(wǎng)噴、錨梁網(wǎng)+錨索聯(lián)合、錨帶網(wǎng)+架棚聯(lián)合，或者二次錨網(wǎng)噴登方式進(jìn)行支護(hù)，在煤層中，巷道挖掘會(huì)一定程度的引起圍巖的變形和位移，破壞了煤層軟巖的結(jié)構(gòu)，煤層的支撐力減弱，容易造成煤層的斷裂。這時(shí)候，用簡(jiǎn)單的梯形支架難以保障其穩(wěn)定性，加上位置窄小，空間有限，支護(hù)力度不高容易發(fā)生斷梁的情況；如果利用混泥土的方式來(lái)進(jìn)行巷道的支護(hù)，對(duì)于低壓沖擊要求相對(duì)較高，如果低壓不均勻也容易發(fā)生危險(xiǎn)。所以說(shuō)，根據(jù)煤層的不通位置，需要用的支護(hù)機(jī)構(gòu)也是不相同的，一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行一次支護(hù)的時(shí)候，需要考慮到煤層圍巖與支架的共同作用，采用一定收縮性的支架，保障圍巖發(fā)生位移的可能，又能充分發(fā)揮圍巖的自承力，同時(shí)又能限制圍巖的位移范圍。通過(guò)對(duì)巖層的勘察，測(cè)量位移速度，進(jìn)行煤層巷道的二次支護(hù)，保障圍巖的地壓得到釋放。

其次，需要根據(jù)煤層軟巖的斷面形態(tài)來(lái)進(jìn)行底板的管理。根據(jù)煤層軟巖的特殊結(jié)構(gòu)，考慮到支護(hù)不僅僅是受到巖層本身的重力，而且對(duì)于周圍巖層的結(jié)構(gòu)變化造成的膨脹壓力也需要具有一定的承受能力，一般的直墻半圓拱或三心拱開(kāi)斷面不能穩(wěn)定的對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)，所以，一般情況下，需要對(duì)斷面進(jìn)行全面的勘察，在掌握其特性的基礎(chǔ)上，分析斷面的壓力大小與方向，來(lái)選擇用直墻還是圓形。在壓力較大的情況下，一般選用圓形巷道斷面進(jìn)行支護(hù)。根據(jù)煤層軟巖的巷道開(kāi)采過(guò)程中，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)肯定是要遭到破壞，當(dāng)壓力增加，圍巖的膨脹性增加，一次性的支護(hù)方式難以保障其穩(wěn)定，就需要根據(jù)斷面形式來(lái)進(jìn)行底部的底拱處理?！叭粲脠A碹或近似圓碹作二次支護(hù)，則要按砌底拱、壓墻、砌拱的順序施工，一次完成。錨噴支護(hù)作一次支護(hù)，則可在一次支護(hù)完成一段時(shí)間、底板應(yīng)力得以充分釋放之后再砌底拱，與二次支護(hù)同時(shí)完成較好。”所以說(shuō)，就當(dāng)前的支護(hù)技術(shù)來(lái)看，一般針對(duì)底部壓力受力不均，可以采用底鼓防護(hù)是砌塊砌筑底拱，但是當(dāng)?shù)撞繅毫^大時(shí)，就需要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鰬B(tài)度，進(jìn)行一次支護(hù)與二次支護(hù)的結(jié)合，從而控制底板，強(qiáng)化支護(hù)力度。

結(jié) 語(yǔ)：綜上所述，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，煤層巷道中的軟巖結(jié)構(gòu)對(duì)于煤礦的開(kāi)采是非常不利的，容易由于開(kāi)采過(guò)程破壞煤層結(jié)構(gòu)造成應(yīng)力不足，煤層結(jié)構(gòu)變化圍巖發(fā)生位移，造成煤層斷裂或者是坍塌，對(duì)煤層開(kāi)采造成安全隱患。因而，需要對(duì)煤礦巷道進(jìn)行必要的支護(hù)技術(shù)運(yùn)用，通過(guò)分析煤層巷道的地質(zhì)特征和軟巖結(jié)構(gòu)，計(jì)算圍巖發(fā)生位移的范圍，采用一支支護(hù)和二次支護(hù)相結(jié)合的形式，穩(wěn)定煤層結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析斷面結(jié)構(gòu)和形態(tài)，排除底部的地拱現(xiàn)象，形成全方位的煤礦開(kāi)采技術(shù)保障，促進(jìn)巷道開(kāi)采的安全執(zhí)行。

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