劉士坦（兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦, 山東 鄒城 273500）

煤礦軟巖巷道聯(lián)合支護(hù)技術(shù)探析

劉士坦
（兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦, 山東 鄒城 273500）

煤礦軟巖巷道工程支護(hù)是煤礦開采重點(diǎn)和難點(diǎn)。隨著礦井開采規(guī)模的增大和開采深度的不斷加大，軟巖巷道的支護(hù)與維護(hù)問(wèn)題顯得越來(lái)越突出，軟巖問(wèn)題愈趨嚴(yán)重，直接影響煤礦安全高效生產(chǎn)。本文在分析和總結(jié)煤礦軟巖巷道支護(hù)常用支護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)技術(shù)是軟巖巷道支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新，而且錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)技術(shù)為煤礦采掘的機(jī)械化提供了安全支護(hù)保障，并提升了掘進(jìn)的速度，為煤礦企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

軟巖；巷道；聯(lián)合支護(hù)

0　引言

錨索－錨桿聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，在煤礦巷道圍巖控制中應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。隨著礦山開采條件的日益復(fù)雜，出現(xiàn)了大量軟弱破碎圍巖下的巷道工程，其巷道壓力大、來(lái)壓快、變形嚴(yán)重、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，常常造成已掘巷道的多次重復(fù)翻修，不僅降低了正常的成巷速度，而且打亂了采掘的平衡關(guān)系，導(dǎo)致了礦井技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的惡化，給礦區(qū)的健康發(fā)展帶來(lái)極為不利的影響。因此，研究錨索－錨桿聯(lián)合聯(lián)合支護(hù)在軟巖巷道中的作用機(jī)理和合理支護(hù)很有必要。

1　錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)的技術(shù)

1.1錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)的機(jī)理

錨桿支護(hù)使圍巖面加固，這樣壓力帶會(huì)形成于軟巖層當(dāng)中，承載構(gòu)造形成于被錨固巖層組，從而使下面巖層的受力改進(jìn)和完善，優(yōu)化了巖層的承載性能。處在上面比較遠(yuǎn)的巖層里面或者是在上面可靠的巖層錨入錨索，能夠在上面可靠的巖層當(dāng)中懸掛下面軟巖層。統(tǒng)一錨索懸吊和錨桿加固的功能，能夠有效地控制支護(hù)體。在松動(dòng)的范圍小于或者是等于錨索長(zhǎng)度的情況下，錨固區(qū)域的巖層業(yè)已跟采掘空間的表層遠(yuǎn)離，面臨比較少的干擾，可靠性高，能夠使可靠的承載構(gòu)造形成，進(jìn)而在距巷道比較遠(yuǎn)的附近巖體當(dāng)中傳遞上覆巖層壓力，以使圍巖和構(gòu)造物實(shí)現(xiàn)連鎖的共同影響效果。如此能夠使表面的構(gòu)造更加可靠，且確保圍巖介質(zhì)與構(gòu)造物一起作用使復(fù)合體形成，確保被鎖巖層對(duì)負(fù)荷形成的剪力與拉力承受，進(jìn)而確保巷道的完好性。

1.2錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)設(shè)計(jì)的原則

（1）結(jié)合錨索錨桿支護(hù)的原理，設(shè)計(jì)錨索支護(hù)的參數(shù)除要求對(duì)錨固深度與錨索懸吊能力進(jìn)行兼顧之外，還務(wù)必對(duì)延伸的錨索量是不是跟圍巖變形相符合進(jìn)行驗(yàn)算。

（2）在圍巖變形量大于錨索延伸量的情況下，有效地統(tǒng)一錨索支護(hù)和錨桿支護(hù)的參數(shù)。

（3）務(wù)必跟場(chǎng)地的施工技術(shù)和實(shí)際現(xiàn)狀相統(tǒng)一，對(duì)設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行遵守。

1.3錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)設(shè)計(jì)的思路

（1）立足于支護(hù)設(shè)計(jì)的根據(jù)，通過(guò)工程類比的方法，對(duì)相似或者是固有的工程支護(hù)成效進(jìn)行借鑒。

（2）對(duì)錨桿支護(hù)的方式以及參數(shù)進(jìn)行改變，選用具備良好支護(hù)成效的錨梁網(wǎng)支護(hù)方式以及參數(shù)。在實(shí)現(xiàn)錨桿安裝施工需要的基礎(chǔ)上，盡量地使錨桿的長(zhǎng)度延長(zhǎng)。模擬數(shù)值能夠獲得處在可靠狀況之下圍巖的松動(dòng)破壞區(qū)域和支護(hù)錨桿許可頂板變形的最大下沉量。

（3）判定錨索的密度、長(zhǎng)度、錨索要求的延伸量，對(duì)錨索要求延伸量和實(shí)際延伸量的差值進(jìn)行確定，進(jìn)而使聯(lián)合支護(hù)的穩(wěn)定性提升。

（4）錨索強(qiáng)化支護(hù)技術(shù)的確定通過(guò)松動(dòng)圍巖破壞區(qū)域和獲得的頂板下沉量進(jìn)行。能夠結(jié)合松動(dòng)圍巖破壞區(qū)域確定錨索的長(zhǎng)度。結(jié)合支護(hù)錨桿許可的頂板最大的變形量，對(duì)滯后安裝錨索的時(shí)間或者是距離進(jìn)行確定。

（5）為了實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定的支護(hù)設(shè)計(jì)，根據(jù)理論進(jìn)行計(jì)算，且檢驗(yàn)錨索承載能力借助懸吊原理實(shí)施。

2　布置巷道的主要方式分析

2.1內(nèi)錯(cuò)布置工作面的順槽

因?yàn)槭莾?nèi)錯(cuò)布置工作面順槽巷道，在掘進(jìn)施工的時(shí)候，顯現(xiàn)頂板壓力不顯著，煤壁片幫比較小，巷道頂板來(lái)壓的情況沒(méi)有發(fā)生，實(shí)施錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)的方式來(lái)支護(hù)巷道，實(shí)現(xiàn)了理想的支護(hù)成效，以及提高了安全性和單進(jìn)能力。

2.2重疊布置工作面的順槽

因?yàn)橹丿B布置的工作面順槽巷道，所以巷道處在上層采空區(qū)順槽煤柱集中應(yīng)力的形成區(qū)域之內(nèi)，不管是同采還是掘進(jìn)的時(shí)間段內(nèi)，都難以有效地控制巷道頂板。在掘進(jìn)的時(shí)候，每掘進(jìn)一段距離就會(huì)出現(xiàn)一次的巷道頂板來(lái)壓，具體來(lái)講，煤壁和圍巖悶響，緊挨工作面一邊的巷道出現(xiàn)嚴(yán)重的煤壁片幫，這是面積較大的無(wú)支護(hù)頂板形成于順槽巷道局部，導(dǎo)致直接頂?shù)乃?、下沉、離層，也導(dǎo)致緊挨工作面一邊附有水泥托板的錨桿喪失支護(hù)的功能，然而大多數(shù)的順槽巷道頂板比較完整，不會(huì)對(duì)應(yīng)用造成影響。因?yàn)殄^桿不能夠?qū)χ苯禹旊x層進(jìn)行有效地控制，倘若僅僅通過(guò)錨桿進(jìn)行支護(hù)，在巷道頂板來(lái)壓的情況下，順槽巷道會(huì)出現(xiàn)直接頂區(qū)域較大的塌落、下沉、離層，導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與事故。因?yàn)楣ぷ髅骓槻巯锏澜柚^索和錨桿聯(lián)合的支護(hù)，錨索桿體較長(zhǎng)，能夠在頂板上面可靠的巖層當(dāng)中深入，所以能夠固定離層帶頂板，這使巷道頂板的可靠性提升。

3　通過(guò)應(yīng)用錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)技術(shù)獲得的結(jié)論

（1）借助錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)的方式使安全采掘與重疊布置巷道實(shí)現(xiàn)，這屬于支護(hù)巷道上的一種創(chuàng)新。

（2）實(shí)施內(nèi)錯(cuò)布置或者是重疊布置巷道的方式，錨索和錨桿對(duì)巷道頂板聯(lián)合支護(hù)是能夠?qū)嵤┑模x用具體參數(shù)過(guò)程中需要在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中獲取經(jīng)驗(yàn)的前提條件下，持續(xù)地完善和不斷地歸納，確保更加科學(xué)性。

（3）錨索支護(hù)可以使比較大的預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)，錨固深度比較大，可以在頂板深處可靠的巖層當(dāng)中進(jìn)行錨固，固定離層帶頂板能夠使巷道頂板的可靠性提升。錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)能夠跟各種支護(hù)方式（塑料網(wǎng)、鋼梁、鋼帶、鋼托板）相配套，可以方便和靈活地進(jìn)行布置，從而跟異樣的地質(zhì)狀況的支護(hù)相符合。

（4）借助錨索和錨桿的聯(lián)合支護(hù)方式證實(shí)：工作面巷道可以實(shí)現(xiàn)采掘需要，這煤層采掘的機(jī)械化提供了安全支護(hù)保障，以及大大地提升了掘進(jìn)的速度，實(shí)現(xiàn)了非常理想的經(jīng)濟(jì)效益，需要大力地倡導(dǎo)使用。

4　結(jié)論

錨索和錨桿聯(lián)合支護(hù)的技術(shù)是我國(guó)煤巷支護(hù)技術(shù)改革的發(fā)展方向。它在改善支護(hù)效果、降低支護(hù)成本、加快成巷速度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高斷面利用率、簡(jiǎn)化回采面端頭維護(hù)工藝等方面具有十分突出的優(yōu)越性,是煤礦高產(chǎn)高效必不可少的配套技術(shù)。

[1]何滿潮,袁和生,靖洪文等.中國(guó)煤礦錨桿支護(hù)理論與實(shí)踐[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[2]付榮,范明建.煤炭軟巖巷道支護(hù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].煤,2007,16(06).

劉士坦（1978-），男，山東嘉祥人，本科，工程師。