林世豪，王世潭

龍巖學(xué)院資源工程學(xué)院，福建龍巖 364012

煤巷支護(hù)現(xiàn)狀與新技術(shù)應(yīng)用研究

林世豪，王世潭

龍巖學(xué)院資源工程學(xué)院，福建龍巖 364012

隨著科技的快速發(fā)展，我國(guó)煤巷巷道支護(hù)技術(shù)有了很大的提高。本文主要對(duì)福建煤礦回采巷道的支護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并指出了目前巷道支護(hù)中存在的主要問(wèn)題，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施以及錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的支護(hù)方案。錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)改變了傳統(tǒng)的支護(hù)體系，變被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)，改善了圍巖的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)，提高了圍巖的整體承載能力和穩(wěn)定性，支護(hù)效果良好，很好的滿足了巷道支護(hù)的要求。

煤巷；支護(hù)現(xiàn)狀；新技術(shù)；應(yīng)用

煤巷是煤礦生產(chǎn)中的重要通道。在煤礦的礦井中，存在著大量的巷道，這些巷道往往是煤巷或者半煤巖巷，多采用棚式支護(hù)，因此在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)煤層巷道變形、頂板脫落、巷幫脫落等維護(hù)困難現(xiàn)象，造成一些巷道事故的發(fā)生。隨著煤炭資源不斷向深部延伸，進(jìn)入深入的開發(fā)狀態(tài)，煤巷的安全問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)峻，比如頂板壓力的不斷增大，所以傳統(tǒng)的棚式支護(hù)方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的需要。因此，煤巷支護(hù)的方式需要改革，并且是目前的當(dāng)務(wù)之急。同時(shí)，在煤巷掘進(jìn)過(guò)程中選擇合理的支護(hù)方式，以及對(duì)煤巷支護(hù)新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，不僅能夠促進(jìn)煤礦的安全生產(chǎn)，還能夠提高煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。

1 煤巷支護(hù)的現(xiàn)狀分析

福建位于中國(guó)東南沿海，地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，不利于煤礦的掘進(jìn)，并且由于經(jīng)濟(jì)條件的限制，煤礦采掘的機(jī)械化程度較低。這種劣勢(shì)也導(dǎo)致了其巷道的支護(hù)技術(shù)比較落后，大部分煤礦還在采用相對(duì)比較傳統(tǒng)和落后的木棚支護(hù)技術(shù)和工字（U型）鋼棚支護(hù)技術(shù)。剛性支護(hù)的木支架和鋼棚支架都不適宜在變形量大的巷道中應(yīng)用，特別是在福建這種天然開采有困難的、圍巖易變形且易受采動(dòng)影響的煤礦中，必然會(huì)出現(xiàn)煤巷支架的嚴(yán)重變形和損壞、進(jìn)而需要繁重而龐大的維修工作量。有的煤巷可能由于維修周期短和斷面縮小嚴(yán)重，平均半個(gè)月或者一個(gè)月就要更換一次木棚支護(hù)，有的煤巷巷道的維修量甚至可以達(dá)到煤巷巷道長(zhǎng)度的好幾倍，導(dǎo)致煤礦將全部的精力夠耗費(fèi)在了維修巷道上，而忽略了礦井內(nèi)的通風(fēng)設(shè)施和運(yùn)輸條件的建設(shè)。如果巷道支護(hù)的機(jī)械化程度較低，礦井工人就很難擺脫繁重的體力勞動(dòng)，這必將影響巷道的掘進(jìn)速度，造成開采困難。采用木棚支護(hù)經(jīng)常會(huì)造成支護(hù)滯后，給煤巷的安全生產(chǎn)帶來(lái)不利的影響。同時(shí)木支護(hù)不能做到棚腿貼緊巖面，對(duì)圍巖形成擠壓緊固，導(dǎo)致圍巖出現(xiàn)變形、甚至遭到破壞，造成巷道圍巖大面積滑落。因此，近年來(lái)許多煤礦采用了較為先進(jìn)的錨桿支護(hù)技術(shù)，在巷道支護(hù)中，錨桿支護(hù)技術(shù)與棚式支護(hù)技術(shù)相比，變“被動(dòng)”支護(hù)為“主動(dòng)”支護(hù)，并且錨桿支護(hù)的支護(hù)效果較好，使用價(jià)格也相對(duì)較便宜。在巷道支護(hù)時(shí)，用單一結(jié)構(gòu)的錨桿是很難滿足巷道支護(hù)要求的，因此我們要運(yùn)用多種錨桿支護(hù)技術(shù)來(lái)進(jìn)行煤巷的建設(shè)。

2 錨桿支護(hù)在應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題

1)巷道兩幫成形不好。煤巷在掘進(jìn)過(guò)程中，由于用藥量過(guò)大，容易出現(xiàn)煤壁疏松而產(chǎn)生大量的裂隙，還會(huì)影響巷道兩幫的形成，造成兩幫凹凸不平，錨桿受力不均，錨盤無(wú)法對(duì)巖面形成緊貼和壓力，更不能對(duì)兩幫圍巖產(chǎn)生擠壓緊固作用，很容易導(dǎo)致兩幫圍巖出現(xiàn)變形，在稍微受力時(shí)即遭到破壞。

2）錨桿盤緊固不及時(shí)。螺絲緊托盤可以為錨桿盤提供錨固力，如果錨桿盤緊固不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致巷道在掘進(jìn)時(shí)，錨桿盤隨圍巖的疏松變形而被壓緊，導(dǎo)致圍巖運(yùn)動(dòng)不受限制，錨桿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也大大減弱，圍巖的松動(dòng)圈進(jìn)一步擴(kuò)大，從而增大了支護(hù)的負(fù)擔(dān)，對(duì)煤礦巷道的安全生產(chǎn)和利益產(chǎn)出極為不利。

3）爆破參數(shù)不合理。在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，由于礦工作業(yè)人員對(duì)爆破參數(shù)掌握的不到位，往往會(huì)導(dǎo)致煤礦巷道受到不必要的爆破力的沖擊，頻繁的爆破力會(huì)使圍巖出現(xiàn)裂隙，錨桿的緊固螺絲也會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，最終導(dǎo)致錨桿的錨固力下降，如果固定不及時(shí)，會(huì)加重圍巖的變形和破壞，嚴(yán)重影響巷道開采與安全。

4）工序不合理。目前煤礦巷道的開采在某些工序方面還是很傳統(tǒng)，只考慮到了施工的便捷性，而不習(xí)慣改變?cè)械墓ば蚍绞剑矝]有考慮如何提高支護(hù)的質(zhì)量。如果只追求施工的進(jìn)度，而對(duì)巷道清理不徹底，會(huì)致使巷幫裸露的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，圍巖無(wú)約束力，煤壁遭到破壞，更加疏松，這時(shí)再進(jìn)行錨桿支護(hù)也沒效果，所以注重開采工序的合理性是很重要的。

5）錨桿插入角度不合適。在巷道施工過(guò)程中，要掌握錨桿插入的正確角度，同時(shí)還要注意短、長(zhǎng)鉆桿間的相互配合。使用長(zhǎng)鉆桿時(shí)，要注意將浮煤盡量清理干凈。有時(shí)候，在施工中常常會(huì)因?yàn)橼s進(jìn)度而忽略錨桿插入的角度，應(yīng)給予避免。錨桿沒有插入巖面或插入長(zhǎng)度過(guò)短，都不適合于巷道的構(gòu)建。

6)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)不合理。我們都知道，錨桿支護(hù)一般都是以經(jīng)驗(yàn)為主而設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)時(shí)，要充分考察當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件。所用錨桿的類型以及固定方式不要一成不變，要注意多樣性和合理性，還要注意錨桿間和排距。用經(jīng)驗(yàn)類比法設(shè)計(jì)的錨桿支護(hù)，在多數(shù)情況下，不是出現(xiàn)強(qiáng)度過(guò)大就是出現(xiàn)強(qiáng)度不夠的現(xiàn)象，造成錨桿浪費(fèi)或巷道破壞。

3 改進(jìn)措施及支護(hù)效果比較

1）采用科學(xué)合理的施工方法。對(duì)于煤巷的建設(shè)，要采用科學(xué)合理有效的施工方法。首先要改進(jìn)現(xiàn)有的爆破方式。煤巷挖掘一旦出現(xiàn)煤層疏松，爆破效果一般不理想，因此我們可以在爆破時(shí)，向兩幫內(nèi)移一定距離，這樣可以使錨桿盤貼緊煤壁，同時(shí)也能減小爆破的沖擊力。除了改進(jìn)爆破方式，還要改進(jìn)施工工序。比如，在放炮后要先使用臨時(shí)前探梁控制頂板，然后再打注錨桿，切不可在沒有安置前探梁時(shí)打注錨桿或在撤掉前探梁時(shí)打注錨桿。打注錨桿的順序應(yīng)該是先頂后幫，且要緊壓穩(wěn)固。

2）合理選擇錨桿種類、固定方式和支護(hù)參數(shù)。構(gòu)建好的煤巷支護(hù)，要對(duì)煤巷的實(shí)際情況進(jìn)行嚴(yán)密的考察，有針對(duì)性地、合理地選擇錨桿的種類以及錨桿的固定方式。合理的支護(hù)參數(shù)是構(gòu)建成功煤巷支護(hù)的前提。用理論計(jì)算結(jié)合與實(shí)際測(cè)定的方法，確定巖壁松動(dòng)圈的范圍，計(jì)算錨桿長(zhǎng)度、間和排距。在選擇支護(hù)參數(shù)時(shí)要保證頂板的完整性，另外也可以使用相應(yīng)的樹脂錨固劑以增大錨桿與孔壁之間的摩擦力，將錨桿的支護(hù)作用充分發(fā)揮出來(lái)。在巷道兩肩部的位置，可以設(shè)立傾斜插入的錨桿，以增加巷道的穩(wěn)定性。

3）錨桿支護(hù)與錨網(wǎng)支護(hù)并重。對(duì)于煤巷支護(hù)，我們通常要求所構(gòu)建的支護(hù)要具有較強(qiáng)的支撐能力和較大的抗變形能力，同時(shí)支護(hù)還要有一定的可塑性和可縮性。錨網(wǎng)支護(hù)改善了以往點(diǎn)錨桿支護(hù)的方式，錨網(wǎng)支護(hù)的優(yōu)勢(shì)在于它不僅可以增加對(duì)巖面的擠壓緊固作用，還可以使巖面的破碎圏更加完整化。錨網(wǎng)支護(hù)緊貼煤壁，能保護(hù)巖面和煤體，防止兩幫松動(dòng)和脫落，增強(qiáng)了巷道的抵抗力和抗破壞的能力。因此，以錨桿為主，錨網(wǎng)并重的支護(hù)結(jié)構(gòu)，更能夠適應(yīng)大規(guī)模的煤礦開采，同時(shí)又保證煤巷支護(hù)的效果。

4 結(jié)論

錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)是一種新型的支護(hù)方式，能夠充分發(fā)揮對(duì)煤巷巷道的保護(hù)和支撐作用。加之與錨桿的配合使用，可以很好的提高圍巖的抗變形和抗破壞能力。錨網(wǎng)與錨桿的結(jié)合，可以使其在使用過(guò)程中不再進(jìn)行維護(hù)和返修，而且用錨桿支護(hù)的巷道，與木棚支護(hù)的巷道相比，整體的施工速度更快，對(duì)于巷道的破壞程度更小，支護(hù)材料的投入也大大減少，重要的是其需要的維護(hù)費(fèi)用也較低。錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的抗破壞力大大提高，有效的保證了煤礦開采的安全性和生產(chǎn)效率，在同類巷道支護(hù)中具有很好的示范作用。

[1]杜善周.回采巷道礦壓規(guī)律與錨桿支護(hù)技術(shù)研究[J].煤炭工程，2006（2）.

[2]楊海燕，翟來(lái)軍，李叢德.回采巷道支護(hù)方式應(yīng)用分析[J].建井技術(shù)，2001（4).

[3]林世豪.半煤巖巷支護(hù)問(wèn)題探討[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2006（1）.

[4]林世豪.破碎圍巖及動(dòng)壓巷道的支護(hù)技術(shù)探索[J].煤礦安全，2012（4）.

TD3

A

1674-6708（2015）148-0056-02

林世豪，副教授，主要從事煤礦開采、巷道支護(hù)技術(shù)的教學(xué)和科研工作