賈葉飛（中煤第一建設(shè)公司山不拉煤礦，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017100）

煤礦支護(hù)技術(shù)的新進(jìn)展

賈葉飛
（中煤第一建設(shè)公司山不拉煤礦，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017100）

支護(hù)是實(shí)現(xiàn)煤礦安全高效的重要前提和保障，全國煤礦在支護(hù)改革和科技創(chuàng)新方面取得了重大進(jìn)展。本文系統(tǒng)總結(jié)了機(jī)載臨時支護(hù)、松軟煤層沿頂掘進(jìn)支護(hù)、無棚梁支護(hù)、深立井連接硐室群支護(hù)、千米深井支護(hù)、可回收式錨桿、頂板分類分區(qū)與巷道支護(hù)和煤巷錨注一體化等8種新支護(hù)技術(shù)產(chǎn)生的行業(yè)背景和適用范圍，對煤礦行業(yè)生產(chǎn)具有指導(dǎo)作用。

支護(hù) 煤礦 深井 松軟煤層

1 引言

煤礦支護(hù)關(guān)系到礦工人身安全與和諧礦區(qū)的建設(shè)，是煤礦實(shí)現(xiàn)安全高效的前提和保證，在煤礦安全生產(chǎn)管理中占有重要地位。近年來，全國煤礦在支護(hù)改革與科技創(chuàng)新方面進(jìn)行了積極探索，頂板安全實(shí)現(xiàn)了事故起數(shù)和死亡人數(shù)五年連續(xù)大幅下降。2015年全國共發(fā)生煤礦頂板事故134起、死亡171人，與2010年相比分別下降了80.91% 和79.37%，極大地保障了煤礦的安全生產(chǎn)和職工的人身安全。

2 支護(hù)技術(shù)新進(jìn)展

2.1 機(jī)載臨時支護(hù)

如果地質(zhì)構(gòu)造特殊，在掘進(jìn)時采用竄管前探梁和支柱加橫梁臨時支護(hù)形式，不僅易造成新揭露頭面垮落，而且臨時支護(hù)作業(yè)時錨桿錨索及頂幫支護(hù)不能同時進(jìn)行，嚴(yán)重影響掘進(jìn)提效和安全生產(chǎn)。針對這種情況，晉煤長平公司采用鉆車與機(jī)載式臨時支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方式。該工藝穿管、移梁等傳統(tǒng)臨時支護(hù)工藝，一次截割兩排，雙排支護(hù)鋼、網(wǎng)同時架設(shè)，縮短了頻繁上網(wǎng)時間，且該支護(hù)頂架范圍為4平米，作業(yè)時前伸及側(cè)翻板可以全部伸出打開，將原來的被動支護(hù)改為主動支護(hù)，由“點(diǎn)、線”接觸變?yōu)榱恕懊妗苯佑|，降低了職工勞動強(qiáng)度，提高了掘進(jìn)效率和安全系數(shù)。

2.2 松軟煤層沿頂掘進(jìn)支護(hù)

近年來，隨著開采深度加大，部分礦井地質(zhì)條件更顯惡劣復(fù)雜，松軟煤層的支護(hù)問題成為制約煤礦安全生產(chǎn)的一大技術(shù)難題。在準(zhǔn)確掌握煤礦井下松軟煤層動壓巷道結(jié)構(gòu)、圍巖強(qiáng)度等參數(shù)的基礎(chǔ)上，晉煤集團(tuán)解決了松軟煤層動壓留巷困難和動壓巷道易變形、錨固力低等技術(shù)難題，針對性地開發(fā)出相應(yīng)的支護(hù)系統(tǒng)，避免了巷道支護(hù)重復(fù)維修，實(shí)現(xiàn)了巷道一次性支護(hù)，為煤礦井下安全、高效開采提供了良好的保障條件。

2.3 無棚梁支護(hù)

有些礦綜采面回撤通道采用∏型梁和單體柱進(jìn)行支護(hù)，每臺支架上2根∏型梁和支護(hù)2根單體柱，造成回撤面通道棚梁及單體柱較多，工人勞動量大，安全系數(shù)較低，管理維護(hù)難度大等一系列問題。永煤公司新橋煤礦探索了無棚梁支護(hù)技術(shù)，采用復(fù)合塑編網(wǎng)+4.2mM型鋼帶+Φ20×2000mm高強(qiáng)錨桿聯(lián)合支護(hù)，鋼帶沿工作面傾向布置，回撤通道頂板布置兩排鋼帶。該技術(shù)節(jié)約了大量材料費(fèi)，減輕了職工勞動強(qiáng)度，提高了工作面回撤作業(yè)的安全系數(shù)和工人勞動工效。

2.4 深立井連接硐室群支護(hù)

隨著煤礦開采深度的增加，地質(zhì)條件多變，地應(yīng)力和斷面增大，煤礦深立井連接硐室群的支護(hù)在關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)計理論方面一直困擾煤礦生產(chǎn)多年。安徽理工大學(xué)圍繞深立井硐室群圍巖擾動效應(yīng)及演變規(guī)律進(jìn)行深入研究，研發(fā)了系列新型支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，解決了以往設(shè)計方法缺少針對性、硐室群支護(hù)結(jié)構(gòu)單一等多項(xiàng)技術(shù)難題。該結(jié)構(gòu)形式揭示了煤礦深立井連接硐室群圍巖擾動機(jī)理，提出了優(yōu)化空間布置、合理間距等設(shè)計方法，確保了硐室群圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，各深立井連接硐室群節(jié)省工期約0.5—1個月，實(shí)現(xiàn)了共計約9.4km深立井連接硐室群的建設(shè)與運(yùn)營安全，具有較高的應(yīng)用和推廣價值。

2.5 千米深井支護(hù)

隨著開采深度增加，巷道圍巖應(yīng)力不斷加大，礦巷修維修工程量持續(xù)增加。為實(shí)現(xiàn)千米深井支護(hù)技術(shù)新突破，華豐煤礦推廣增加支護(hù)承載體厚度的錨桿快速安裝技術(shù)，將錨桿鉆機(jī)的攪拌、安裝一次完成，安裝一根錨桿由原來10至15分鐘縮短到30至40秒，降低了圍巖破壞程度，減少了圍巖自穩(wěn)時間，提高了圍巖承載體強(qiáng)度。同時，該礦在受采動壓影響明顯的巷道，變被動破壞后修復(fù)為主動超前卸壓處理，采用開窗口卸壓巷道維護(hù)技術(shù)。

2.6 可回收式錨桿

礦山常規(guī)的錨桿大部分是一次性消耗，很少回收利用，不僅造成大量鋼材浪費(fèi)，而且還影響采煤機(jī)割煤和工作面端頭的放煤率。晉煤集團(tuán)自主研發(fā)的可回收式錨桿在原有螺紋鋼式錨桿的頭部增加塑料粘結(jié)套，塑料粘結(jié)套的前端增加鉆頭螺母，可回收式錨桿使用完畢后，反轉(zhuǎn)尾部螺紋處的平口即可實(shí)現(xiàn)回收。該技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)支護(hù)技術(shù)的又一空白，已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段，具有較好的推廣價值。

2.7 頂板分類分區(qū)與巷道支護(hù)

頂板類型變化大、基巖薄、煤層埋藏淺、風(fēng)化層厚等地質(zhì)條件極易導(dǎo)致頂板支護(hù)難的問題，極大地影響礦井的正常有序生產(chǎn)。為使采空區(qū)處理方法、巷道支護(hù)方案、支架參數(shù)確定和工作面支架選型更加合理，陜北礦業(yè)公司對淺埋煤層巷道頂板分類、直接頂分類與基本頂分級，以及分區(qū)預(yù)測方法和巷道支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究建立了淺埋煤層基本頂分級、巷道頂板圍巖、直接頂分類等的預(yù)測模型和方法，提出了淺埋煤層巷道頂板圍巖分類的指標(biāo)和方法。提出了錨網(wǎng)噴桁架錨索聯(lián)合支護(hù)、錨網(wǎng)梁支護(hù)、錨網(wǎng)支護(hù)、錨網(wǎng)索梁支護(hù)、錨噴支護(hù)、錨桿錨索支護(hù)以及可伸縮性鋼支架支護(hù)、梯形鋼支架等8種煤層巷道支護(hù)設(shè)計基本形式。該項(xiàng)成果對淺埋煤層頂板分類理論和方法、巷道頂板支護(hù)與工作面頂板管理技術(shù)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，在鄂爾多斯盆地、西北等地區(qū)淺埋煤層開采過程中頂板分類與支護(hù)方面具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

2.8 煤巷錨注一體化

在科學(xué)研判巷道變形機(jī)理和規(guī)范優(yōu)化錨注一體化支護(hù)方案的基礎(chǔ)上，冀中能源邯礦集團(tuán)開發(fā)出了大變形煤巷錨注加固施工工藝技術(shù)。該技術(shù)揭示了雙殼支護(hù)條件下煤巷圍巖應(yīng)力、位移和破壞規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了錨注加固材料與工藝、煤巷“雙殼支護(hù)”理論、錨注支護(hù)設(shè)計方法有機(jī)結(jié)合在一起，形成了大變形煤巷錨注支護(hù)一體化一次成巷技術(shù)體系。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用，該技術(shù)有效保持了圍巖的穩(wěn)定性，極好地控制了煤巷大變形，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

煤礦地質(zhì)條件千變?nèi)f化，支護(hù)技術(shù)應(yīng)根據(jù)具體工作面進(jìn)行選擇，并對相關(guān)問題有針對性地提出解決方案，才能使支護(hù)工作具有較強(qiáng)的可行性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。