摘 要：煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作在整個(gè)煤礦開采工作中處于關(guān)鍵地位，關(guān)乎著煤礦施工的安全性。從煤礦的實(shí)際施工情況來看，掘進(jìn)支護(hù)工作開展并不樂觀，亟待得到改進(jìn)。該文以煤礦企業(yè)中的掘進(jìn)支護(hù)為研究對(duì)象，主要分析下有關(guān)巷道支護(hù)技術(shù)類型的有關(guān)問題，著重分析下巷道支護(hù)技術(shù)的形式和巷道支護(hù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)；巷道支護(hù)；技術(shù)

1.引言

煤礦井下巷道開掘后生產(chǎn)的應(yīng)力會(huì)重新分布，在這一過程中，如果不采用支護(hù)措施就會(huì)造成圍巖位移及變形等，這樣生產(chǎn)安全就不能得到有效保障。對(duì)煤礦井下掘進(jìn)生產(chǎn)不僅要在支護(hù)措施上實(shí)現(xiàn)全面保障，同時(shí)還需要在管理上能夠強(qiáng)化，這樣才能夠維持掘進(jìn)安全。

2.煤礦井下巷道支護(hù)技術(shù)

煤礦井下掘進(jìn)中所采用的巷道支護(hù)技術(shù)種類多樣，主要有棚式支護(hù)技術(shù)、砌碹支護(hù)技術(shù)、應(yīng)力控制技術(shù)、錨桿支護(hù)技術(shù)等。

2.1棚式支護(hù)技術(shù)

這一技術(shù)在煤礦井下掘進(jìn)中的應(yīng)用和鐵路公路隧道中的施工應(yīng)用有很大不同，煤礦井下棚式支護(hù)技術(shù)要能夠進(jìn)行保護(hù)巖柱厚度計(jì)算及設(shè)計(jì)施工管棚工作室、布置孔位、測(cè)量放線等。煤礦巷道當(dāng)中的棚式支護(hù)技術(shù)的使用材料主要以金屬為主，在制作及安裝上相對(duì)比較方便。

2.2 砌碹支護(hù)技術(shù)

砌碹支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用原理主要是能夠?qū)鷰r的表面起到作用，并在一些位置比較特殊的巷道中應(yīng)用相對(duì)比較多，這一技術(shù)應(yīng)用比較方便，但成本很高。這一技術(shù)對(duì)支護(hù)材料質(zhì)量也有相應(yīng)要求，水泥主要采用普通水泥，在抗壓強(qiáng)度要求上要能夠達(dá)到11.8MPa、礦石砂的直徑小于15mm、混凝土是石子粒直徑小于20mm、砌墻料石垂直縫要錯(cuò)開等，從這些層面就能夠看出，在實(shí)際掘進(jìn)作業(yè)中會(huì)受到一定局限。

2.3應(yīng)力控制技術(shù)

針對(duì)礦井深部高應(yīng)力軟巖巷道兩幫移近量大，變形破壞嚴(yán)重，部分地段底臌嚴(yán)重的現(xiàn)象，通過大量的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查和軟巖力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，分析研究了深部高應(yīng)力軟巖巷道變形失穩(wěn)機(jī)理；通過理論分析和相似材料、數(shù)值模擬確定了該礦軟巖巷道圍巖控制方法及高應(yīng)力軟巖巷道最佳支護(hù)方式、支護(hù)參數(shù)和最佳支護(hù)時(shí)機(jī)。

2.4錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)是比較常用的支護(hù)技術(shù)，這一技術(shù)能夠有效改善煤礦巷道的布置方式，從而能有效提升煤炭產(chǎn)量和綜合性效益。錨桿支護(hù)技術(shù)主要是通過利用支護(hù)構(gòu)件錨桿托板及錨固劑等發(fā)揮作用的[1]。錨桿是比較重要的構(gòu)件，在施加適當(dāng)扭矩螺母基礎(chǔ)上讓巷道表面受到托板緊壓，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，能夠有效遏制圍巖節(jié)理裂隙張開。

3. 煤礦井下巷道支護(hù)的常見問題

從實(shí)際情況來看，煤礦井下巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中還有諸多問題有待解決，這些問題主要體現(xiàn)在圍巖產(chǎn)生變化或破壞。煤礦井下巷道掘進(jìn)過程中圍巖的巖體在遇到水之后比較容易發(fā)生膨脹，加上受到大擠壓力造成圍巖變形，這樣就對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成影響，比較容易發(fā)生冒頂事故。

煤礦井下巷道支護(hù)技術(shù)影響因素比較多，煤礦地質(zhì)構(gòu)造及施工工藝等都是重要的影響因素。一是從煤礦的地質(zhì)構(gòu)造的因素影響上來看，地質(zhì)條件比較好的能夠提升作業(yè)效率，但地段比較復(fù)雜的就會(huì)受到諸多影響，影響支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果；二是施工工藝因素方面也對(duì)支護(hù)技術(shù)的作用發(fā)揮產(chǎn)生影響，煤礦巷道掘進(jìn)過程中主要采取鉆爆法并以錨噴支護(hù)為重要支護(hù)方式，但實(shí)踐過程中裝藥量及炮眼等都比較缺乏精確度，降低錨網(wǎng)噴支護(hù)質(zhì)量。

4. 煤礦井下巷道支護(hù)形式分析

從煤礦井下巷道支護(hù)形式上來看，主要有型鋼支護(hù)及預(yù)留煤柱，預(yù)留煤柱是比較傳統(tǒng)的支護(hù)形式。煤礦井下巷道支護(hù)形式主要是把巷道區(qū)段劃分成運(yùn)輸平巷和下區(qū)段的回風(fēng)平巷，煤礦井下巷道支護(hù)形式要能夠預(yù)先在兩個(gè)重要區(qū)段對(duì)一定寬度煤柱實(shí)施預(yù)留。預(yù)留煤柱支護(hù)使用較簡(jiǎn)單，預(yù)留煤柱支護(hù)在通風(fēng)及排水上也有促進(jìn)作用。而型鋼支護(hù)主要就是能夠在韌性上可以較好的呈現(xiàn)，并且在抗剪及抗壓等功能上也能夠得到良好呈現(xiàn)。

第一，煤礦在開采過程中首先要確定巖石的性質(zhì)，通過研究分析巖石的性質(zhì)，改進(jìn)支護(hù)技術(shù)，從而減少在實(shí)際操作中遇到的困難。在實(shí)際應(yīng)用中，煤礦掘進(jìn)巷道中使用的錨桿支護(hù)技術(shù)就主要應(yīng)用在軟巖巷道中。保證掘進(jìn)量的同時(shí)也要充分考慮到它的安全性，在掘進(jìn)過程中，巷道的參數(shù)在發(fā)生著不同的變化，及時(shí)的搜集和關(guān)注參數(shù)信息，并使參數(shù)控制在安全范圍內(nèi)，是保障煤礦巷道安全的必要條件。

第二，在巷道掘進(jìn)中只有按照規(guī)定的策略和加強(qiáng)支護(hù)的承載能力，才能達(dá)到實(shí)際的支護(hù)目標(biāo)。通過實(shí)際的地質(zhì)構(gòu)造和礦壓觀測(cè)的資料來選擇合適的支護(hù)方式，采取相應(yīng)的巷道施工設(shè)計(jì)，按照有關(guān)規(guī)程，選取合適的支護(hù)方式。在巷道掘進(jìn)中，要保證巷道的光滑和平整，在爆破時(shí)要選取合適的光面爆破，并與錨噴支護(hù)方式相結(jié)合使用。

第三，錨網(wǎng)索支護(hù)形式的優(yōu)點(diǎn)是可以有效的控制錨桿，并在非錨固巖層間有效的控制變形，在遇到低壓大和支護(hù)難的情況下，也可以利用錨網(wǎng)索支護(hù)形式，錨網(wǎng)索支護(hù)形式的另一特點(diǎn)是可以減少瓦斯的積聚，從而大大降低了巷道掘進(jìn)中的危險(xiǎn)。

第四，在煤礦初次掘進(jìn)后，巷道通常會(huì)產(chǎn)生位移和變形等情況，所以在初次掘進(jìn)后，在支護(hù)技術(shù)選取上要注意，一般是在初掘上選取柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，后邊選擇剛性的結(jié)構(gòu)，從而可以解決巷道掘進(jìn)中出現(xiàn)位移變形的問題。

與以上幾種支護(hù)技術(shù)相比，通過支護(hù)體和圍巖再次組合是一種最優(yōu)的策略，通過在薄弱環(huán)節(jié)實(shí)施這種策略，可以使圍巖的自承能力發(fā)揮到極處，從而使圍巖的支護(hù)力降到最低處。具體的實(shí)施是，在進(jìn)行巷道開挖之后，首先要對(duì)圍巖進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)，其次再通過巷道的地板來確定最佳的時(shí)間，在圍巖薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索，使圍巖得到一定的提升，最終達(dá)到耦合支護(hù)力學(xué)的狀態(tài)。這種支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)就是可以使圍巖的自承能力達(dá)到最高限度，并且充分發(fā)揮了剛性錨桿支護(hù)的能力。

5 提高煤礦掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策

5.1 建立健全支護(hù)監(jiān)測(cè)制度

健全的支護(hù)監(jiān)測(cè)制度，可以使井下人員更好的掌握圍巖發(fā)展?fàn)顟B(tài)的參數(shù)，以及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和支護(hù)方案的實(shí)際效果，因此，必須加強(qiáng)對(duì)支護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，以便掌握全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)信息，通過分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，一方面可以對(duì)巷道支護(hù)的實(shí)際情況進(jìn)行跟蹤，另一方面也可以對(duì)圍巖情況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，進(jìn)而從中尋找安全隱患并及時(shí)做出改進(jìn)，同時(shí)，完善的支護(hù)監(jiān)測(cè)制度，也可以為支護(hù)方案的設(shè)計(jì)提供重要的實(shí)踐依據(jù)。

5.2 及時(shí)對(duì)支護(hù)設(shè)備維護(hù)和更新

近幾年，隨著深部礦開采的日益增多，國(guó)家和相關(guān)企業(yè)投入了很多資金和精力去研發(fā)深層支護(hù)技術(shù)，也涌現(xiàn)出了不少技術(shù)成果，但是研究層面和施工層面的脫節(jié)，使得新技術(shù)在井下掘進(jìn)區(qū)的應(yīng)用情況不好，尤其是，井下的支護(hù)設(shè)備老化，資金投入較少，使得新技術(shù)無(wú)法再井下使用，因此，應(yīng)該引進(jìn)新的支護(hù)技術(shù)的同時(shí)，不斷加強(qiáng)支護(hù)設(shè)備的維護(hù)，使支護(hù)設(shè)備與新支護(hù)技術(shù)相適應(yīng)，更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用。

5.3 加強(qiáng)對(duì)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)

支護(hù)應(yīng)用水平直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率，以及企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，因此，應(yīng)該加大資金的投入和宣傳、對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，井下工人熟悉應(yīng)用新的支護(hù)技術(shù)和支護(hù)工藝，并將工藝原理培訓(xùn)和施工實(shí)訓(xùn)考核相結(jié)合，使井下工人的技術(shù)水平夠跟上新工藝和新設(shè)備的推廣速度。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過對(duì)掘進(jìn)過程中巷道支護(hù)形式及存在問題進(jìn)行分析，并提出提高掘進(jìn)質(zhì)量的措施，同時(shí)，結(jié)合國(guó)內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，采取先進(jìn)的巷道支護(hù)技術(shù)，從而保障煤礦巷道在掘進(jìn)中的安全。

作者簡(jiǎn)介：

劉國(guó)武 男 1970年11出生，2010年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院煤礦開采技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)工作于新疆龍煤集團(tuán)富城礦業(yè)投資有限公司，主要從事礦山采掘相關(guān)技術(shù)工作。