1、刍议煤矿巷道安全支护技术摘要：本文分析了煤矿井巷稳定性影响因素，提出了具体的煤矿巷道安全支护技术措施。 关键词：煤矿；巷道；安全支护技术 中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号： 随着矿井向深部发展，原岩应力增大，岩体塑性大，岩体移动量大移动速度快，而且在深部变形量较大，开采后变性明显，因而，在深部巷道支护结构上应满足支护强度大、能抵抗高地压、可缩性能好，可缩量大，能适应围岩大变形，封闭性能好，能有效地防止鼓底等优点，因此，单一支架很难满足这些要求，应采用多种支护共用复合支护结构，提高支护质量、降低成本、增加效益。 1 煤矿井巷主体承受压力 考验围岩应力与强度的因素则为煤矿井巷主体承受的
2、压力，其包含倾斜巷道、水平巷道与垂直巷道产生的地压，地压通过地壳岩体相互间产生的机械作用通过压力形式展现。在没有开展回采或掘进的岩层其岩体在任何位置都会受到来自各方均势压力的挤压，进而处于原始的相对平衡态势，当开掘煤层或岩层巷道后，其岩体受到的原有三向压力则转变为两向，进而令该类相对自然平衡的压力状态需要进行重新分配。 水平巷道地压由巷道顶压、侧压与底压组成，垂直巷道地压主要指掘开立井后，其周围岩石承受力在大于自身强度情况下便会在井筒四周呈现破坏区，区域内岩石则会倒落于井内，如果井内设有支架，则会令支架受到挤压力影响。倾斜煤矿巷道内产生对支架的作用地压高低可通过其倾斜角度采用相应计算方式获取，
3、基于倾角影响，我们可将其位于拱内自然平衡的岩石重力分解为法线与切线分力等。 2 煤矿井巷稳定性影响因素 对煤矿井巷稳定性产生不良影响的因素包括围岩性质、井巷位置、断面尺寸、轴线巷道方向、破岩掘进方法、沿空护巷、掘进时间以及相关掘进方案等。地层煤系普氏系数一般为零点五至一点五，而石灰岩与硬砂岩系数则分别为十与八，倘若我们合理令煤矿巷道由煤系地层转变为硬岩，则会令其整体稳定性显著提升到八到十倍，由此可见岩性具有重要的煤矿井巷稳定性影响效能。对井巷位置的调整主体是针对采面或相邻巷道距离的调整，进而降低其应力影响作用，令采空区相对关系更为协调，避免受到不良支撑压力的影响，进而有效降低围岩巷道压力。煤矿
4、轴线巷道方向在同原岩的最大应力方向保持一致时具有较好的稳定性，而当两方向呈垂直分布时则具有较差的稳定性。为有效维护煤矿巷道稳定性、杜绝其围岩产生跨落或变形，在掘出巷道后我们应对其实施适宜性支护，进而确保煤矿巷道提供安全可靠的工作空间。维护煤矿巷道的形式种类繁多，依据结构可将其划分为砌碹支护、棚式支护、锚喷支护等。 3 提升煤矿井巷可靠稳定性科学支护技术 3.1 锚杆和锚索的支护 锚杆在锚固支护中起主导作用。随着近年来煤炭的开采强度逐年增大，锚固支护技术在大面积推广使用。锚索补强支护具有普通锚杆的悬吊作用、组合梁作用、锲固作用以及改善围岩强度作用以外，与普通锚杆不同的是对顶板进行深部锚固而产生的
5、强大的悬吊作用，并且沿巷道纵轴线形成连续的支撑点，以大预紧力减缓顶板变形扩张，改善巷道受力条件，使顶板得到有效控制，片帮问题也得到了解决。增强了巷道顶部岩层的的整体性和连贯性，通过锚网梁、锚索支护使围岩及时形成稳定的支护承载圈，用废旧的 U 钢穿眼支护是加强了巷道的受力面积，并保证支护围岩的稳定性；在该耦合支护中，锚索起着主导承载作用，同时能够防止围岩松动破坏，并有一定的伸缩性，可随巷道围岩同时变形，而不失去支护能力。锚索由于深入岩层内部，锚固深度大，可将下部岩层锚固在上部稳定岩层中，同时可施加预紧力，主动支护围岩，能够充分调动巷道深部围岩的强度。 3.2 棚式支护技术 煤矿井巷棚式支护方式可
6、依据其使用材料划分为金属支架、木质支架、钢筋混凝土与金属支架等，倘若依据空间形式则可划分为马蹄形、拱形与梯形等；依据其使用服务性能则可将其划分为可缩性或刚性支架等。由木支架构建的棚式支护方式基于其材料有限的强度性，令支护维护可靠性受到了一定影响，易于产生腐烂现象，且防火性能差，因此该类支护技术方式我们应多应用在地压有限的煤矿井巷中，且断面不易过大，应具有较短的服务年限，同时还可应用于掘进巷道或维修巷道临时支护作业中。对于棚式金属支架支护我们可用于巷道准备及回采巷道环节，因其较木支架具有较强的坚固耐用性因此适用于具有较大断面且较严重地压的煤矿巷道中，尤其更适宜应用于可缩性支架。当然金属支架同样不
7、耐酸性腐蚀，因此对于有酸性水源的煤矿井巷中我们不适宜采用该类金属支架棚式支护技术。钢筋混凝土材料支架耐用性较长，因此我们可令其应用于不存在动压的煤矿采区巷道中，尤其在较长服务年限、较稳定地压及断面低于十二平方米的巷道中发挥其较好的可靠支护效果。3.3 砌碹支护技术 该类支护技术方式内含较强的耐久性、坚固性、阻水防火性，且通风阻力较低，使用材料也具有广泛的来源等优势。同时该类技术的缺点则在于施工复杂性较突出，且施工投入成本较高，一般我们可将其较多应用于具有较长服务年限的煤矿开拓巷道中。而对于具有较大地压、较差地质条件的煤矿巷道中，或缺乏他类支护材料状况下以及在服务年限有限的煤矿巷道中我们更适宜采
8、用石材支护技术方式。 3.4 锚喷支护技术 煤矿巷道中锚喷支护技术即为喷射混凝土、喷浆以及锚杆支护的联合支护技术方式，是合理化刚性为软性的综合支护思想。该类支护技术的科学应用需要我们对于煤矿井巷所处的不同围岩条件进行科学探讨。倘若在整体硬岩的煤矿井巷中，基于该类围岩具有较高强度，因此在深度中等开采条件下我们只需合理对巷道进行选型并应用光面爆破方式，便可令煤矿巷道自身处于较高可靠稳定状态，而无需进行辅助支护。而一些情况下为有效预防风化、令尖角状产生的集中应力现象得到良好控制，我们也可对位于该岩层进行开掘的主要煤矿大巷及峒室实施必要的支护处理。对处于块状岩体条件的煤矿井巷，基于其围岩具有较差的整体
9、性能、坚硬程度较好、岩块之间通常呈现咬合镶嵌状态，且锁在一起，因此采用该类锚喷支护技术可有效及时的预防危石出现个别掉落现象，并能较好的确保整体围岩的稳定性。 对于煤矿井巷位于层状岩层时，我们可激发锚杆支护技术的显著优势作用，令其应对岩层有可能发生的沿层面滑动现象，我们可借助锚杆支护技术内含的抗拉、抗剪与压紧锚杆层面增多形成的摩擦力，保护滑动石块处于稳定状态。针对弯张与离层较易产生的破坏我们则应采用同层面呈垂直状态的一组锚杆将各个岩石层有效合为一体，进而构建为稳固的组合梁形式，有效提升其抗弯刚度。对于强度有限的软岩层，其具有较大的变形能力，无法大量承受拉应力，因而较易产生过大的围岩变形、破坏或松
10、动不良状况，基于这一现状我们可科学利用网壳锚喷支护技术的完善支护效果、良好支护刚度、灵活调整性、连续立体支护功能展开有效及时的支护处理应用。 3.5 U 型棚支护 架棚支护的主要工艺流程为：放中、腰线挖柱窝立棚腿上棚梁加固背板（充填） 。U 型棚的主要支护理论为在巷道围岩压力作用下，可缩性梯形支架和拱型支架均靠构件搭接部分发生滑移使支架达到可缩，可缩量的大小由卡箍的松紧进行调节，最大可缩量可达 300-350mm在支架架设初期，卡箍中的螺丝要拧紧，以保证支架的初撑力，围岩继续来压，U 型钢构件继续滑动，从而缓和了围岩对支架的压力、直至耗尽卡箍间的可缩量为止，此时支架变为钢性支架而支撑围岩。 4
11、 结束语 煤矿井巷支护技术的科学、适应性应用可有效提升煤矿工程可靠性、耐久实用性并延长其服务寿命，因此我们应在明晰煤矿井巷承受主体压力、易于受到的稳定性影响基础上适应性应用煤矿井巷支护技术方式，全面激发其可靠防护性能，营造安全、稳定、良好的煤矿井巷生产环境，进而创设丰富的经济效益与社会效益。 参考文献： 1 杨学.立井巷道支护设计与施工J.科技风，2010， （9）. 2 何芳现.唐口深井开采技术问题探讨J.山东煤炭科技，2009， （S1）. 3 熊柳.安全快速施工立井井筒的技术研究J.中国科技投资，2012， （24）. 4 赵维收，亢晓涛.浅谈立井施工作业方式及选择J.民营科技，2012， （8）.
