聶欠豹

【摘 要】 本文分析了我國(guó)煤礦支護(hù)過(guò)程中存在的問(wèn)題，針對(duì)加強(qiáng)煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的有效措施進(jìn)行探究。

【關(guān)鍵詞】 煤礦巷道；支護(hù)技術(shù)；有效措施

引言：

煤礦產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，關(guān)系到我國(guó)能源安全及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的大局。為了使煤炭資源勘查工作更加完善，促進(jìn)煤炭工業(yè)的科學(xué)正確發(fā)展，這就要求相關(guān)人員要進(jìn)一步加強(qiáng)煤炭勘查基礎(chǔ)理論研究，不斷開(kāi)展重大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，建設(shè)示范工程，提高地質(zhì)勘查質(zhì)量等實(shí)質(zhì)性工作。我國(guó)煤礦資源勘查標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)若要凸顯成效，就要逐步建立煤礦巷道建設(shè)的地質(zhì)安全保障系統(tǒng)。當(dāng)然，煤礦產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展成熟穩(wěn)定，離不開(kāi)支護(hù)技術(shù)的支點(diǎn)性作用。

一、我國(guó)煤礦支護(hù)過(guò)程中存在的問(wèn)題

以馬家?guī)r煤礦為例，該井田構(gòu)造形態(tài)大致為一走向北西，向北東傾伏的單斜構(gòu)造，地層傾角一般5°～14°，一般10°左右。第一水平主采4號(hào)煤，位于太原組頂部，賦煤區(qū)內(nèi)屬穩(wěn)定可采的厚煤層，煤厚7.00～8.47m，平均7.78m。結(jié)構(gòu)中等，含夾石0～4層。頂板為砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為砂巖或炭質(zhì)泥巖，底板為砂質(zhì)泥巖或中砂巖。在礦井建設(shè)過(guò)程中巷道支護(hù)方面的主要有以下幾個(gè)方面：

1、為了縮短建井周期，提前產(chǎn)生效益，井底巷道盡可能設(shè)計(jì)在煤層中，而該礦4號(hào)煤層厚度大，部分巷道（比如軌道大巷，軌道下山等）設(shè)置沿煤層底板掘進(jìn)，頂煤厚度較大，錨桿支護(hù)錨固端在煤層中，無(wú)法錨固在穩(wěn)定巖層內(nèi)。

2、為了滿足巷道通風(fēng)和運(yùn)輸?shù)男枰?，巷道斷面增大，而采區(qū)巷道多采用矩形斷面，巷道跨度最大達(dá)4.6m，給支護(hù)方式的選擇帶來(lái)困難。

3、在施工過(guò)程中，操作工人的不規(guī)范操作，也會(huì)造成支護(hù)強(qiáng)度大大折扣，主要表現(xiàn)在錨桿、錨索間排距大，預(yù)緊力不足，外露長(zhǎng)等。

4、施工機(jī)械化程度不高，雖然我國(guó)的煤礦巷道施工已經(jīng)有了相當(dāng)純熟的技術(shù)，但受多方面的限制，有些硐室或小斷面巷道在掘進(jìn)過(guò)程中仍然采用打眼放炮的方式。造成巷道開(kāi)掘后，爆破松動(dòng)圈大，間接影響了錨桿支護(hù)的強(qiáng)度。再則，操作工人在安裝錨桿時(shí)，機(jī)械化程度低，多采用扳手預(yù)緊錨桿，相對(duì)勞動(dòng)強(qiáng)度大，造成支護(hù)質(zhì)量缺陷時(shí)有發(fā)生[1]。

二、加強(qiáng)煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的有效措施探究

1、巷道支護(hù)方式的選擇

雖然，錨桿支護(hù)方式已基本在煤礦普及，但選擇該種支護(hù)方式需滿足以下幾點(diǎn)要求：一是要有穩(wěn)定的巖層且?guī)r層整體性好，不破碎，易錨固。二是巷道涌水量少且涌水無(wú)腐蝕性。三是巖層層理不發(fā)育。所以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，在選擇支護(hù)方式時(shí)，需遵循以下幾點(diǎn)：

1.1大型機(jī)電硐室，服務(wù)年限較長(zhǎng)，防水要求高，宜采用混凝土或鋼筋混凝土支護(hù)，在涌水大的情況下，需在施工過(guò)程中，預(yù)留注漿管，以便于注漿堵水。

1.2巷道過(guò)斷層破碎帶、巖石陷落柱，宜采用U型鋼棚支護(hù)，以利于短掘短支。若巖石破碎嚴(yán)重，短掘短支無(wú)法控制碎巖冒落時(shí)，可利用化學(xué)材料注漿（比如固安特、羅克休等）加固破碎巖體后，再進(jìn)行短掘短支。

1.3在遇到老空巷道或采空區(qū)時(shí)，多采用錨噴+墻梁支護(hù)方式，錨噴支護(hù)多是對(duì)老空頂板進(jìn)行控制，通常支護(hù)跨度要大于設(shè)計(jì)跨度2m以上，而墻梁支護(hù)主要是控制兩幫以及使巷道斷面符合設(shè)計(jì)要求，通常在梁頂鋪設(shè)500mm以上碎矸，作為緩沖層。

1.4在滿足錨桿支護(hù)條件時(shí)，盡可能采用錨桿支護(hù)或錨噴、錨網(wǎng)噴等聯(lián)合支護(hù)。

支護(hù)方式的選擇，是解決巷道支護(hù)問(wèn)題的首要步驟，支護(hù)方式選擇是否合理，直接影響巷道支護(hù)的效果，支護(hù)方式選擇不合理，必然會(huì)給支護(hù)過(guò)程中帶來(lái)種種問(wèn)題，有些問(wèn)題即使采取各種方法解決，也很難達(dá)到理想的效果，所以，在巷道設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程技術(shù)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)，多方面了解礦井的地質(zhì)條件，才能在設(shè)計(jì)時(shí)選定符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的支護(hù)方式，否則，就會(huì)給后續(xù)施工帶來(lái)諸多問(wèn)題[2]。

2、厚煤層沿底掘進(jìn)巷道支護(hù)完善措施

馬家?guī)r煤礦開(kāi)采的4號(hào)煤層，煤層平均厚度7.78m，采區(qū)巷道設(shè)計(jì)高度多為3.1m，沿煤層底板掘進(jìn)巷道留頂煤4.68m，單單依靠錨桿支護(hù)無(wú)法深入穩(wěn)定巖層，且有部分小斷面巷道采用炮掘，大大減弱了錨桿支護(hù)的可靠性，同時(shí)為了滿足通風(fēng)需要，回風(fēng)下山巷道斷面跨度達(dá)到4.6m。在這種情況下，為了滿足巷道支護(hù)強(qiáng)度，采用增加錨索支護(hù)，主要做法如下：

2.1巷道跨度小于等于4.2m，錨索間排距按2m×2m設(shè)置，巷道跨度大于4.2m，錨索間排距按1.6m×1.6m設(shè)置。

2.2每掘進(jìn)50m，對(duì)巷道頂板圍巖進(jìn)行窺視調(diào)查，已確定頂煤厚度，同時(shí)調(diào)整錨索長(zhǎng)度，確保錨索錨固在穩(wěn)定巖層中。

2.3每隔50m，安設(shè)頂板離層指示儀1支，每隔100m設(shè)置表面位移觀測(cè)站，定期觀測(cè)巷道變形和頂板離層情況，以便檢查支護(hù)效果并為及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)。

2.4對(duì)于采用炮掘的巷道，采用分次爆破的方式掘進(jìn)，特別是控制周邊眼的裝藥量，一般每眼裝藥量控制在50～150g左右，同時(shí)周邊眼開(kāi)孔要在巷道輪廓線內(nèi)200～250mm，盡可能降低爆破對(duì)巷道周圍煤體的擾動(dòng)，縮小爆破松動(dòng)圈。

3、加強(qiáng)巷道支護(hù)操作管理

錨桿支護(hù)效果的優(yōu)劣，在一定程度上取決于支護(hù)操作過(guò)程，比如預(yù)緊力不足會(huì)導(dǎo)致錨桿的擠壓加固效果減弱，無(wú)法形成擠壓加固拱；錨桿間排距過(guò)大，會(huì)造成錨桿之間存在支護(hù)盲區(qū)等，所以在現(xiàn)場(chǎng)管理中，采取以下措施確保錨桿支護(hù)強(qiáng)度：一是改進(jìn)施工工藝，采用高扭矩錨桿鉆機(jī)安裝錨桿，同時(shí)對(duì)無(wú)法更換錨桿鉆機(jī)的施工隊(duì)要求配備風(fēng)動(dòng)力矩扳手，實(shí)現(xiàn)錨桿安裝機(jī)械化，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，提高了施工質(zhì)量；二是改進(jìn)樹(shù)脂藥卷，原1根錨桿采用1支ck2330和1支ck2360藥卷錨固，經(jīng)常導(dǎo)致錨桿未完全推入，藥卷已凝固，致使錨桿外露長(zhǎng)，后經(jīng)改進(jìn)1根錨桿采用1支ck2330和1支k2360藥卷錨固，給操作工人充分的操作時(shí)間，解決了該問(wèn)題；三是工作面配備力矩扳手和錨桿拉力計(jì)，定期定量對(duì)錨桿支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行抽檢，確保支護(hù)質(zhì)量。

4、完善煤礦巷道的錨桿支護(hù)技術(shù)

我國(guó)煤礦巷道的錨桿支護(hù)雖然有著豐富的理論研究成果，但卻未能把這些研究成果有效地運(yùn)用到煤礦巷道的錨桿支護(hù)的實(shí)踐中。為完善煤礦巷道的錨桿支護(hù)技術(shù)，要深入研究煤礦巷道的圍巖壓力和錨桿支護(hù)理論，科學(xué)、合理地選取我國(guó)的煤巷錨桿支護(hù)的參數(shù)選擇和實(shí)踐形式，促進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)得到高速發(fā)展。要學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的煤礦巷道的錨桿支護(hù)的技術(shù)和方法，結(jié)合我國(guó)煤礦巷道的錨桿支護(hù)實(shí)際情況，制定出適合我國(guó)的煤礦巷道的錨桿支護(hù)技術(shù)體系，完善煤礦巷道的錨桿支護(hù)技術(shù)。

5、提高煤礦巷道的錨桿支護(hù)監(jiān)測(cè)技術(shù)

錨桿支護(hù)完工后要進(jìn)入實(shí)施階段，要對(duì)其實(shí)際支護(hù)情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。要及時(shí)整理和分析監(jiān)測(cè)錨桿支護(hù)數(shù)據(jù)，用其驗(yàn)證錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)是否合理、安全，對(duì)不合理的地方提出修正依據(jù)。我國(guó)錨桿支護(hù)的監(jiān)測(cè)工作主要有：監(jiān)測(cè)錨桿支護(hù)的表面位置移動(dòng)值；使用頂板離層指示儀監(jiān)測(cè)頂板巖層的位置移動(dòng)值；監(jiān)測(cè)錨桿的工作阻力等等。加強(qiáng)監(jiān)測(cè)技術(shù)要以測(cè)試應(yīng)力測(cè)試作為基礎(chǔ)，依照現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的信息數(shù)值模擬進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，所得錨桿參數(shù)就是煤巷錨桿支護(hù)的最佳支持參數(shù)。平時(shí)要采用計(jì)算機(jī)及時(shí)監(jiān)測(cè)支護(hù)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，以免發(fā)生重大坍塌事故[3]。

6、加強(qiáng)錨桿支護(hù)人員的工作技能培訓(xùn)

錨桿支護(hù)工作人員是煤礦巷道的錨桿支護(hù)工作的執(zhí)行者，工作人員負(fù)責(zé)使用質(zhì)量過(guò)硬的錨桿從事錨固和監(jiān)測(cè)工作，工作人員必須有專業(yè)的知識(shí)和過(guò)硬的職業(yè)素質(zhì)才能出色地完成錨桿支護(hù)工作。但目前我國(guó)煤礦隊(duì)伍的工作人員素質(zhì)普遍不高，對(duì)工作的監(jiān)管措施不得力，使得煤礦巷道的錨桿支護(hù)工作質(zhì)量難以提升。所以要想提高我國(guó)煤礦巷道的錨桿支護(hù)工作水平，必須要注重錨桿支護(hù)的技術(shù)人員及工人的專業(yè)技能的培訓(xùn)，通過(guò)培訓(xùn)提升其崗位工作經(jīng)驗(yàn)，促使其更好地開(kāi)展錨桿支護(hù)工作。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)煤炭行業(yè)的發(fā)展，巷道支護(hù)技術(shù)日漸成熟，但是在現(xiàn)場(chǎng)管理和操作中，要切合實(shí)際的選擇合理的支護(hù)方式，確保巷道在其服務(wù)年限內(nèi)，牢固可靠，滿足生產(chǎn)需要，同時(shí)，在生產(chǎn)工作當(dāng)中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)積極鉆研新技術(shù)，開(kāi)發(fā)出更為有效的施工方法，以促進(jìn)掘進(jìn)技術(shù)的進(jìn)一步完善，并盡快改善煤礦掘進(jìn)支護(hù)中存在的問(wèn)題，提高煤礦開(kāi)采業(yè)的整體水平，從而實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]田忠寶.錨桿在煤礦巷道支護(hù)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013（01）：58.

[2]楊仁樹(shù)，馬鑫民，李清，張軍，白曉生，王茂源.煤礦巷道支護(hù)方案專家系統(tǒng)及應(yīng)用研究[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2013（05）：648-652.

[3]賈偉.關(guān)于煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的探究[J].科技與企業(yè)，2013（21）：156.