关于煤巷快速掘进支护的研究
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摘 要 近年来，淮北矿业集团临涣煤矿针对以前在井下煤层巷道支护方面存在的问题进行了认真分析和总结，并且与有关单位共同开展了科技攻关，积极应用当前已有的矿井支护新技术，取得了煤巷锚网支护研究新成就，在开采施工技术上提出较好的解决方案，有效地保障了矿井生产的安全，取得了良好的效果。
1地质构造情况
1.区域地质构造
淮北市区域地质构造处于新华夏第二沉降带，且受徐宿弧形构造控制，不同时期、不同级别、不同方向的褶皱、断层广布全区，尤以印支至燕山早期构造运动对本区影响较大，现在的地质构造形迹基本形成于这一时期。
评估区区域地质构造位置位于闸河复式向斜的南端闭合处，断裂构造发育两组方向NE向和近EW向。评估区没有断层发育。
2.区域地壳稳定性
区内自晚第三纪以来，新构造运动表现为断块差异升降运动。总体呈上升趋势，但上升幅度微弱。
2水文地质条件
2.1地下水类型
根据评估区的地层结构及区域水文资料分析，评估区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水和碳酸盐类岩溶裂隙水。
2.1.1松散岩类孔隙水：主要赋存于第四系全新统及上、中更新统中的黏性土夹粉土及含砂姜黏土层中。地下水位埋深约1.8m（局部与地表水连成一体），地下水年变化幅度约1.0～1.5m，单井涌水量一般小于500m3/d, 水质类型为HCO3·Cl-Na·Ca型。该层水为居民用水的主要水源。第四系含水层底部存在隔水层，地表水及第四系上部含水层之水与基岩地下水基本上无水力联系。松散岩类孔隙水的主要补给来源为大气降水及地表水，排泄方式为蒸发及人工开采。
在煤矿巷道掘进工作中，快速支护施工工艺已成为提高巷道支护效果、实现快速掘进的关键。然而，锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式，由于对巷道围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，因而成为煤矿企业矿井巷道的一种主要支护形式。
3煤巷锚网支护体会
随着综合机械化放顶煤技术的试验成功并广泛应用以及中厚煤层大功率高效综合机械化采煤设备的引进，淮北矿区综合机械化采煤工作面单产和矿井生产集中化程度大幅度提高，原有的工字钢梯形棚明显不适应巷道支护的需要。煤矿通过与科研院所及大专院校合作，在淮北临涣煤矿进行煤巷锚网支护技术试验并取得成功，开发出适应矿区实际的锚杆支护施工机具和支护材料，锚网支护己彻底取代工字钢棚成为煤层巷道的主要支护方式。
通过井下试验，采用综合机械化放顶煤工作面实体煤顺槽锚网支护技术的巷道支护状况明显改善；综合机械化放顶煤(综合机械化采煤)沿空顺槽锚网支护技术目前已经在淮北矿区得到了广泛的应用，实现了安全、高效掘进，总体研究水平达到国际先进水平；矿压观测表明，综合机械化放顶煤(综合机械化采煤)工作面切眼锚网(梁)锚索支护能有效地控制破碎顶煤的冒落及变形破坏，特别是半圆拱形断面巷道稳定性好，锚杆受力均衡。
优点是，锚网支护是主动支护，能及时加固围岩并利用围岩自身强度减少围岩变形，改善了巷道的支护状况，提高了煤层巷道支护的可靠性减少了工字钢金属棚支设和回撤的工作量，减轻了辅助运输的压力和职工的劳动强度；简化了综合机械化放顶煤(综合机械化采煤)工作面端头支护形式，保证了工作面出口畅通，为安全生产创造了良好条件。
4 煤巷锚网支护的施工
淮北矿业临涣煤矿积极探索煤巷锚网支护及快速掘进的新工艺，多次刷新了煤巷锚网集团公司单头月进最高纪录，确保了生产的接续。每班施工前，由班长、组长和司机依据顶板状况共同决定技术措施，一次循环割出1～2排，顶板破碎段严格按照一排一支护制度。司机截割完毕后首先进行敲帮问顶，及时找掉项和活渣、活煤，排除迎头安全隐患。
5联合支护形式
锚杆与锚素联合支护是煤巷巷道掘进过程中的一种主要支护形式，可以与钢带、金属网、工字钢梁联合使用。最常用的是锚杆与锚索、网的联合支护形式。锚杆与锚索、钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小，顶板平整时常用锚杆加固伪顶，锚杆与锚索加固直接顶；锚杆与钢梁则能承受较大载荷。锚杆桁架是利用拉杆所产生挤压力减少或消除下位岩层的拉应力。形成一种以顶板岩层受压，拉杆受拉，类似桁架的承载结构，但两帮围岩体强度要高，若顶板完整性好，分层厚度又大，应该使用锚杆与锚索联合支护，利用锚索钢绞线较长的特点，在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道支护的稳定性、安全性。
6复杂条件下煤巷锚网带架棚联合支护
淮北矿业(集团) 临涣煤矿在近距离及采空区下的破碎复合顶板煤巷中采用锚网带与架棚联合支护技术，是淮北矿区煤巷道支护的重大技术改革。与传统支护形式相比取得了较好的技术经济效益，为复杂条件下煤巷实现锚、网、梁支护提供了可靠的依据，在同等条件下具有推广应用价值。
实践证明，采用树脂锚固剂加长锚固的螺纹钢等强锚杆，其初锚力和预紧力都较大，镀锌钢丝网网孔小、刚度大，与工字钢梁组合后使被锚固的岩层形成一个整体承载结构，从而改变了下部岩层的受力状况，提高了岩层的自承和承载能力，使之能经受住回采动压的剧烈影响，保障了巷道的安全。在近距离、采空区下、破碎复合顶板的煤巷中采用锚、网、梁支护后，底板破坏减少，项板对底板的压力由棚腿点传递变为两帮煤体面传递，顶底板比压减小了，由此有效地避免了掘进工作面底板突水事故的发生。
为此，淮北矿业(集团) 临涣煤矿进行了综合机械化开采顺槽支护形式的改革，并且对改革以后钢带锚网巷道支护的矿压显现规律、综合经济效益开展了研究，支护效果良好，经济效益显著。
总之，通过施工实践分析比较支护效果，以及具体实践表明，采用锚杆与锚索联合支护技术，可以加快施工进度，并可以有效的控制巷道顶板围岩的下沉，避免巷道的重复翻修，围岩基本趋于稳定，减少巷道围岩变形，提高了巷道支护的可靠性。
参考文献：
[1]张晓生.谈煤矿巷道锚杆支护技术[M]．北京：煤炭工业出版社，2011、8
[2]岳喜占.浅析煤巷锚杆支护技术及其施工管理，《能源技术与管理》，20123
作者简介：
李永，（1970-6）男，汉族，安徽淮北人，大专，主要从事煤矿采掘工程管理工作。