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摘要：隨著我國對于煤炭資源利用率的不斷提升，針對煤炭資源的開發(fā)工作也向著更深層次的地質(zhì)方向發(fā)展，但是這也會導(dǎo)致在煤礦開采過程中出現(xiàn)圍巖結(jié)構(gòu)構(gòu)成形式復(fù)雜化等問題。鑒于此，有關(guān)研究人員必須要重視斷面巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，并將其落實(shí)到煤炭開采的具體工作中，借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究數(shù)據(jù)和實(shí)踐案例，根據(jù)具體的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，為后期煤炭開采工作提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。主要圍繞煤礦井下采煤過程中大斷面巷道支護(hù)技術(shù)展開研究討論，通過支護(hù)技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量和效率的進(jìn)一步提升，也能夠保障施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，提升煤礦開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煤礦；采煤；大斷面巷道支護(hù)技術(shù)

0引言

煤炭資源在應(yīng)用過程中主要特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，自身可燃性較高，并且方便快捷，在存儲過程中也相對比較方便。煤炭資源的利用與人們的日常工作與生活有著密切聯(lián)系，所以我國對于煤炭的開采強(qiáng)度和規(guī)模也不斷擴(kuò)增，并且將現(xiàn)代化的綜合機(jī)械技術(shù)應(yīng)用其中。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷應(yīng)用，對于煤炭開采提出了更高要求，特別是井下采煤過程中大斷面巷道的支護(hù)問題，需要有關(guān)技術(shù)人員和施工人員加大重視力度，積極創(chuàng)新巷道支護(hù)技術(shù)，為我國煤炭開采工作做出積極貢獻(xiàn)。

1煤礦井下大斷面巷道支護(hù)技術(shù)概述

隨著對煤炭資源需求量不斷增加，煤炭開采的深度也呈現(xiàn)遞增趨勢。在煤炭資源開采過程中，開采環(huán)境更加復(fù)雜，無論是巷道壁還是巖壁，與以往相比都存在較大的差異，因此在巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中也更加困難[1]。對于我國煤礦資源開采工程來說，大斷面巷道支護(hù)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)安全開采的基礎(chǔ)前提，如圖1所示，其本質(zhì)就是將巖層或土層進(jìn)行支撐，使其堅(jiān)固程度進(jìn)一步提升，確保煤礦開采工作的順利完成。傳統(tǒng)模式下，當(dāng)進(jìn)行煤礦開采作業(yè)時(shí)，發(fā)揮支護(hù)作用的是傳統(tǒng)錨桿支護(hù)理論，其本質(zhì)是分析和掌握錨桿與周圍巖層之間的相互關(guān)系，通過研究煤礦巷道出現(xiàn)變形或者破壞的規(guī)律，總結(jié)特點(diǎn)，并將其作為理論依據(jù)進(jìn)行巷道支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。之所以在煤礦開采過程中應(yīng)用大斷面巷道支護(hù)技術(shù)，原因有四：第一，這一技術(shù)在操作過程中相對比較簡單快捷，對于設(shè)備的安裝比較方便，尤其是有關(guān)技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用，施工人員很容易上手進(jìn)行操作，也不會為正式煤礦開采工作帶來較大的壓力和負(fù)擔(dān)。第二，這一技術(shù)適用范圍較廣，可以被廣泛應(yīng)用在各種復(fù)雜的環(huán)境或條件下，并且很難受到外界影響，即使是在比較嚴(yán)峻的煤礦開采環(huán)境中，也能夠發(fā)揮出其本質(zhì)作用。第三，這一技術(shù)有著較高的安全性，這也是選擇大斷面巷道支護(hù)技術(shù)的首要原則。具體來說，通過利用大斷面巷道支護(hù)技術(shù)，巷道壁和巖土層壁的承載能力得到增強(qiáng)，煤礦開采的穩(wěn)定性進(jìn)一步提升，保障了有關(guān)施工人員和開采人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。第四，這一技術(shù)有著較低的成本，和其他類型的支護(hù)技術(shù)相比，在煤礦開采中利用大斷面巷道技術(shù)并不依賴于過于復(fù)雜的技術(shù)設(shè)備，因此支護(hù)成本較低，有助于提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，推動煤礦企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展?？傮w來說，煤炭資源開采量的提升導(dǎo)致開采深度的增加，使得煤礦開采井下承擔(dān)了較為沉重的開采壓力，受到來自巷道或者巖石層的地質(zhì)等不良因素影響，技術(shù)人員和施工人員在進(jìn)行煤礦開采過程中容易遇到不穩(wěn)定的情況，比如礦井坍塌的安全問題[2]。在大斷面巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用下，通過進(jìn)一步加固巷道壁和巖石壁，增強(qiáng)其承載能力，確保采礦井的穩(wěn)定性，為采礦作業(yè)人員保駕護(hù)航。

2影響煤礦井下大斷面巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的因素

2.1工藝流程的影響在大斷面巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中，可能會受到來自現(xiàn)場環(huán)境、機(jī)械設(shè)備以及施工工藝流程等因素影響，這就導(dǎo)致支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用強(qiáng)度很難達(dá)到實(shí)際要求。舉例來說，根據(jù)有關(guān)作用原理，需要在巷道頂部兩端和底部部位實(shí)現(xiàn)一定的角度，但若是角度與實(shí)際偏差較大，那么將會直接影響大斷面巷道支護(hù)技術(shù)的作用效果；同時(shí)，在支護(hù)作用發(fā)揮中，重要構(gòu)建托盤等也會產(chǎn)生影響，若是并不能夠按照設(shè)計(jì)方案的具體要求進(jìn)行構(gòu)建的搭建，那么就會與原定計(jì)劃有較大的偏離，搭建的設(shè)備與煤礦巷道壁表面和巖層表面之間有著較大的空隙，也不利于支護(hù)作用的發(fā)揮。

2.2理論欠缺的影響對于煤礦大斷面巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用，是以現(xiàn)有理論作為基礎(chǔ)支撐，然后在此基礎(chǔ)上增強(qiáng)簡單的支護(hù)強(qiáng)度。由于煤礦開采井下有著較為復(fù)雜的環(huán)境地質(zhì)條件，隨著深度的增加，巷道和巖石層的穩(wěn)定性就會下降，甚至還會出現(xiàn)巖層變形或者巖層被破壞等問題。有關(guān)巷道支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)人員若是不能真正掌握支護(hù)技術(shù)理論，而是僅僅憑借著過去經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行支護(hù)的設(shè)計(jì)與技術(shù)的應(yīng)用，盲目采用類比法完成項(xiàng)目建設(shè)，那么并不能夠保證大斷面巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的合理性和可靠性，甚至可能會引發(fā)安全事故[3]。

2.3技術(shù)操作不當(dāng)?shù)挠绊懠夹g(shù)操作不當(dāng)也是目前大斷面巷道技術(shù)應(yīng)用過程中的主要問題之一。目前在煤礦開采過程中，巷道壁和巖層壁承受著較大壓力，所以必須要選擇使用合適的支護(hù)技術(shù)，只有這樣才可以保證項(xiàng)目工程的順利完成。而在支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用中，以錨桿和錨索等為主的機(jī)械設(shè)備原件對于支護(hù)效果的發(fā)揮起到?jīng)Q定性作用，但若是技術(shù)人員并不能夠正確安裝以上原件，那么就有可能導(dǎo)致錯(cuò)位問題的發(fā)生，嚴(yán)重情況下導(dǎo)致礦井坍塌。

2.4地質(zhì)災(zāi)害的影響地質(zhì)災(zāi)害是煤礦開采過程中不可控的因素之一，而在我國煤礦資源開采過程中，往往會引入地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)，對礦井周邊地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行探測。因此，如果地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)不完善，將非常不利于支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[4]。受到多種地質(zhì)條件和因的素影響，煤礦井下形成了一個(gè)相對復(fù)雜的但是又相對平衡的地質(zhì)環(huán)境。在煤礦巷道布置和技術(shù)設(shè)計(jì)前期，如果設(shè)計(jì)部門和技術(shù)人員沒有充分分析和了解巷道與周圍巖石的受力情況，對于存在問題的巷道也沒有采取積極措施有針對性解決問題，這也在一定程度上增加了支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用難度。

3煤礦井下大斷面巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

3.1對錨固體的性能進(jìn)行分析通過分析煤礦井下大斷面巷道，由于巷道內(nèi)部周圍巖石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度較低，所以自身支撐作用較弱，在煤礦資源開采過程中可能因?yàn)橹瘟Σ粔蚨鴮?dǎo)致出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性坍塌等問題，不僅影響著煤炭資源的開采，同時(shí)也威脅著有關(guān)施工人員和技術(shù)人員的生命安全。因此，必須要利用安全高效的支護(hù)技術(shù)，通過安裝與落實(shí)支護(hù)工具，在確保有關(guān)技術(shù)人員自身安全的前提下，應(yīng)用支護(hù)技術(shù)來保障整個(gè)開采工作的持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。在應(yīng)用大斷面巷道支護(hù)技術(shù)時(shí)，首先要充分了解與分析錨固體的性能，并將分析結(jié)果作為基礎(chǔ)依據(jù)。通過對結(jié)構(gòu)的分析，了解巖石的實(shí)際狀況，選擇合適的錨桿加固方法。通過這一環(huán)節(jié)，發(fā)揮出支護(hù)工具的真正效用，進(jìn)一步提升支護(hù)加固工具對于巖層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。有關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)人員利用實(shí)驗(yàn)，調(diào)整每一次試驗(yàn)過程中的錨桿參數(shù)，尋求最佳的錨固力作用，并將這一作用應(yīng)用在周圍的巖石結(jié)構(gòu)中，完成一體化建設(shè)。

3.2確認(rèn)錨固支護(hù)技術(shù)的具體參數(shù)利用鋼性材料，有關(guān)技術(shù)人員可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)煤礦井下巷道面的加固，促進(jìn)支護(hù)作用的發(fā)揮。對于一般煤礦井下的鋼性材料選擇，通常選用直徑為6mm左右的材料，這是因?yàn)楦鶕?jù)有關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，直徑為0.6cm左右的材料能夠發(fā)揮出最大的結(jié)構(gòu)性能，同時(shí)也具備一定的支護(hù)防護(hù)效果。選擇搭建鋼筋防護(hù)網(wǎng)時(shí)，必須要確保寬度在10cm以上，只有這樣才能夠通過錨桿之間的相互作用力來增強(qiáng)穩(wěn)固作用。支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用必須要以2cm左右的螺紋鋼筋作為基礎(chǔ)支撐，同時(shí)利用有關(guān)配套設(shè)施，確保整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性的發(fā)揮[5]。對于頂板來說，在整個(gè)支護(hù)構(gòu)建的搭建中，其本身所發(fā)揮的主要作用是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)性能，使錨索的作用被有效發(fā)揮出來。

3.3監(jiān)測大斷面巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用作用要想進(jìn)一步驗(yàn)證大斷面巷道支護(hù)技術(shù)在煤礦開采過程中的實(shí)際應(yīng)用效果，那么在完成性能分析和參數(shù)設(shè)計(jì)以后，還需要測量煤礦巷道的變形情況，監(jiān)測錨桿和錨索的受力情況，分析具體監(jiān)測的結(jié)果，方便后續(xù)支護(hù)效果的檢驗(yàn)。如何進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)的布置也是有關(guān)技術(shù)人員需要重點(diǎn)考慮的問題。針對于煤礦巷道表面位移變形情況的監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容是巷道頂板、底板和兩邊的位移量。需要進(jìn)行兩個(gè)監(jiān)測站的設(shè)計(jì)，其中一個(gè)應(yīng)該與工作面的頭部位置距離10m左右，第二個(gè)需要與第一個(gè)監(jiān)測站之間距離10m左右；在每一個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)之間，還需要進(jìn)行四個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置，分別位于需要監(jiān)測的巷道頂面、底面和兩邊。

4煤礦井下大斷面巷道支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化措施

4.1重視地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)工作地質(zhì)環(huán)境是影響巷道支護(hù)技術(shù)效果發(fā)揮的重要因素，由于地質(zhì)構(gòu)造和巖石層次不同，導(dǎo)致周圍巖層被破壞的因素也存在多樣化。在巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中，必須要有效監(jiān)測地質(zhì)變化，根據(jù)煤炭開采井下巷道周圍的顏色特性，選擇有針對性的支護(hù)技術(shù)和措施，只有這樣才能夠達(dá)到預(yù)期的支護(hù)效果。

4.2積極創(chuàng)新支護(hù)技術(shù)有關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)人員和施工人員必須要根據(jù)煤礦開采實(shí)際，實(shí)現(xiàn)支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新，改良和優(yōu)化傳統(tǒng)模式下的施工工藝，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)支護(hù)技術(shù)的完善與發(fā)展。

4.3應(yīng)用恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)技術(shù)理論對于大斷面巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用來說，最為有效的支護(hù)技術(shù)就是錨桿支護(hù)。錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用主要是以組合梁理論、懸吊理論等為基礎(chǔ)理論依據(jù)，但是這些理論都存在一定自身的局限性，很難適應(yīng)目前煤礦開采過程中存在的復(fù)雜問題，比如地質(zhì)條件和巖石結(jié)構(gòu)等[6]。所以在確定支護(hù)理論時(shí)，必須要基于大斷面巷道的地質(zhì)特點(diǎn)，綜合分析周圍巖石的應(yīng)力特性，基于大量的理論和研究模擬，最終確定合適的支護(hù)理論。

4.4減少人為因素的影響一方面，通過培訓(xùn)工作，加強(qiáng)技術(shù)人員和施工人員的綜合素養(yǎng)；煤礦開采企業(yè)可以通過講座或培訓(xùn)等方式，使施工人員真正了解支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用原理，全面認(rèn)識到大斷面巷道支護(hù)技術(shù)在煤礦開采過程中所發(fā)揮的作用和效果，并要求其在現(xiàn)場施工和作業(yè)時(shí)能夠根據(jù)支護(hù)技術(shù)的具體要求開展施工作業(yè)，充分發(fā)揮出技術(shù)的真正效用。另一方面，通過引進(jìn)先進(jìn)的大斷面巷道支護(hù)技術(shù)設(shè)備和完善配套設(shè)施，實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)與工藝的優(yōu)化，在機(jī)械設(shè)備的影響下，也能夠降低人為因素的干擾。

5結(jié)語

綜上所述，大斷面巷道支護(hù)技術(shù)在煤礦井下開采工作中的有效應(yīng)用，對煤礦開采工作的持續(xù)、安全、穩(wěn)定進(jìn)行具有積極作用。有關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)人員和施工人員必須要加深對于煤礦大斷面巷道支護(hù)施工技術(shù)的研究，嚴(yán)格按照技術(shù)應(yīng)用流程，根據(jù)煤礦井下開采環(huán)境實(shí)際，選擇合適的支護(hù)技術(shù)理論，進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用，發(fā)揮出大斷面巷道支護(hù)技術(shù)優(yōu)勢。

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作者:張洋 單位:西山煤電東曲煤礦開拓一隊(duì)