浅谈厚煤层大断面煤巷安全支护技术

（库车市榆树岭煤矿有限责任公司，新疆阿克苏市，842000） 杨发军

所谓厚煤层，即是指井工开采3.5m以及露天开采10m以上的煤层统称为厚煤层开采。我国既是厚煤层储量大国也是厚煤层开采大国，厚煤层是我国实现高产高效开采的主要煤层，我国厚煤层年产量占原煤总产量将近一半。厚煤层大断面煤巷施工具备自身的特点，一般支护难度大，技术要求高，安全威胁大，因此做为煤矿工程技术人员要加强厚煤层大断面支护技术的研究和总计工作，以此推动厚煤层开采技术的发展。

1 厚煤层大断面煤巷施工特点

厚煤层大断面巷道施工难度比普通巷道施工难度大，危险系数大，对支护技术要求高，尤其是对一般地质条件下厚煤层大断面巷道的初期支护技术和复杂地质条件下厚煤层大断面巷道超前支护技术要求更高。因此我们在厚煤层大断面的条件下要有其关注巷道初期支护以及超前支护的质量；其次，由于大断面施工巷道底部转角处容易造成应力过度集中，要求地基承载力增高；第三，由于大断面施工必须开挖宽度和高度增大，造成松弛荷载较大，具备更高的成拱效应条件，所以在施工过程中要求采取必要的支护措施。

2 煤巷支护的重要性

随着科技的飞速发展，煤矿巷道支护技术以及支护设备近年来发展迅速。所谓支护技术就是为了维护顶板安全而采取的方法，支护技术的先进与否直接影响到煤矿的安全和效益，是确保煤矿安全生产的重要技术支撑，在煤矿井下采掘生产中占有极为重要的地位，就对支护的投入和研究是直接影响安全生产。近年来煤矿生产中因为支护技术不到位引起的煤矿事故时有发生，严重威胁矿工的生命安全，因此预防顶板事故的的最基本的要求就是做好支护。具体到各个煤矿的条件不同，要采用科学合理的支护技术，这是避免井下顶板事故的有效手段之一，是保障井下安全生产的有效方法。

3 厚煤层大断面煤巷施工常见问题

煤矿是高风险行业之一，由于我国煤矿开采大多为井下开采，通常环境比较恶劣，安全生产威胁大。随着科学技术的发展，煤矿开采技术也在不断进步，巷道开采深度不断加深、范围也在逐渐加大，但是部分煤矿设备仍旧落后，综合机械化水平和发达国家比差距较大，支护技术仍旧不够先进，每年因支护技术问题引起的安全事故时有发生。

4 厚煤层大断面煤巷支护技术

4.1 锚（索）网支护

当前厚煤层大断面煤巷的支护应用较为成熟的技术就是使用高强度螺纹钢锚杆结合小孔径锚索。高强度锚杆杆体屈服强度342.7-387.5MPa，破断强度为523.4-602.8MPa；锚杆尾部螺纹部分使用滚丝进行加工处理，所以螺纹部分直径比杆体要小，锚尾的强度同杆体强度互相比较，都非常类似。

锚杆具有非常高的强度，由于使用了树脂药卷，增加了锚的长度，还拥有了一定的延伸量，符合了厚煤层大断面巷道锚杆支护，以及锚杆高功能的需求。在锚杆杆体和锚尾都满足高强度时，必须要特别的注重锚杆杆体，锚尾以及其他配置的应用，这对于保障锚杆锚固力的长期作用非常重要。通常来讲厚煤层大断面煤层巷道围岩破裂区，以及塑性区范围都非常广，导致围岩的稳固性无法得到有效的控制，这就要求我们在实际工作中要使用锚索来强化支护的作用。此外，锚索支护具备非常大的阻力，这样可以提升对浅部围岩的挤压加固效果，同时由于锚索长度大，能够有效降低锚固区外围岩的形状变化，最终必然能够构成较大范围的锚固结构。

4.2 架棚支护

厚煤层大断面煤巷施工在遇到破碎顶板时，可以使用架棚支护的方式，架棚主要有U型棚，工字棚煤巷等，架棚支护施工涉及施工的阶段不同，必须要做好每个阶段的施工，这是确保安全施工的关键因素。首先是施工准备阶段，施工技术人员要依据现场巷道断面的实际情况以及相邻或者相似巷道的过去施工的情况，制定对应的适合现场的措施，另外要依据施工过程中发现的问题，及时更改措施，确保安全施工；其次在施工过程中，要对岩性进行准确判断，以便于选择合适的架棚支护形式，确保掘进工艺的完整性；第三，对容易出现的隐性危岩，必须要利用好空顶设置的最佳时间，采用锚索网支护等形式进行固定，确保巷道的稳定性；由于巷道的地质条件差异较大，在施工过程中遇到地质条件薄弱的环境需要接触震动炮施工时，要充分利用震动炮以此确保巷道顶板的稳定性，但是要注意在放炮过程中严格执行放炮程序，放炮会对顶板造成一定的影响，要是现场施工人员实时观察巷道岩石稳定性，对破碎段进行注浆进行处理。

4.3 合理使用前探梁和液压支柱

厚煤层大断面煤巷施工过程中必须要合理使用前探梁技术，并科学利用液压支柱进行临时支护。由于很多煤矿对前探梁的作用不够重视，再加上传统的前探梁缺乏稳定性，前探梁不能够进行固定，容易导致事故的发生，所以必须采取措施，比如在前探梁支架处增加三根吊挂，以便随时校正，这样就能够增加前探梁的稳定性，确保安全。

具体措施中，要规定好前探梁的具体位置，施工中要调整好间距，规定合理的前探梁距离，另外要确保施工段巷道内没有障碍物，确保前探梁可以顺利移动。煤矿掘进支护中顶梁的布置方式直接影响掘进支护的质量，选择单体液压支柱施工，可以达到顶梁特定的要求，在支护过程中，设计在1.5m的间隔距离，保障顶梁的垂直性；当进行放炮作业时，将支柱挂在顶梁上，通过水平销加固，将钢筋网铺好再以水泥加固，用单体液压支撑顶梁，确保顶梁的坚固性。

单体液压支柱的具体要求主要有：首先要确保液压支柱要垂直于顶底板并避开顶板不平的位置，如果现场条件不允许必须打在顶板不平处，施工人员要顺势将钢带顶弯并使其贴顶板；其次，单体液压支柱必须要确保完好，不漏液、不卸压，出液口要对着煤壁，严禁对着人员作业场所；第三，每排单体配备数量不少于4根，3用1备；最后单体液压支柱要穿铁鞋，使用前先把底板找平，且单体必须采取防止歪倒伤人的措施，采用双股14#铁丝或者棕绳生根在固定的地方。

5 结束语

厚煤层大断面煤巷支护必须要依据所在矿井的地质条件，采取科学合理的支护技术，既要保证安全施工，又要做好节省成本，一味地提高支护强度不考虑成本因素也是不合理的，一味强调成本更是不可取的。厚煤层大断面煤巷支护中首先考虑的是确保围岩的稳定性，让围岩能够适应一定的适应变形的能力，在此基础上，还可以维持承载能力高预紧力迅速支护技术，能够适应厚煤层大断面煤巷支护的条件要求。