復雜地質構造下的巷道掘進支護研究
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摘 要：為了進一步改善礦井復雜地質條件下巷道變形較多以及穩定性較差的實際問題，煤礦生產企業在其實際生產過程中應當注重對于巷道支護技術以及圍巖力學性質的研究，從而有效提高巷道的支護強度，實現礦井的安全高效生產。
關鍵詞：煤礦；地質構造；復雜；巷道支護
目前，隨著煤礦開采技術的持續進步，開采深度也在不斷的加深，而礦產資源屬于不可再生能源，需要采取有效措施以提高資源利用率。其中，在掘進和支護中采取合理的技術方式，能夠有效提高產量，但現階段的礦產資源開采中仍然存在諸多安全隱患，對井下相關工作人員的人身安全造成了嚴重威脅，而支護是保證工作面安全生產及降低事故發生的關鍵技術之一。首先，可以通過設置較為安全的防護措施，通過具體的支護方式防治礦井出現坍塌，保證后續工作的游戲有序進行。我國的煤礦開采大多屬于軟巖結構，因此對于實際的支護會有更高的技術要求，為有效解決現階段復雜地質條件下巷道掘進問題，需要對其巷道支護技術進行進一步的研究。
1 礦井巷道支護常見問題
1.1 環境惡劣，設備落后
由于煤礦開采的巷道位于地下區域，同時開采行業也是高風險的工業行業之一。在實際生產過程中，巷道的開采范圍呈現不斷擴大的趨勢，而很多開采過程中的支護技術仍然不完善，同時許多企業對于掘進設備的選用也存在一定的缺陷，很多礦井現階段的設備仍然較為落后，同時受技術的約束，很多礦井的綜合機械化開采水平有待進一步的提升。
1.2 巷道結構混亂，操作不規范
實際生產過程中，煤炭開采的各步驟都是需要緊密相聯系的。礦山開采過程中常用懸臂式掘進機，而其開采過程通常包括人工的錨固、空中作業以及煤炭資源的挖掘等操作過程，其中很多的設計流程會出現缺失，從而導致整體的掘進效率降低。在礦井的巷道設計過程中，采用傳統技術，僅適用于單一巷道開采，無法滿足現階段更為多樣化的技術開采需求，嚴重阻礙了礦山的經濟發展以及技術進步。
2 巷道變形原因
現階段復雜地質條件下的巷道支護大多數屬于軟巖支護，軟巖是一種風化較為嚴重，且整體結構較為單一的巖石類型，其整體的力學性質較不穩定。當開采過程中出現軟巖巷道區域時，首先應當對此部分的巷道進行合理支護，改變其支護困難的問題。盡管現在很多先進國家對于軟巖巷道的支護技術有多方面的研究，但其實際應用過程中仍然存在一定的局限性，很難解決其應力較高的主要技術問題。現階段我國的巷道支護技術大多與錨索支護為主，這種操作技術可以深入煤層的內部進行支護，有效實現了巷道圍巖的穩定性控制。
高應力是軟巖巷道發生變形的主要原因之一，巷道兩側會發生不同程度的位移，同時伴隨著頂板的下沉，底板也會在一定程度上影響整個巷道的穩定性。從底板的受力來看，巷道的底板一般不進行支護，而不斷的掘進會導致原本的底板垂直應力發生變化，導致整體巷道變形，特別是巷道處于斜交的狀態時會破壞另一側的巷道，從而導致出現連環破壞效應。發生底鼓之后，巷道的巖體也會發生不同程度的膨脹，巖石強度發生降低，最終出現坍塌等事故。
3 具體應對措施
3.1 技術要點
巷道支護的關鍵在于所選的支護技術能否有效控制軟巖的變形，通過錨桿處理受損圍巖時可以實現軟巖巷道的支撐，使處于引力較低的區域被有效控制。最終提高圍巖自身承載力，當圍巖發生較大范圍的變形時，則能夠體現出其支護效果。軟巖巷道容易膨脹且整體穩定性較差，因此在其掘進過程中很容易出現變形，很多的國家采用金屬支架完成其支護，但傳統的支護技術很難滿足多變的軟巖力學性質要求，基于此，越來越多的新型支護技術被廣泛應用。
3.2 全金屬支護及U型支護
全金屬支護主要包括全封閉低金屬支護以及現澆混凝土支護，在支護體的變形及圍巖應力的處理過程中全金屬支護很難滿足現階段生產需求，僅能夠滿足一定范圍內的強度要求，不適合較大的范圍支護。U型支護要求金屬支架具有較強的伸縮性，對于應力的適應性較強，支護效果也較好，能夠滿足現階段圍巖變形較為嚴重的情況。同時，這種支護方式的結構較為簡單且承載力較強，特別是圍巖變形之后的支撐效果顯著。
3.3 聯合支護
現階段常用的支護技術中，錨桿支護屬于主動支護類型，同時也存在被動支護，在錨桿的安裝過程中需要錨桿自身具有足夠的應力，從而保證其較小范圍的下滑，提高圍巖的穩定性，最終達到支護目的，而聯合支護主要采用不同性能的錨桿錨索進行組合支護。在一定程度上，軟巖巷道的支護較為困難，聯合支護技術可以在一定程度上改變圍巖受壓情況，控制圍巖的變形，提高其自身硬度，同時隨著技術的不斷推進，根據錨桿錨網的支護技術特征，能夠提高其自身適應力，最終達到理想支護效果。
4 結語
現階段，隨著社會經濟的不斷發展，煤礦企業的經濟收益也在不斷提升。而能量的資源需求量的提升，對于井下設備的要求也相對較高。在實際生產過程中，應當以安全作為各項操作的前提，繁雜的支護技術對于不同圍巖的適應性也存在不同的適應性，合理的選擇支護方式以及支護材料，能夠進一步發揮支護作用，解決現階段支護困難的問題，從而提高整個礦井的經濟效益。為了進一步實現支護效果的提升，避免事故的發生，需要在未來的生產實踐中進行進一步研究與探索。
作者簡介：
李恒（1989- ），男，山西陽泉人，采礦助理工程師，從事工作：采礦工程方面。
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