浅议特厚煤层超高煤帮大断面巷道支护问题

1、浅议特厚煤层超高煤帮大断面巷道支护问题中图分类号：td文献标识码：a文章编号：1007-0745 (2012) 12-0178-01摘要：从煤炭资源存储的特厚煤层来讲，由于煤层厚度 过大，其开采一般都需要巷道维护，但是巷道围岩破损问题 的出现则在极大程度上阻碍了煤炭资源的安全生产。本文则 就特厚煤层的超高煤帮的大断面巷道的支护原则及具体支 护情况进行了探讨，并在此基础上提出了一些建设性建议， 以供参考。关键词：特厚煤层超高煤帮大断面巷道支护研究在我国的特厚煤层煤炭资源开采工作中，工作人员通常 都会在煤层底板部位掘进一条巷道，以促进特厚煤层煤炭资 源的顺利开采，而这些巷道的围岩则可能因为其松软破

2、碎的 岩质，而导致离层问题的出现，从而对煤炭资源的生产造成 了极大的阻碍。一、巷道支护原则从实践来看，特厚煤层的超高煤帮大断面巷道支护的目 的在于确保矿井作业过程中的有效性、安全性以及快捷性， 对于提高该矿井的生产效率具有至关重要的作用。目前我国 煤矿巷道建设过程中中所采取的除要支护形式是锚杆支护。 由于特厚煤层的超高煤帮开采过程中会涉及到一些大的，或 特大断面及超高煤帮巷道，因此给当前我国的巷道支护技术 和方式方法，提出了更高的要求、实践中证明，如果在特厚 煤层的超高煤帮大断面巷道支护过程中仍然使用锚杆支护 技术，则将对此类巷道支护产生不良的影响，甚至可能会对 围岩产生严重的影响，使其产生严

3、重的变形、扩大，并对相 关支护构件产生严重的损坏，最终影响到特厚煤层的超高煤 帮巷道的安全生产。针对当前特厚煤层超高煤帮大断面巷道所处位置的地 质条件和特点，为充分地发挥该的巷道的有利支护作用，支 护参数选择实践过程中应坚持如下原则，即支护设计必须要 遵从三高一低的一次性支护原则来开展，所谓三高一低就是 要求支护设备必须具备较高的强度、刚度以及可靠性，同时 具有较低的支护密度，使支护设备具备必要的可靠性的基础 上，尽量地通过将支护的面积降低而使单位面积所需要的锚 杆数量减少，从而提升巷道掘进的速度。而一次性支护则是 要求锚杆的设计必须能够一次就满足其对于巷道围岩变形 的有效应对，避免多次支护施

4、工对于巷道掘进的影响。而且 支护设计还必须具备较高的预应力以及预应力的扩散能力， 使锚杆能够达到对各种预应力的有效抵抗，并及时地将各种 预应力扩散出去，从而达到对于巷道的全面支护。同时，锚 杆支护对于托板、螺母以及钢带等构件及锚索皆具备较高的 参数要求，这些构件搭设必须能够与其力学性能实现有效匹 配，推动锚杆支护作用。二、大断面巷道的支护概述特厚煤层一般都是指厚度在8米以上的煤层，这些煤层 的煤炭资源开采工作通常有超高的煤帮，工作人员为了保障 煤炭开采的顺利实施，往往会为煤层设计大断面的巷道。而 大断面巷道的设计不仅具有较大的跨度和高度，其围岩还非 常不容易控制，施工人员必须采用一定的支护设备

5、来为巷道 进行加固。大断面的巷道支护大致可以分为永久性的支护以及临 时性的支护两种，就永久性的支护来讲，它是指施工人员在 开展巷道初始施工的过程中，先以锚网索喷实施一次支护， 同时在距离迎头小于2.2米的地方配合使用永久支护的锚 杆，然后再在施工的后期利用混凝土浇筑进行第二次支护。 而临时支护则主要是采用带帽点柱作为支护的主要工具，在 巷道围岩破碎且过地质的构造带或是巷道顶板是松软的岩 层，比如砂质的泥岩或是煤层等情况时，临时性支护则要采 用弧顶锚杆或者是螺纹钢等设备。煤炭开采人员在对特厚煤层的大断面巷道进行支护时， 首先就要设计合理的断面，一方面设计人员要充分地将巷道 掘进工作所采用的设备尺

6、寸处理好，另一方面还要考虑到巷 道围岩的变形预留量及通风要求，然后再确定巷道断面的形 状、长、宽、高以及断面的面积等，确保断面的设计能够全 面地满足巷道施工的需求，以保证巷道施工的顺利完成。目 前较常用的支护方式是锚杆支护，这种锚杆支护技术能够切 实保证巷道支护作用的安全、快速、高效的发挥。设计人员 在应用此种技术之前，必须全面地了解其支护设计的具体原 则，使锚杆支护能够以高质量的支护构件达到对围岩变形等 问题的有效应对。三、支护方案优化选择 从当前我国特厚煤层超的高煤帮大断面实际性质来看,合理地选择巷道支护方案对保证煤层的开采具有至关重要 的作用，尤其是煤帮上的钢筋托梁、桁架锚索、单体锚杆以

7、 及金属网的组合支护等方面的内容。实际作业过程中，可利 用桁架锚索进行组合支护，并采取当前最新型和性能最髙的 预应力桁架锚索进行支护，桁架锚索与单体预拉力锚索之间 相互配合,再利用w型钢带以及高强度的预拉力锚杆等方式, 对高强度预拉力锚杆及泥岩顶板进行有效的控制，以保证整 个巷道不变形，仍然是一个比较完整的整体。实践操作过程中，通过利用桁架锚索系统，在水平方向 和垂直方向上位巷道提供一个比较主动的支护作用力，并且 这里所提供的支护作用力与巷道实际受到的拉应力总是随 着顶板的不断变形而逐渐的增加。采用桁架锚索系统，可有 效地避免采煤巷道的中部出现最大拉应作用力，从而保障煤 岩体一直保持多方向上的

8、压应力，并提高其抗变形能力及抗 破坏能力；实践中我们可以看到，桁架锚索系统的抗剪能力 非常的强，而且具有长度大、可斜穿顶板以及作用范围相对 比较大等特点，在加之其与顶板及角锚杆等结构一同承担剪 应力，因此对于避免顶板受到剪切破坏问题具有非常重大的 作用；桁架锚索系统中的作用点，位置是在巷道两肩窝处最 深的部位，因此可以避免因破坏而出现的三向受压岩体，更 不会出现顶板变形或者离层等问题，从而为保障桁架锚索系 统的高承载能力提供了基础条件。将桁架锚索系统和顶板之 间的接触以及钢绞线中的各种荷载持续传递，对于高预应力 的施加具有重要的作用，同时它还可以有效地扩大支护的范 围，以提高破碎顶板的受力情况。当顶板弯曲或出现下沉情 况时，桁架结构的两帮锚点同时向内产生位移，缓慢地增加 其受力情况，这种作业方式对于保障支护结构效果非常明 显。结语特厚煤层的高帮煤层部位的大断面巷道施工，使得煤炭 资源开采具备一定的不安全因素，施工人员必须根据其煤层 的具体状况，来选用适当规格与适当方式进行具体的支护设 计，保证其支护设备作用的全面实现。参考文献：1 刘福