晋能控股装备制造集团寺河煤矿 山西晋城 048200
摘要：煤矿生产过程中，巷道支护技术是保证井下安全掘进、高效稳定生产的重要保障。井巷工程掘进准备工作中，应首先结合地质、水文条件和采动影响等要素选取适宜的巷道支护技术。符合井巷围岩力学结构的支护技术是降低井巷维护成本、减少巷道维修资金投入的最根本保证。叙述了巷道支护的重要性及巷道围岩压力分类，分析了巷道支护技术，指出了提升巷道支护技术稳定性的措施。
关键词：巷道支护; 围岩应力; 支撑式支护; 锚喷式支护; 安全生产;
煤炭资源是地球上分布最广和储量最多的常规能源。开采煤炭资源的方式主要有两种，即露天开采和井工开采。两种方式各有利弊。井工开采需要在地下掘进巷道直抵煤炭矿层，因而不需要进行大量地表剥离作业，在经济投入上相比露天开采划算，但随着井工矿煤炭开采产量、开采深度的逐步加大，井下安全保障措施显得尤为重要。井巷支护结构是增强巷道围岩稳定性的基础结构，同时也是井下安全掘进的前提保障。随着矿井开采深度的不断增加，井巷掘进过程中地质条件及围岩应力变化显著，对巷道支护工艺的要求也越来越高。因此，在制订巷道支护方案时，要结合不同地质、含水条件及采动影响选取不同的支护技术，以保障井巷掘进工作的顺利开展。
1 巷道支护的重要性
煤矿井下各个生产过程中，围岩控制是尤为重要的环节。围岩控制措施主要有降低围岩应力、提高围岩固结稳定性和选择合理的支护方式，巷道支护效果直接关系到职工生命安全。回采工作面煤层开采作业引起巷道岩体应力重新分布，围岩受回采影响发生变形，致使围岩应力按原压力的数倍增长，此时选取正确适宜的巷道支护技术是控制围岩压力、防范围岩失稳的主要手段。
2 巷道围岩压力分类
2.1 松动压力
松动压力指塌落的岩体重力直接作用在支架结构上的压力，按作用位置不同划分为侧向和竖向压力。支护结构未能有效控制围岩变形，围岩垮塌形成松动圈主要表现为顶板压力显现严重。
2.2 形变压力
围岩的形变压力主要指的是围岩变形受到支护结构约束作用而产生的压力。围岩压力、支护时间和支护结构刚度对其均有影响。巷道支护结构中，为适应形变压力变化趋势，在设置好衬砌后，可选取柔性支护技术，避免围岩位移过大使形变压力转变成松动压力影响巷道正常施工作业。实际施工中，松动压力和形变压力通常并存。按围岩的结构特性划分，形变压力又分为弹性、塑性和黏性三种类型。
2.3 膨胀压力
膨胀压力指围岩吸水膨胀，岩体崩解引起的压力。其展现形式与围岩形变压力类似，但内部变形作用机理完全不同。膨胀压力主要是岩石与水发生理化反应引起的，而形变压力是由巷道围岩应力与结构效应引起的。
2.4 冲击压力
在巷道开挖时，因井巷围岩弹性变形能长时间积聚在岩体内，突然解除约束力致使弹性变形能瞬间释放，引起岩块抛射的压力即为冲击压力。冲击压力与岩体弹性模量相关，高应力的作用下弹性模量大的岩体易于积聚弹性变形能，当遇到围岩约束力解除时会突然释放冲击压力。
3 巷道支护技术
井巷支护结构类型主要有支撑式支护结构和锚喷式支护结构，两种支护结构原理不同。支撑式支护结构主要利用了支架的可缩性，在承载围岩压力的作用下还具备较大的变形量，围岩变形后可形成挤压组合拱来支护巷道。锚喷式支护结构属于一种主动的、积极的支护方式，其作用原理是改善围岩力学性能，利用围岩的内在强度和自支撑力完成对井巷的支护工作，常用方式有锚杆式支护、喷砼式支护、锚喷联合支护、锚网支护等。矿井生产过程中，常见的巷道支护技术可选取型钢支护技术和预留煤柱支护技术。对两种支护技术分析如下。
3.1 型钢支护技术
井下巷道支撑结构承受的围岩压力既有纵向推动压力也有横向载荷压力，因此，在确定支护技术前首先要进行支护结构承载负荷能力测试。掘进作业时，可结合井巷设计选取适宜的型钢支护技术，例如U型钢支护技术适用于巷道服务时间长、围岩受动压影响大和无底鼓现象的巷道条件。
抗弯截面模量在确定井下巷道型钢断面参数时尤为关键，其要保持与巷道支架负荷能力最大程度的相似。支护型钢的几何形状决定了支架本身具备的性能，因此，在进行型钢滑移与锁紧的过程中，支护结构的接触面面积及平稳性必须达到最优水平，使承受压力效果达到最高标准。
3.2 预留煤柱支护技术
预留煤柱主要发挥隔离带或承重墙作用，分为可回采和不可回采两种煤柱。在巷道支护形式上，预留煤柱支护属于传统的井下巷道支护；从施工技术方面讲，预留煤柱支护比其他支护技术的应用简单，同时有利于巷道通风、排水系统建设。
4 提升巷道支护技术稳定性的措施
井下巷道变形与煤矿安全生产关联密切，优良的巷道支护技术主要是为了应对井下巷道中不同方向的围岩压力，以确保巷道不变形，使其可抵御各种围岩压力强度，进而实现矿井安全生产。实际生产作业中，为了确保巷道支护技术的有效性，提升支护技术的稳定性，矿山企业要采用适合地质条件的支护技术，建立健全的支护监测制度，强化支护设备定检定修质量。
4.1 因地制宜地选择巷道支护技术
矿井生产过程中，巷道的维修养护直接影响矿井正常生产作业，在很大程度上，支护结构的选择直接决定井巷维护的难度。统计得出，采区巷道工程量约占整个井巷工程量的70%以上。采区巷道大多由回采巷道组成，采区上覆岩层活动导致围岩变形严重，更大地增加了巷道维护难度，随着矿井开采不断深入，巷道支护难度将进一步加大。因此，必须因地制宜地选择支护技术，以降低巷道维护支出，提高矿井经济效益。井巷掘进前，要先探明围岩力学特性，确定围岩变形机理后，结合巷道的服务年限进行合理选择，以增强巷道支护能力。
4.2 建立健全的支护监测制度
随着围岩应力的变化，井下巷道支护结构所承受的压力参数发生改变，技术人员必须随时掌握支护结构的承载力变化，以此来调整支护布局或改变支护方式，确保井下作业人员及设备的安全。生产过程中，需要对巷道支护系统进行实时监测，了解围岩应力的变化趋势，这样才可以跟踪巷道支护的实际状态，便于及时发现围岩变形隐患，及时调整支护方式，提升井下作业安全系数。
4.3 强化支护设备定检定修质量
巷道支护结构所处地下环境复杂，潮湿阴暗，地质条件差，支护结构在该种作业条件下容易发生机械故障，技术人员必须提高对支护设备的定检定修质量，避免因支护设备养护不到位、年久失修而发生安全事故。煤矿开采过程中，应建立健全的支护设备维护与更新制度，并作为考核指标进行落实。
5 结语
介绍了巷道围岩压力分类及常用的巷道支护技术。在生产过程中，技术人员要结合井巷具体条件，综合分析确定最优的支护技术，同时随着开采影响，还要及时对现有支护方式进行调整优化，以达到最佳支护效果。在矿井巷道支护工作中应注意以下两点：
a)巷道开挖后，围岩位移与变形程度较大，此时应选取柔性支护结构，利用柔性支护结构缓冲性特点形成围岩挤压组合拱，以增强围岩稳定性。随着回采作业影响，井巷围岩力学参数进一步变化，此时应调整支护体与围岩应力，形成多元支护。
b)更换支护结构时，在拆除原有支护前，必须先加固临近支护，拆除原有支护后应立即清理顶帮活矸。
参考文献
[1]程茜，于晓晨，于才渊.褐煤脉冲式气流干燥传递过程研究[J].化工进展，2017,36(7):2368-2374.
[2]焦满岱.新奥法施工在不良地质地层巷道工程中的应用[J].甘肃冶金，2010,32(4):55-57.
[3]赵晨.采空区下隧道安全稳定性评价及数值模拟分析[D].太原：太原理工大学，2011.
[4]唐辉湘.散体围岩浅埋隧道的开挖与支护技术研究[D].长沙：长沙理工大学，2011.
[5]郝忠院.地铁隧道浅埋暗挖法施工预加固技术及其应用研究[D].西安：西安科技大学，2014.
[6]廖连烨.东城1号小净距隧道围岩稳定性分析及施工方案研究[D].阜新：辽宁工程技术大学，2016.