复杂地质条件下煤矿巷道支护技术研究
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作者:黄强
摘 要：随着人们对于煤炭资源的不断消耗和需求，煤炭的开采由浅层开采到深层开采，由较易开采到难开采。在这过程中，如何在复杂地质条件下的煤炭开采一直是一个难题，为了实现在复杂地质条件下煤矿开采后工作空间的安全、可靠，本文在前人基础上主要分析了现如今煤矿巷道在复杂地质条件下的巷道支护过程中出现的难题，比较在复杂地质条件下常用的支护技术的优势，总结出了在复杂地质条件下如何采用适合特定复杂地质条件下的支护技术，保障煤矿巷道在复杂地质条件下安全、高效的支护。
关键词：复杂地质 煤矿巷道 安全 支护
中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（c）-0017-02
復杂地质条件下煤矿巷道的开采是极其危险的，如何能在开采后的工作面建立安全且稳定的工作空间对于煤矿开采具有重大意义。由于巷道支护可以确保开采后的巷道工作空间畅通和围岩的稳定，为此，本文深度剖析了复杂地质条件下的不利环境给煤矿巷道支护带来的难题，分析如何采用多种联合支护方式去建设巷道进而解决复杂地质条件给已开采的工作空间带来的危害。
1 复杂地质条件下巷道支护理论基础
（1）新奥法支护理论：新奥法指煤矿巷道在软弱岩层中开采后充分利用围岩自生所具有的承载能力的前提下，采用爆破技术进行全断面开挖的方式，并主要以喷射混泥土、锚杆为初次柔性支护结构，然后进行第二次衬砌的支护方式来限制围岩的变形和松动。新奥法支护具有及时性、封闭性、粘结性、柔性，主要应用于采空面不能自稳的围岩和涌水量大的复杂地质情况[9]。
（2）联合支护理论：巷道开采后对工作面的支护往往很复杂，对于地质条件复杂的巷道并不是单一的支护技术就可以满足要求，联合支护就是将锚网、锚杆和锚索相结合先柔后刚，先让后抗，柔让适度，稳定支护而形成统一的联合支护系统。
（3）松动圈支护理论：煤矿巷道围岩松动圈支护理论是以原开采位置围岩因开采过程中受到外力扰动后形成新的破碎圈为松动圈并在研究认识松动圈性质、围岩变形机制以及工程实践的基础上发展形成，其主要针对巷道围岩的剪胀变形和吸水膨胀变形进行巷道支护。
（4）围岩强度强化理论：煤矿巷道在开采以后以锚杆支护为基础利用锚杆与巷道周边锚固区域的岩体相互作用成一个整体结构，强化围岩应力状态、增加围压稳定性和提高围岩承载能力的理论分析。
2 复杂地质条件下巷道支护难点
以下几点是复杂地质条件下使煤矿巷道支护结构发生变形，从而给巷道支护带来困难的重点和难点。
（1）随着煤矿开采深度越来越深，开采过程中对于地质构造的扰动也越来越大，相应的巷道周边的围岩应力随之增加等变化;
（2）矿井开采区处于地质构造运动活跃地带，使地下岩层在地质构造的运动中出现断层、褶皱、围岩破裂、节理发育等现象;
（3）矿井开采区过程中遇到特殊的地质构造，如溶洞、软弱围岩等，对围岩结构的稳定性产生了较大影响;
（4）地下水对巷道支护有着重大的影响，首先地下水会影响巷道围岩性质，可能会使巷道围岩软化，其次有水的地方对巷道支护本身就是难题，最后地下水是否是静止状态，如若是运动状态，则有水和无水两种状态对于巷道围岩的压力是不同的，会引起巷道支护的变形。
3 复杂地质条件下巷道支护技术
（1）锚杆支护技术：锚杆支护是将锚杆锚入围岩内，使巷道周围围岩与稳定岩体形成一个稳定的整体，以达到支护目的的巷道支护技术。
我国锚杆支护技术在煤矿的发展过程首先要追溯到1956年应用于煤矿岩巷中，然后经历了从低强度到高强度再到高预应力，从早期的锚杆支护强度刚度低的被动支护到现在的高预应力、强力锚杆的主动支护跨越。2018年在原《煤矿巷道锚杆支护技术规范》基础上发布《GB/T35056-2018煤矿巷道锚杆支护技术规范》标志着我国的锚杆支护技术日趋完善，现如今已经成为煤矿巷道支护首选的、安全高效且可靠的支护技术。
锚杆支护技术在复杂地质条件下的巷道支护中也普遍使用。第一，由于锚杆支护技术的成熟且适合多数复杂地质情况：第二，由于锚杆支护技术具有很多优点，如锚杆支护可以降低支护费用，锚杆和锚索的组合可以有效防止冒顶现象，能够有效的提高围岩的整体性等优点。
如今在前人的总结与历史发展过程中发现，单纯的锚杆支护技术不能最大程度的发挥锚杆支护技术的优势，配合锚注支护更能在复杂地质条件下发挥二者的优势，故而有下面所写的联合支护技术。
（2）喷射混凝土支护技术：喷射混泥土支护是以压缩空气为动力，将经混泥土拌合站配好的一定配合比的细骨料混凝土拌合料经混泥土喷射机械喷射于煤矿开采后需要支护的岩壁面，然后经过一段时间后混泥土凝结硬化与岩壁紧密粘结成整体，构成巷道的支护结构。它与锚杆、钢筋网、钢纤维相结合，能很好的与开采面结合，提高喷射混凝土与岩面的整体性，更好的发挥喷射混泥土的优势。
喷射混凝土支护具有许多优点，其中主要有以下：①加固与防止围岩风化，喷射混泥土将以高速射入围岩表面，若有节理裂隙，则能很好的粘结和封闭节理裂隙，同时喷射的混泥土能够很好的保护围岩面不与空气接触，防止围岩受到风化作用对围岩的破坏作用;②喷射混泥土属于柔性支护方式，喷射混泥土与围岩形成整体的同时也能与围岩共同变形，充分释放围岩应力。
（3）联合支护技术：联合支护技术为两种及两种以上支护技术组合而成，是为了应对复杂的地质环境下而采用的一种能最大发挥某两种或两种以上支护技术联合使用的方法。如在复杂地质条件下采用锚梁网+管棚支护，注浆+管棚式+棚式支护等联合支护技术，在高应力软岩巷道下采用锚梁网+拱形支架联合支护技术等。
4 结语
本文在巷道支护理论的基础上分析了目前煤矿巷道支护在复杂地质条件情况下存在的难题，对可以运用到复杂地质条件下巷道支护几种常用支护技术进行比较、总结，并找到了适合上叙难题的答案。望本文能给以后适合在复杂地质条件下巷道支护带来帮助。当然，复杂地质条件下巷道支护涉及方面较多，还要结合工程实际地质条件，综合考虑各个方面，找出最适合煤矿巷道支护的支护技术。
参考文献
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