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摘要：我国的煤矿开采方式主要是井工开采，在煤矿开采过程中需要开挖大量巷道，巷道的安全性能不仅影响着煤矿开采产量更关系着煤矿工人的生命安全，因此，对煤矿巷道支护的问题及安全技术进行分析非常有必要。
关键词：巷道 安全支护 技术
煤矿巷道对于整个煤矿开采工程有着至关重要的作用，我国在煤炭开采过程中需要在矿井下开掘大量巷道。随着当前煤矿开采深度越来越深，国内很多矿井的巷道掘进长度也越来越长。据一些统计文献资料表明，国有大中型煤矿每年新掘进巷道总长度高达10000km，其中80%以上巷道是直接开掘在煤层中的。因此，我们必须对巷道支护技术有全面的了解，并充分结合煤矿巷道实际情况，采取合理的巷道支付加固技术措施，提高巷道强度和稳定性，保持巷道畅通与围岩稳定，确保煤矿安全可靠生产。
一、煤矿巷道支护遇到问题
（一）软岩问题
随着国民经济的发展，煤的需求量逐年增长，开采的范围也不断扩大。无论新老矿井，在开掘巷道时都遇到了大量的软岩层。在软岩层中施工巷道，掘进容易，但维护极其困难，采用常规的施工方法和传统的支护结构往往不能奏效。因此研究软岩支护问题便成为巷道施工的关键问题。
软岩巷道最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在围岩的自稳时间短、来压快、围岩变形量大、速度快、持续时间长、四周来压、底鼓明显、遇水膨胀、变形加剧，可以用4个字来概括：松、散、软、弱。早期的支护理论沿用地面结构工程原理设计支护参数，围岩是支护的对象，支护只是人工构筑的承载结构而已。然而，现代岩石力学揭示，岩石破裂后具有残余强度，松动破裂围岩仍具有相当高的承载能力，围岩既是支护压力的根源，又是抵抗平衡原岩应力的承载体，而且是主要的承载结构体。根据软岩的不同类型、位移、压力及使用条件等情况，软岩支护结构有传统支护、锚喷支护以及两者组合的混合支护、缓冲支护、让压支护等多种支护结构。由于各矿区松软岩层的地质条件及围岩条件的复杂性和随机性，目前尚无公认的理论计算方法。所以必须从软岩巷道支护工程的实际情况出发，应因地制宜选择使用，使其在技术上、经济上更加合理。
（二）巷道稳定性问题
对煤矿井巷稳定性产生不良影响的因素包括围岩性质、井巷位置、断面尺寸、轴線巷道方向、破岩掘进方法、沿空护巷、掘进时间以及相关掘进方案等。地层煤系普氏系数一般为零点五至一点五，而石灰岩与硬砂岩系数则分别为十与八，倘若我们合理令煤矿巷道由煤系地层转变为硬岩，则会令其整体稳定性显著提升到八到十倍，由此可见岩性具有重要的煤矿井巷稳定性影响效能，但我国煤炭开采中更多是软岩。传统的井下巷道支护主要采用型钢，这种支护属于被动支护，往往无法及时支护围岩，而软岩巷道围岩蠕变较大，这极易造成支架变形失稳。现在许多工程中采用了锚网梯索支护，在一定程度上解决了这一问题。但单纯的锚网梯索支护还存在着不少缺陷，尤其在受采动影响的软岩巷道中，锚网梯索支护仍有一定的困难。
为有效维护煤矿巷道稳定性、杜绝其围岩产生跨落或变形，在掘出巷道后我们应对其实施适宜性支护，进而确保煤矿巷道提供安全可靠的工作空间。维护煤矿巷道的形式种类繁多，
可以使软岩巷道的支护变为组合支护，将锚网梯索喷浆、打锚索梁、注浆加固等方法进行联合支护，变被动支护为主动支护。
二、巷道支护技术探讨
（一） 砌碹支护技术
砌碹支护是矿井巷道支护中应用较早的一种支护技术，也是较简单的支付技术，采用圆形、椭圆形、马蹄形等合理巷道断面形状与其相应的料石和混凝土块砌碹封闭支护。该类支护技术方式内含较强的耐久性、坚固性、阻水防火性，且通风阻力较低，使用材料也具有广泛的来源等优势。当前在一些矿井的硐室、大巷中仍然被采用并发挥较好的加固性能。按砌碹支护材料可以划分料石砌碹、混凝土砌块砌碹、现浇混凝土砌碹、现浇钢筋混凝土砌碹等。但从大量研究和实践工作经验表明：砌碹支护属于刚性被动支护技术，支护整体成本偏高、施工效率较慢、且劳动工作强度较大，同时砌碹支付很难适应围岩大变形需求。因此，在工程实际应用中，除特殊巷道和硐室外，通常不宜选用此支护方式。
（二）棚式支架技术
棚式支架技术在煤矿巷道支护中占有举足轻重的作用，曾一度被作为煤矿巷道支护的核心技术广泛应用于各种煤矿巷道。煤矿井巷棚式支护方式可依据其使用材料划分为金属支架、木质支架、钢筋混凝土与金属支架等，倘若依据空间形式则可划分为马蹄形、拱形与梯形等；依据其使用服务性能则可将其划分为可缩性或刚性支架等。根据相关实践表明：棚式支架技术也是一种刚性被动支护技术，其对于煤矿巷道围岩变形也不具备良好的适应性，特别是在一些地质地层条件复杂的情况下，棚式支架技术存在支护效果差且成本又高的缺点，例如棚式金属支架支护我们可用于巷道准备及回采巷道环节，因其较木支架具有较强的坚固耐用性因此适用于具有较大断面且较严重地压的煤矿巷道中，尤其更适宜应用于可缩性支架，但是金属支架同样不耐酸性腐蚀，因此对于有酸性水源的煤矿井巷中我们不适宜采用该类金属支架棚式支护技术。
（三）锚杆和锚索的支护
锚杆在锚固支护中起主导作用。随着近年来煤炭的开采强度逐年增大，锚固支护技术在大面积推广使用。锚索补强支护具有普通锚杆的悬吊作用、组合梁作用、锲固作用以及改善围岩强度作用以外，与普通锚杆不同的是对顶板进行深部锚固而产生的强大的悬吊作用，并且沿巷道纵轴线形成连续的支撑点，以大预紧力减缓顶板变形扩张，改善巷道受力条件，使顶板得到有效控制。为了从根本上改变锚杆支护材料落后这种局面，研制了锚杆专用钢材。强力锚杆的杆体为左旋无纵肋螺纹段采用滚压工艺加工，强力锚杆支护系统能大幅度提高巷道初期刚度和强度，有效控制高应力巷道结构面离层、滑动、裂隙张开及新裂纹产生等不连续变形，同时支护系统有足够延伸率，允许巷道围岩有较大连续变形，使围岩高应力得以释放。锚索由于深入岩层内部，锚固深度大，可将下部岩层锚固在上部稳定岩层中，同时可施加预紧力，主动支护围岩，能够充分调动巷道深部围岩的强度。同架棚支护相比，由于锚杆是主动支护顶板，能有效防止早期离层，大大改善了巷道的稳定状况，因此有利于巷道维护。
（四）联合支护技术
除了各种支护技术对煤矿巷道进行单独支护加固外，联合进行支护也是当前煤矿巷道支护的主要选择方式之一，当前，煤炭开采深度逐渐加深，以冲击地压（岩爆）、矿压显现剧烈、巷道围岩大变形、突水、地温升高、瓦斯突出（爆炸）等“六大工程灾害”为代表的一系列灾害性工程事故频发，一些矿区研究并应用联合支护技术。
现行类型较多，如锚网喷、注浆加固，锚网喷、u型钢可缩性支架、锚网喷、弧板支架，u型钢支架、注浆加固等形式。例如采用锚杆和锚索联合进行支护加固的形式布置，应结合工程实际情况改变相关支护参数以匹配实际情况，特别是对地质构造地带，应考虑增加锚杆、锚索数量的方式，若有必要还应对整个巷道支护体系进行更改，以此将巷道支护由被动支护转变为主动支护，从而进一步提高巷道围岩自身承载力。近年来，针对深部高应力巷道、受强烈采动影响的巷道和特大断面巷道等复杂困难条件，基于提高支护结构强度和适应于大变形的考虑，提出了高预应力、强力支护理论，并开发研制了强力锚杆与锚索支护材料，主要包括强力锚杆杆体和附件，强力钢带以及强力锚索。
三、结束语
在矿井掘进和拓伸过程中，应根据矿井巷道的实际地质条件，来合理确定巷道的支护加固形式，同时也要不断创新支护技术，确保巷道安全支护，从而保障煤炭安全生产。
关键词：巷道 安全支护 技术
煤矿巷道对于整个煤矿开采工程有着至关重要的作用，我国在煤炭开采过程中需要在矿井下开掘大量巷道。随着当前煤矿开采深度越来越深，国内很多矿井的巷道掘进长度也越来越长。据一些统计文献资料表明，国有大中型煤矿每年新掘进巷道总长度高达10000km，其中80%以上巷道是直接开掘在煤层中的。因此，我们必须对巷道支护技术有全面的了解，并充分结合煤矿巷道实际情况，采取合理的巷道支付加固技术措施，提高巷道强度和稳定性，保持巷道畅通与围岩稳定，确保煤矿安全可靠生产。
一、煤矿巷道支护遇到问题
（一）软岩问题
随着国民经济的发展，煤的需求量逐年增长，开采的范围也不断扩大。无论新老矿井，在开掘巷道时都遇到了大量的软岩层。在软岩层中施工巷道，掘进容易，但维护极其困难，采用常规的施工方法和传统的支护结构往往不能奏效。因此研究软岩支护问题便成为巷道施工的关键问题。
软岩巷道最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在围岩的自稳时间短、来压快、围岩变形量大、速度快、持续时间长、四周来压、底鼓明显、遇水膨胀、变形加剧，可以用4个字来概括：松、散、软、弱。早期的支护理论沿用地面结构工程原理设计支护参数，围岩是支护的对象，支护只是人工构筑的承载结构而已。然而，现代岩石力学揭示，岩石破裂后具有残余强度，松动破裂围岩仍具有相当高的承载能力，围岩既是支护压力的根源，又是抵抗平衡原岩应力的承载体，而且是主要的承载结构体。根据软岩的不同类型、位移、压力及使用条件等情况，软岩支护结构有传统支护、锚喷支护以及两者组合的混合支护、缓冲支护、让压支护等多种支护结构。由于各矿区松软岩层的地质条件及围岩条件的复杂性和随机性，目前尚无公认的理论计算方法。所以必须从软岩巷道支护工程的实际情况出发，应因地制宜选择使用，使其在技术上、经济上更加合理。
（二）巷道稳定性问题
对煤矿井巷稳定性产生不良影响的因素包括围岩性质、井巷位置、断面尺寸、轴線巷道方向、破岩掘进方法、沿空护巷、掘进时间以及相关掘进方案等。地层煤系普氏系数一般为零点五至一点五，而石灰岩与硬砂岩系数则分别为十与八，倘若我们合理令煤矿巷道由煤系地层转变为硬岩，则会令其整体稳定性显著提升到八到十倍，由此可见岩性具有重要的煤矿井巷稳定性影响效能，但我国煤炭开采中更多是软岩。传统的井下巷道支护主要采用型钢，这种支护属于被动支护，往往无法及时支护围岩，而软岩巷道围岩蠕变较大，这极易造成支架变形失稳。现在许多工程中采用了锚网梯索支护，在一定程度上解决了这一问题。但单纯的锚网梯索支护还存在着不少缺陷，尤其在受采动影响的软岩巷道中，锚网梯索支护仍有一定的困难。
为有效维护煤矿巷道稳定性、杜绝其围岩产生跨落或变形，在掘出巷道后我们应对其实施适宜性支护，进而确保煤矿巷道提供安全可靠的工作空间。维护煤矿巷道的形式种类繁多，
可以使软岩巷道的支护变为组合支护，将锚网梯索喷浆、打锚索梁、注浆加固等方法进行联合支护，变被动支护为主动支护。
二、巷道支护技术探讨
（一） 砌碹支护技术
砌碹支护是矿井巷道支护中应用较早的一种支护技术，也是较简单的支付技术，采用圆形、椭圆形、马蹄形等合理巷道断面形状与其相应的料石和混凝土块砌碹封闭支护。该类支护技术方式内含较强的耐久性、坚固性、阻水防火性，且通风阻力较低，使用材料也具有广泛的来源等优势。当前在一些矿井的硐室、大巷中仍然被采用并发挥较好的加固性能。按砌碹支护材料可以划分料石砌碹、混凝土砌块砌碹、现浇混凝土砌碹、现浇钢筋混凝土砌碹等。但从大量研究和实践工作经验表明：砌碹支护属于刚性被动支护技术，支护整体成本偏高、施工效率较慢、且劳动工作强度较大，同时砌碹支付很难适应围岩大变形需求。因此，在工程实际应用中，除特殊巷道和硐室外，通常不宜选用此支护方式。
（二）棚式支架技术
棚式支架技术在煤矿巷道支护中占有举足轻重的作用，曾一度被作为煤矿巷道支护的核心技术广泛应用于各种煤矿巷道。煤矿井巷棚式支护方式可依据其使用材料划分为金属支架、木质支架、钢筋混凝土与金属支架等，倘若依据空间形式则可划分为马蹄形、拱形与梯形等；依据其使用服务性能则可将其划分为可缩性或刚性支架等。根据相关实践表明：棚式支架技术也是一种刚性被动支护技术，其对于煤矿巷道围岩变形也不具备良好的适应性，特别是在一些地质地层条件复杂的情况下，棚式支架技术存在支护效果差且成本又高的缺点，例如棚式金属支架支护我们可用于巷道准备及回采巷道环节，因其较木支架具有较强的坚固耐用性因此适用于具有较大断面且较严重地压的煤矿巷道中，尤其更适宜应用于可缩性支架，但是金属支架同样不耐酸性腐蚀，因此对于有酸性水源的煤矿井巷中我们不适宜采用该类金属支架棚式支护技术。
（三）锚杆和锚索的支护
锚杆在锚固支护中起主导作用。随着近年来煤炭的开采强度逐年增大，锚固支护技术在大面积推广使用。锚索补强支护具有普通锚杆的悬吊作用、组合梁作用、锲固作用以及改善围岩强度作用以外，与普通锚杆不同的是对顶板进行深部锚固而产生的强大的悬吊作用，并且沿巷道纵轴线形成连续的支撑点，以大预紧力减缓顶板变形扩张，改善巷道受力条件，使顶板得到有效控制。为了从根本上改变锚杆支护材料落后这种局面，研制了锚杆专用钢材。强力锚杆的杆体为左旋无纵肋螺纹段采用滚压工艺加工，强力锚杆支护系统能大幅度提高巷道初期刚度和强度，有效控制高应力巷道结构面离层、滑动、裂隙张开及新裂纹产生等不连续变形，同时支护系统有足够延伸率，允许巷道围岩有较大连续变形，使围岩高应力得以释放。锚索由于深入岩层内部，锚固深度大，可将下部岩层锚固在上部稳定岩层中，同时可施加预紧力，主动支护围岩，能够充分调动巷道深部围岩的强度。同架棚支护相比，由于锚杆是主动支护顶板，能有效防止早期离层，大大改善了巷道的稳定状况，因此有利于巷道维护。
（四）联合支护技术
除了各种支护技术对煤矿巷道进行单独支护加固外，联合进行支护也是当前煤矿巷道支护的主要选择方式之一，当前，煤炭开采深度逐渐加深，以冲击地压（岩爆）、矿压显现剧烈、巷道围岩大变形、突水、地温升高、瓦斯突出（爆炸）等“六大工程灾害”为代表的一系列灾害性工程事故频发，一些矿区研究并应用联合支护技术。
现行类型较多，如锚网喷、注浆加固，锚网喷、u型钢可缩性支架、锚网喷、弧板支架，u型钢支架、注浆加固等形式。例如采用锚杆和锚索联合进行支护加固的形式布置，应结合工程实际情况改变相关支护参数以匹配实际情况，特别是对地质构造地带，应考虑增加锚杆、锚索数量的方式，若有必要还应对整个巷道支护体系进行更改，以此将巷道支护由被动支护转变为主动支护，从而进一步提高巷道围岩自身承载力。近年来，针对深部高应力巷道、受强烈采动影响的巷道和特大断面巷道等复杂困难条件，基于提高支护结构强度和适应于大变形的考虑，提出了高预应力、强力支护理论，并开发研制了强力锚杆与锚索支护材料，主要包括强力锚杆杆体和附件，强力钢带以及强力锚索。
三、结束语
在矿井掘进和拓伸过程中，应根据矿井巷道的实际地质条件，来合理确定巷道的支护加固形式，同时也要不断创新支护技术，确保巷道安全支护，从而保障煤炭安全生产。