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摘 要：煤炭是当前我国国民生产与生活中的主要能源，其需求量随着经济的快速发展日益攀升。在煤矿企业作业深度逐渐加深的情况下，煤矿开采过程中时常发生坍塌事故，对作业人员的人身安全带来了很大威胁。而巷道支护技术，是煤矿开采中需要用到的关键技术，将其应用到煤矿巷道作业过程中，可优化巷道的稳固性，还可对巷道的变形情况进行有效的控制，从而为煤矿作业人员提供更为安全的工作环境，最终为煤矿企业获得更大的经济收益提供保障。本文就煤矿巷道支护技术进行了深入的探究。
关键词：煤矿；巷道；支护技术；应用策略
在社会经济快速发展的背景下，我国煤炭资源的开采量呈现出逐渐攀升的态势，与此同时煤炭的开采广度与深度也比以前有了显著提高。而随着煤矿开采深度与开采量的逐渐增加，各个煤矿企业对在重视开采技术优化的同时，也更加关注开采过程的安全性。为了有效预防煤矿开采过程中出现的坍塌事故，就需要煤矿企业积极借助巷道支护技术及时加固巷道的稳定性，这不仅可为作业人员提供更安全作业环境，而且还可提高运输煤炭的效率。那么，如何科学而有效地应用巷道支护技术，是煤矿企业急需思考的问题。
1 煤矿巷道支护技术的主要分类
随着煤矿施工技术的快速发展及科学技术的日新月异，当前煤矿巷道支护技术的种类众多，现将最常用的几种總结如下：
1.1 钢管架支护
U型钢管支架支护技术具有很好的承载力，通常应用在深度较大的矿井中，可有效发挥巷道支护作用。在应用这种煤矿巷道支护基础的过程中，应合理处理与调质卡缆，要填充好岩石支护壁，只有这样才能使得U型钢管支架的支护作用得以充分发挥。在使用该支护技术时需要注意的是，应注意岩土巷道发生剥落与破碎现象的出现，因此不可单词使用该技术，可将U型钢管与锚喷技术联合在一起使用，以较好弥补U型钢支架单独使用时的缺点与不足。因为U型钢管支架支护技术具有很高的承载能力，因此有很大的推广应用价值。
1.2 锚杆支护
锚杆支护是借助锚杆提高煤矿巷道的强度，从而对巷道岩层出现的变形情况进行有效的控制，从而增强巷道自身的稳定性。在煤矿巷道施工中应用锚杆支护技术，可综合发挥悬吊与固拱综合作用，可增强岩层的抗弯能力，以有效降低岩层出现层面脱落的可能性，从而增强巷道岩层的稳固性。在具体的应用巷道锚杆支护技术的过程中，应依照巷道的具体情况，构建出健全的锚杆支护体系，以全包设计的锚杆支护体系可充分发挥积极的支护作用。针对部门个性化的情况，设计人员应提高设计方案中锚杆支护技术的力度与强度，以有效预防煤矿巷道中岩层发生变形情况。
1.3 联合支护
和传统的单独支护方式相比，如果可恰当运用联合支护方式的话，就可获得十分理想的支护效果。经常用到的联合技术主要是锚杆锚索支护技术。在该类型的支护技术中，锚杆支护是借助锚杆等构件支撑围岩，以有效增强围岩应力等先关的承受能力。一般来讲，锚索的主要作用是把围岩自身具有的承载层和锚杆支护过程中衍生的承载层合理地连接在一起，从而使得岩体受力面积增大，最终明显优化支护效果。这也是锚杆锚索支护技术的主要工作原理。在煤矿巷道施工中应用锚杆锚索支护技术，可对顶板进行较好的控制，从而充分发挥支护作用。在设计支护的过程中，设计人员应依据巷道的具体情况及实际技术水平，科学设计各种参数，以最大程度优化支护效益。
从以上文字可以看出，当前锚杆支护技术在煤矿巷道支护活动中应用范围最为广泛，是一种主要的巷道支护技术。
2 煤矿巷道支护技术的作用机理
传统的煤矿巷道锚杆支护理论涵盖有加固拱、悬吊、组合梁，在实际应用中这些支护理论在发挥积极作用的同时，也暴露出一些不足之处。依照数值计算及实测等研究成果与复杂困难煤矿巷道中的各种具体围岩条件，本文对锚杆支护理论及高预应力理论的主要作用机理，进行了深入的思考。具体分析如下：①刚度在锚杆支护技术中处于核心地位，特别是锚杆自身多具有的预应力。因此煤矿巷道围岩施工中设计支护方式的过程中，应依据煤矿巷道的具体情况恰当确定锚杆的预应力。并且，在预应力较高的情况下，应确保锚杆所具有的强度可较好地满足相应的预应力需求。②在煤矿巷道中运用支护技术的主要目的，是对有效控制锚固区围岩上出现的新裂纹、离层及裂缝产生的变形及破坏性，努力确保围岩始终在受压状态中，从而大大降低甚至完全避免剪切破坏、弯曲变形、为延伸拉等状况的出现，从而尽可能使得锚固区的所有围岩都具有良好的完整性，最终显著提高锚固区围岩的强度与稳定性。③因为单独一根锚杆其预应力产生作用的范围非常有限，在这种情况下，要想获得更为理想的支护效果，就需要利用金属网、托板、钢带等构建，科学地将预应力合理地扩散到距离锚杆足够远的围岩中。从这里我们可以看出，金属网及钢带等护镖构建在预应力支护过程中发挥着重大作用。④锚索的主要作用涵盖：锚索可借助对煤矿巷道围岩施加足够大的预紧力，可将层理缝隙与节理缝隙挤紧、压密，以有效提高相邻两个不连续面的抗剪力，最终从整体上增强围岩的强度。另一方面，锚索可把锚杆构成的深部围岩和次生承载结构连接在一起，以有效提高次生承载结构所具有的稳定性。
3 支护技术在软岩巷道中的应用问题
在煤矿开采中软岩巷道中应用支护技术的过程中，尤其是在回采的软岩巷道中普遍存在严重的支护问题，是大多数煤矿企业生产中遇到的顽疾。一般情况下，在软岩巷道中作业时，可借助单独的、常规的锚喷支护与U型钢支架等往往会使得因围岩软化而导致的过量变形失去控制，这其中出现的支护问题表现在3个方面：①因为围岩表面具有较差的约束力，再加上高应力及构造应力的影响，通常较为薄弱的位置，极易导致支护体出现被破坏、过量变形、岩石松动等问题，从而形成巷道破碎区，进而引发围岩自承圈被严重破坏状况的出现。②在开挖巷道之后，作用于围岩的应力会改变分布情况，甚至发生表形，从而使得支护体随之有了巨大压力，这一压力与支护体自身的刚度关系密切，如果支护体增大刚度的话，那么其对压力的抵抗能力就会随之增加。如果支护体出现刚度过大的情况，那么其就无法很好适应巷道过快变形及开挖初期有过大变形的特点，从而导致巷道围岩的支护体有不协调的变形，最终使其被眼中破坏。③当前最为常用的煤矿巷道支护方式是端锚锚杆支护，其构建出来的围岩自承圈具有较小的厚度，通常来讲，锚固完成之后，围岩自承圈大概有0.6m厚，而这一厚度比锚杆杆体的正常长度要小很多，这不仅会浪费锚杆，而且还难以抵抗过大的围岩压力。 4 解决软岩巷道支护问题的有效策略
从上文分析的煤矿软岩巷道支护中暴露出来的一些问题我们可以看出，采用常规支护措施及单一支护措施，已经无法满足当前煤矿巷道作业的需求。笔者依据自身多年从事与煤矿巷道支护活动有关的工作经验，提出了一些应对策略。具体分析如下：①应提高支护网或喷层的强度与刚度，在部分较为薄弱的巷道中增加锚梁支护，以显著增强围岩表层所具有的约束力，从而有效预防破碎区进一步纵深发展。②如果围岩只是被轻微破坏的話，应借助支护技术提高其强度，从而大幅增强软岩巷道的承压能力。在实际操作中，应先采用光面爆破方法，尽可能减少围岩振动，以有效控制围岩上的幻想裂隙，使得围岩的强度从整理上得以保持。然后，尽可能确保巷道四周光滑而平整，最大限度避免生产集中应力情况的发生。接着，用新型的膨胀材料把锚杆孔充满，从而形成全长锚固。③可合理、科学地开展二次支护。从某种层面上来讲，在煤矿软岩巷道中实施二次支护，可有效提高支护强度，可增强一次支护的柔性。在不降低软岩巷道稳定性的前提下，可让围岩出现一定程度的变形，从而让其充分释放自身能量。在支护体后期，应确保支护体具有充足的强度与刚度，以实现较好地控制支护与围岩过量变形问题。
总之，支护技术是煤矿巷道施工中必须用到的一种关键技术，尤其是在煤矿开采深度不断增加的情况下，巷道支护技术的作用更加突出，其在加固巷道岩层、提高巷道稳定性等方面发挥着重大积极作用。因此，煤矿企业在巷道施工中应依据具体的情况恰当选择合适的支护技术。不仅要实现降耗节能的目的，而且还应切实提高巷道的稳定性，最终为煤矿作业人员提供更为安全的作业环境。
参考文献
[1]张传宁，张胜功.煤矿软岩巷道支护方式研究与应用[J].山东工业技术，2016，（23）：87.
[2]柯磊.基于动压条件下“三软”煤层巷道支护技术[J].煤炭与化工，2016，（12）：92-93，96.
[3]郭文臣.煤矿巷道支护技术研究[J].山东煤炭科技，2017，（1）：70-71，74.
[4]康红普.我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望[J].中国矿业大学学报，2016，（6）：1071-1081.
[5]李怀玉.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J].煤，2016，（11）：56-57.
（作者单位：1.安徽理工大学能源与安全学院；2.淮南矿业集团）
关键词：煤矿；巷道；支护技术；应用策略
在社会经济快速发展的背景下，我国煤炭资源的开采量呈现出逐渐攀升的态势，与此同时煤炭的开采广度与深度也比以前有了显著提高。而随着煤矿开采深度与开采量的逐渐增加，各个煤矿企业对在重视开采技术优化的同时，也更加关注开采过程的安全性。为了有效预防煤矿开采过程中出现的坍塌事故，就需要煤矿企业积极借助巷道支护技术及时加固巷道的稳定性，这不仅可为作业人员提供更安全作业环境，而且还可提高运输煤炭的效率。那么，如何科学而有效地应用巷道支护技术，是煤矿企业急需思考的问题。
1 煤矿巷道支护技术的主要分类
随着煤矿施工技术的快速发展及科学技术的日新月异，当前煤矿巷道支护技术的种类众多，现将最常用的几种總结如下：
1.1 钢管架支护
U型钢管支架支护技术具有很好的承载力，通常应用在深度较大的矿井中，可有效发挥巷道支护作用。在应用这种煤矿巷道支护基础的过程中，应合理处理与调质卡缆，要填充好岩石支护壁，只有这样才能使得U型钢管支架的支护作用得以充分发挥。在使用该支护技术时需要注意的是，应注意岩土巷道发生剥落与破碎现象的出现，因此不可单词使用该技术，可将U型钢管与锚喷技术联合在一起使用，以较好弥补U型钢支架单独使用时的缺点与不足。因为U型钢管支架支护技术具有很高的承载能力，因此有很大的推广应用价值。
1.2 锚杆支护
锚杆支护是借助锚杆提高煤矿巷道的强度，从而对巷道岩层出现的变形情况进行有效的控制，从而增强巷道自身的稳定性。在煤矿巷道施工中应用锚杆支护技术，可综合发挥悬吊与固拱综合作用，可增强岩层的抗弯能力，以有效降低岩层出现层面脱落的可能性，从而增强巷道岩层的稳固性。在具体的应用巷道锚杆支护技术的过程中，应依照巷道的具体情况，构建出健全的锚杆支护体系，以全包设计的锚杆支护体系可充分发挥积极的支护作用。针对部门个性化的情况，设计人员应提高设计方案中锚杆支护技术的力度与强度，以有效预防煤矿巷道中岩层发生变形情况。
1.3 联合支护
和传统的单独支护方式相比，如果可恰当运用联合支护方式的话，就可获得十分理想的支护效果。经常用到的联合技术主要是锚杆锚索支护技术。在该类型的支护技术中，锚杆支护是借助锚杆等构件支撑围岩，以有效增强围岩应力等先关的承受能力。一般来讲，锚索的主要作用是把围岩自身具有的承载层和锚杆支护过程中衍生的承载层合理地连接在一起，从而使得岩体受力面积增大，最终明显优化支护效果。这也是锚杆锚索支护技术的主要工作原理。在煤矿巷道施工中应用锚杆锚索支护技术，可对顶板进行较好的控制，从而充分发挥支护作用。在设计支护的过程中，设计人员应依据巷道的具体情况及实际技术水平，科学设计各种参数，以最大程度优化支护效益。
从以上文字可以看出，当前锚杆支护技术在煤矿巷道支护活动中应用范围最为广泛，是一种主要的巷道支护技术。
2 煤矿巷道支护技术的作用机理
传统的煤矿巷道锚杆支护理论涵盖有加固拱、悬吊、组合梁，在实际应用中这些支护理论在发挥积极作用的同时，也暴露出一些不足之处。依照数值计算及实测等研究成果与复杂困难煤矿巷道中的各种具体围岩条件，本文对锚杆支护理论及高预应力理论的主要作用机理，进行了深入的思考。具体分析如下：①刚度在锚杆支护技术中处于核心地位，特别是锚杆自身多具有的预应力。因此煤矿巷道围岩施工中设计支护方式的过程中，应依据煤矿巷道的具体情况恰当确定锚杆的预应力。并且，在预应力较高的情况下，应确保锚杆所具有的强度可较好地满足相应的预应力需求。②在煤矿巷道中运用支护技术的主要目的，是对有效控制锚固区围岩上出现的新裂纹、离层及裂缝产生的变形及破坏性，努力确保围岩始终在受压状态中，从而大大降低甚至完全避免剪切破坏、弯曲变形、为延伸拉等状况的出现，从而尽可能使得锚固区的所有围岩都具有良好的完整性，最终显著提高锚固区围岩的强度与稳定性。③因为单独一根锚杆其预应力产生作用的范围非常有限，在这种情况下，要想获得更为理想的支护效果，就需要利用金属网、托板、钢带等构建，科学地将预应力合理地扩散到距离锚杆足够远的围岩中。从这里我们可以看出，金属网及钢带等护镖构建在预应力支护过程中发挥着重大作用。④锚索的主要作用涵盖：锚索可借助对煤矿巷道围岩施加足够大的预紧力，可将层理缝隙与节理缝隙挤紧、压密，以有效提高相邻两个不连续面的抗剪力，最终从整体上增强围岩的强度。另一方面，锚索可把锚杆构成的深部围岩和次生承载结构连接在一起，以有效提高次生承载结构所具有的稳定性。
3 支护技术在软岩巷道中的应用问题
在煤矿开采中软岩巷道中应用支护技术的过程中，尤其是在回采的软岩巷道中普遍存在严重的支护问题，是大多数煤矿企业生产中遇到的顽疾。一般情况下，在软岩巷道中作业时，可借助单独的、常规的锚喷支护与U型钢支架等往往会使得因围岩软化而导致的过量变形失去控制，这其中出现的支护问题表现在3个方面：①因为围岩表面具有较差的约束力，再加上高应力及构造应力的影响，通常较为薄弱的位置，极易导致支护体出现被破坏、过量变形、岩石松动等问题，从而形成巷道破碎区，进而引发围岩自承圈被严重破坏状况的出现。②在开挖巷道之后，作用于围岩的应力会改变分布情况，甚至发生表形，从而使得支护体随之有了巨大压力，这一压力与支护体自身的刚度关系密切，如果支护体增大刚度的话，那么其对压力的抵抗能力就会随之增加。如果支护体出现刚度过大的情况，那么其就无法很好适应巷道过快变形及开挖初期有过大变形的特点，从而导致巷道围岩的支护体有不协调的变形，最终使其被眼中破坏。③当前最为常用的煤矿巷道支护方式是端锚锚杆支护，其构建出来的围岩自承圈具有较小的厚度，通常来讲，锚固完成之后，围岩自承圈大概有0.6m厚，而这一厚度比锚杆杆体的正常长度要小很多，这不仅会浪费锚杆，而且还难以抵抗过大的围岩压力。 4 解决软岩巷道支护问题的有效策略
从上文分析的煤矿软岩巷道支护中暴露出来的一些问题我们可以看出，采用常规支护措施及单一支护措施，已经无法满足当前煤矿巷道作业的需求。笔者依据自身多年从事与煤矿巷道支护活动有关的工作经验，提出了一些应对策略。具体分析如下：①应提高支护网或喷层的强度与刚度，在部分较为薄弱的巷道中增加锚梁支护，以显著增强围岩表层所具有的约束力，从而有效预防破碎区进一步纵深发展。②如果围岩只是被轻微破坏的話，应借助支护技术提高其强度，从而大幅增强软岩巷道的承压能力。在实际操作中，应先采用光面爆破方法，尽可能减少围岩振动，以有效控制围岩上的幻想裂隙，使得围岩的强度从整理上得以保持。然后，尽可能确保巷道四周光滑而平整，最大限度避免生产集中应力情况的发生。接着，用新型的膨胀材料把锚杆孔充满，从而形成全长锚固。③可合理、科学地开展二次支护。从某种层面上来讲，在煤矿软岩巷道中实施二次支护，可有效提高支护强度，可增强一次支护的柔性。在不降低软岩巷道稳定性的前提下，可让围岩出现一定程度的变形，从而让其充分释放自身能量。在支护体后期，应确保支护体具有充足的强度与刚度，以实现较好地控制支护与围岩过量变形问题。
总之，支护技术是煤矿巷道施工中必须用到的一种关键技术，尤其是在煤矿开采深度不断增加的情况下，巷道支护技术的作用更加突出，其在加固巷道岩层、提高巷道稳定性等方面发挥着重大积极作用。因此，煤矿企业在巷道施工中应依据具体的情况恰当选择合适的支护技术。不仅要实现降耗节能的目的，而且还应切实提高巷道的稳定性，最终为煤矿作业人员提供更为安全的作业环境。
参考文献
[1]张传宁，张胜功.煤矿软岩巷道支护方式研究与应用[J].山东工业技术，2016，（23）：87.
[2]柯磊.基于动压条件下“三软”煤层巷道支护技术[J].煤炭与化工，2016，（12）：92-93，96.
[3]郭文臣.煤矿巷道支护技术研究[J].山东煤炭科技，2017，（1）：70-71，74.
[4]康红普.我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望[J].中国矿业大学学报，2016，（6）：1071-1081.
[5]李怀玉.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J].煤，2016，（11）：56-57.
（作者单位：1.安徽理工大学能源与安全学院；2.淮南矿业集团）