巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用

1 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用特点

1.1 适应性强

巷道支护技术能够根据煤矿井下不同的地质条件、巷道断面形状和尺寸等因素进行灵活调整。在面对复杂多变的地质状况，如断层、褶皱、软岩等情况时，支护技术可以通过选择合适的支护材料和支护方式，来满足巷道的稳定性要求。例如，对于软岩巷道，可采用锚杆 - 锚索联合支护的方式，增强巷道围岩的承载能力，防止巷道变形和破坏。

1.2 及时性高

在煤矿井下掘进过程中，巷道支护必须及时跟上掘进进度。一旦巷道开挖完成，围岩应力会重新分布，若不及时进行支护，围岩可能会出现松动、变形甚至坍塌等情况。因此，先进的巷道支护技术具备快速施工的特点，能够在短时间内为巷道提供有效的支撑，保证施工安全和掘进工作的顺利进行。比如，采用喷射混凝土支护技术，能够迅速封闭巷道围岩表面，减少围岩风化和剥落。

1.3 耐久性好

煤矿井下环境恶劣，巷道需要长期承受围岩压力、地下水侵蚀、爆破震动等多种因素的影响。巷道支护技术所采用的支护结构和材料应具有良好的耐久性，能够在较长时间内保持稳定的支护性能。例如，使用高强度的钢材制作锚杆和锚索，以及抗渗性好的混凝土进行衬砌，都可以提高支护结构的耐久性，延长巷道的使用寿命。

1.4 协同性佳

巷道支护技术并非单一的支护方式独立作用，而是多种支护手段相互配合、协同工作。锚杆、锚索、支架、喷射混凝土等支护形式可以根据实际情况组合使用，形成一个有机的整体，共同承担巷道围岩的压力。这种协同作用能够充分发挥各种支护方式的优势，提高支护效果。比如，锚杆可以加固围岩内部，锚索则可以进一步增强深部围岩的稳定性，而支架可以提供直接的支撑力，喷射混凝土可以封闭围岩表面，它们相互配合，使巷道支护更加可靠。

2 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用要点

2.1 锚杆支护技术

锚杆支护技术作为煤矿井下巷道支护的关键手段之一，扮演着至关重要的角色。该技术通过在巷道周围的岩体中精准钻孔，随后将特制的锚杆插入孔内，并对其施加适当的预紧力，使得锚杆与围岩紧密地结合成一个稳固的整体，从而显著提升围岩的稳定性和承载能力。锚杆支护不仅能够有效地遏制巷道围岩的变形和破坏现象，还能大幅减少巷道的日常维护工作量，进而显著提高巷道的掘进效率。其作用原理主要依托于悬吊理论、组合梁理论和挤压加固拱理论等多种理论的综合应用。悬吊理论通过锚杆将不稳定岩层悬挂在上部稳定岩层上，组合梁理论则将锚杆视为梁结构的一部分，增强岩层的整体性，而挤压加固拱理论则通过锚杆的预紧力在围岩中形成挤压加固拱，进一步提高围岩的稳定性。在实际应用过程中，必须综合考虑巷道的具体地质条件、围岩的物理力学性质以及巷道的断面尺寸等多种因素，科学合理地选择锚杆的类型、规格和布置方式，以确保支护效果的最大化。只有通过精细化的设计和施工，才能充分发挥锚杆支护技术在煤矿巷道支护中的重要作用，保障矿井的安全高效生产。

2.2 锚索支护技术

锚索支护作为在锚杆支护基础上发展起来的一种加强支护方式，发挥着至关重要的作用。在巷道围岩压力较大、地质条件复杂的情况下，单纯的锚杆支护或许难以充分满足巷道稳定性的要求，此时便需积极采用锚索支护这一有效举措。锚索一般由高强度钢绞线制作而成，长度较长，能够深入到围岩深部的稳定岩层之中。通过对锚索进行张拉操作，可将巷道浅部围岩与深部稳定岩层紧密连接起来，从而构建起一个稳固的承载结构，有力地抵抗围岩的变形与破坏。在应对大跨度巷道、断层破碎带等特殊地质条件下的巷道支护问题时，锚索支护彰显出显著的优势。

2.3 喷射混凝土支护技术

喷射混凝土支护是利用喷射机将混凝土混合物高速喷射到巷道围岩表面，使其在围岩表面形成一层连续的混凝土层。这层混凝土层能够及时封闭围岩，防止围岩风化、潮解和剥落，同时与围岩紧密结合，共同承受围岩压力。喷射混凝土支护具有施工速度快、支护效果好、适应性强等优点。在喷射混凝土中还可以加入钢纤维、聚丙烯纤维等增强材料，以提高混凝土的抗拉、抗裂性能，进一步增强支护效果。此外，喷射混凝土支护还可以与锚杆、锚索等支护方式联合使用，形成联合支护体系，提高巷道的整体稳定性。

2.4 棚式支护技术

棚式支护作为一种传统的巷道支护方式，一般由钢梁、木梁或金属支架等构成。其具备安装便捷、适应性强等显著特性，可广泛适用于各类地质条件下的巷道支护工作。在巷道掘进进程中，一旦遭遇围岩破碎、稳定性欠佳的状况，棚式支护能够及时发挥临时支护的作用，有力保障巷道的安全掘进。常见的棚式支护形式包含梯形棚、拱形棚等。不同的棚式支护形式对应适用于不同的巷道断面形状以及围岩压力分布情形。在运用棚式支护时，务必高度关注支架的间距、架设质量和连接方式等关键要素，从而切实确保支护的可靠性。

2.5 注浆支护技术

注浆支护是通过向巷道围岩中注入浆液，使浆液在围岩裂隙中扩散、凝固，填充围岩的空隙，提高围岩的整体性和强度。注浆支护能够有效地改善围岩的物理力学性质，增强围岩的承载能力，减少巷道围岩的变形。注浆材料通常有水泥浆、化学浆液等。根据巷道的地质条件和支护要求，可以选择不同的注浆材料和注浆工艺。注浆支护在处理巷道围岩破碎、漏水等问题时具有良好的效果，尤其适用于软岩巷道和受采动影响较大的巷道。

2.6 联合支护技术

联合支护技术是将两种或两种以上的支护方式有机地结合起来，发挥各种支护方式的优势，以达到更好的支护效果。例如，锚杆 - 锚索 - 喷射混凝土联合支护体系，通过锚杆和锚索将围岩锚固在一起，提高围岩的自承载能力，再利用喷射混凝土封闭围岩表面，防止围岩风化和剥落，三者相互配合，形成一个完整的支护结构，能够有效地控制巷道围岩的变形和破坏。联合支护技术适用于地质条件复杂、围岩压力大的巷道，在煤矿井下掘进中得到了广泛的应用。在实际应用中，需要根据巷道的具体情况，合理选择联合支护方式，优化支护参数，以确保巷道的长期稳定和安全。

3 结语

综上所述，巷道支护技术在煤矿井下掘进中具有不可替代的作用，其适应性强、及时性高、耐久性好和协同性佳等特点，以及锚杆、锚索、喷射混凝土、棚式、注浆和联合等多种支护技术的综合应用，为煤矿井下掘进工作的安全与高效提供了坚实保障。然而，随着煤矿开采不断向深部延伸，巷道支护面临的挑战日益严峻。未来，需要进一步加强对巷道支护技术的研究与创新，结合先进的监测技术和信息化手段，实时掌握巷道围岩的动态变化，及时调整支护方案，以应对更加复杂的地质条件和更高的地应力。同时，应注重支护技术的环保性和经济性，降低支护成本，提高资源利用效率。通过持续的技术进步和实践探索，不断完善巷道支护技术体系，推动煤矿井下掘进工作朝着更加安全、高效、绿色的方向发展。

参考文献：

[1] 刘威，班德梁 . 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的运用探讨 [J]. 内蒙古煤炭经济，2025，（06）：151-153.