淮北矿业集团朱仙庄煤矿 安徽宿州 234111
摘要：随着支护技术的发展，复合支护逐渐应用在厚煤层掘进作业中，取得良好效果。众所周知，复合支护的应用涉及较多专业知识，为保证其给煤层安全掘进创造安全的环境，煤块开采单位有必要对复合支护技术进行探讨。本文结合具体煤矿，对厚煤层复合支护技术的应用进行探讨，以供参考。
关键词：复合支护；厚煤层；掘进；应用
煤炭资源开采中，遇到的地质条件较为复杂，危险性高，做好支护工作是煤炭开采的重要保障。当前支护技术已有单一支护向复合支护转变，支护的安全性大大提高，其中锚网支护与金属支架是应用较为广泛的复合支护形式。为使该复合支护形式更好的应用到厚煤层掘进作业中，有必要对其具体应用进行探讨。
一、复合支护技术分析
复合支护技术是针对单一支护形式而言的。研究发现，单一支护具有支护方式落后，支护强度不足等问题，无法满足当前厚煤层掘进工作要求。于是人们研究出复合支护技术，即，应用混凝土支护、拱架支护、钢材支护、注浆支护、锚杆支护等多种支护形式，提高支护的安全性、稳定性。实践表明，复合支护技术支护强度明显提升，对厚煤层的开采具有较好的适应性，应用前景广阔。
二、煤矿基本情况概述
某煤矿1983年4月投产，核定生产能力为240万t/a。矿井开拓方式为立井多水平底板岩石大巷分区石门开拓，现二个水平，回风水平标高-275m，一水平标高-435m，二水平标高-680m。矿井现集中在一、二水平生产，主采煤层为8煤层和10煤层，其中8煤层采用综采放顶煤开采，10煤层作为下保护层采用综采开采。矿井通风方式为多风井分区混合抽出式，总回风量18340m3／min，通风阻力2538Pa。
矿井2002年升级为煤与瓦斯突出矿井，主采8煤层、10煤层均为突出煤层；8、10煤均为自燃煤层，发火期平均1~3个月，最短发火期为24d；各煤层煤尘均有爆炸危险性。矿井地质类型划分为极复杂矿井，水文地质条件类型为极复杂性矿井。
三、复合支护在厚煤层掘进中的应用
1.煤矿巷道复合支护原理
煤层开采作业中，伴随着掘进作业的进行，巷道逐渐加宽和深入，巷道中围岩应力会从三维应力转变成为二维应力，表现为：围岩壁的切向应力成为最大应力点，随着围岩内部扩展，径向应力缓慢增加。研究发现，围岩应力分布可分为弹性区域、塑性硬化区域、塑性软化区域以及塑性流动区域，其中弹性区域、塑性硬化区域稳定性较差，应进行支护处理。
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2..煤矿巷道复合支护原则
为保证该煤矿的安全开采，准备采用复合支护技术进行巷道的支护。应用复合支护技术时应注重遵守以下原则：首先，强化顶板与底板控制。应用复合支护技术支护厚煤层巷道时，做好顶板与两帮的支护尤为关键，尤其为防止底鼓情况的发生，支护作业中应加强底板的处理。其次，注重围岩应力释放。支护作业中，应注重围岩应力的释放，并运用卸压措施进行卸压，借助二次支护，提高围岩自身稳定性。最后，优化围岩力学性能。注重运用相关的排水措施，将水及时排出，尤其做好围岩力学性能分析，及时采取措施进行优化。
3.煤矿巷道复合支护技术应用
应用复合支护技术进行厚煤层掘进作业时，无论是锚杆的安装还是钢拱架支护，专业性较强，为保证施工质量，应用这一复合支护技术时应认真落实施工细节。
首先，做好锚杆与钢拱架支护设计。通过巷道围岩各个部分应力的分析、计算，做好锚杆及锚网的设计，尤其应确定底部锚杆下扎角度、锚固力、排间距、锚杆类型等内容。除此之外，针对塑性软化区域应进行强化加固处理。为保证厚煤层掘进作业的安全性，做好金属支架的设计尤为重要。一般情况下，为提高发生冲击区域围岩承载力，杜绝坍塌或冒顶事故的发生，可应用可压缩金属支架。其中工字型钢可有效提高抗侧压力。另外，设计过程中，设计人员还应通过力学模拟对支架进行优化，进一步提高其力学性能。
其次，锚杆安装施工时，首先认真处理需要安装锚杆的围岩，及时将松动的围岩清理干净。在对围岩应力认真分析的基础上，设计合理的定眼位。而后垂直巷道顶板进行钻孔，待达到设计深度之后，清理干净孔内碎屑。其次，安装巷道顶板锚杆时，应确保锚杆进入到金属网和钢带，牢牢的将其压紧，为提高紧固效果，可将树脂固锚剂注入到连接孔中，待树脂发挥作用后对螺母进行紧固。最后，托板的锚杆安装时，应清理干净周围的浮煤，紧固锚杆后，其外露长度应符合规范要求，一般在20~30mm范围。
最后，钢拱架支护在破碎岩石支护中的应用效果显著。煤层掘进初期，使用钢拱架支护，必要情况使用混凝土喷射，可获得良好的支护效果。当前应用较为广泛的钢拱架包括工字型钢拱架、钢筋格栅钢拱架、U型钢拱架等，其中工字型钢拱架具有承载力强、刚度大等优点。为充分发挥钢拱架作用，施工中应先进行立柱的施工，而后进行上拱部分的施工。施工中为保证连接的牢固性，应使用螺栓进行紧固，并进行焊接操作。根据设计要求预留合适的拱架间距，并由外向内进行安装作业。混凝土浇筑施工时，应明确施工的重点位置，如在钢拱架与立柱结合的位置使用混凝土进行加固，混凝土浇筑厚度一般控制在5cm。另外，需要注意的是，为获得良好的施工效果，混凝土浇筑时间以及浇筑厚度，应结合巷道实际情况进行分析、计算，确定最佳的施工参数，保证施工质量。
四、结论
厚煤层开采作业是煤矿开采单位工作的重点，如何保证厚煤层开采的安全性，成为煤矿开采单位热议的话题。厚煤层开采条件复杂，稍有不慎容易出现安全问题，因此，煤矿开采单位应做好支护技术，尤其复合支护技术的应用研究。本文通过研究得出以下结论：
（1）厚煤层开采作业中，复合支护形式多种多样，究竟采用何种复合支护技术，需要技术人员做好实地勘察，做好分析、计算。
（2）复合支护技术应用于厚煤层开采作业中时，应做好各支护技术参数的分析、设计，施工中严格按照规范及设计要求进行，确保各细节落实到位，参数控制在允许范围内，保证复合支护技术质量。
参考文献：
[1]胡海龙.复合支护在厚煤层掘进中的应用[J].能源与节能，2018（08）：119-120+122.
[2]韩巍.松软厚煤层复合支护沿底快速掘进应用研究[J].山东工业技术，2013（14）：130+132.
[3]竺光明.让压复合支护在高应力厚煤层中的应用[J].中州煤炭，2007（04）：16-17+50.
[4]李志强.厚煤层综放工作面大断面切眼复合支护技术应用[J].煤炭与化工，2015，38（02）：72-73.
论文作者:盛亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
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