一、工程案例
中国一地区煤矿开采工作中煤层厚度在3.35～8.85m之间，平均煤层厚度保持在7.5m左右，煤层的倾角范围在4°～11°之间，煤层平均倾角在6°左右。由于开采区域的煤层倾角相对较小，属于一种近水平状态的煤层结构。煤矿开采工作面断面为矩形结构，煤矿巷道的宽度和高度分别为4.6m和4.4m，煤矿巷道的横断面面积超过20.25m2，因此，属于大断面煤矿巷道结构。通过实地勘测工作可以看出，煤矿巷道围岩结构主要是由砂质泥岩和泥砂岩构成，其中也包含大量的砂质泥岩。受煤矿巷道围岩结构物理属性的影响，煤矿巷道整体结构无法形成较高的支撑强度，因此，开展煤矿巷道支护工作难度较大。
二、大断面煤矿巷道支护方案确认
1.锚固体性能分析
通过此次煤矿巷道开采工作案例分析可以看出，煤矿巷道开采工作面巷道断面面积相对较大，同时煤矿巷道的顶板围岩结构属性强度相对偏低，在煤矿开采工作中很容易因为围岩结构稳定性下降而产生不利影响，因此，必须要采取更加科学有效的支护施工方法对其进行防护处理，保证煤矿开采工作的安全性。相关煤矿开采工作单位在进一步分析煤矿巷道围岩属性的基础上，最终采用锚杆加固施工方法。在煤矿巷道围岩支护工作中，需要重视锚杆锚固力对围岩结构稳定性的影响。根据相关理论与实践工作经验分析可以看出，当锚杆的锚固力符合加固工作要求时，锚杆与周围围岩结构之间会紧密连接在一起，可以将锚杆和围岩结构当成一个完整的整体。通过设置锚杆结构可以有效改善原本相对比较破碎的围岩结构基础，使其达到一个相对稳定的工作状态，进而在很大程度上提高围岩结构的支撑强度。除此之外，锚杆支护施工技术的应用还可以有效防治围岩结构破碎等问题，可以对局部变形或破碎的围岩结构做进一步的防护和处理。
2.锚固支护技术参数确认
在大断面巷道支护工作中，使用直径为6mm的圆钢材料进行焊接，可以得到钢筋网防护结构，钢筋网孔为菱形，菱形的边长为100mm。通过使用钢筋防护网结构，对煤矿巷道的顶板以及巷道两侧区域进行防护处理，避免煤矿巷道周围岩石结构脱落。相邻网片相互之间进行搭接时，要求搭接的宽度要超过100mm以上，然后使用钢筋组合锚杆结构对其进行进一步加固，其中，钢筋支撑梁结构使用直径为12mm的钢筋材料焊接和制作，顶板结构中使用的锚杆为螺纹钢筋，锚杆直径为20mm，总长度为2.5m。2个相邻锚杆之间的间隔距离控制在1.5m左右，相邻两排锚杆之间的间距为1m左右。在安装锚杆的工作过程中，必须使用配套设施保证锚杆加固工作的稳定性，通过使用螺帽和钢板托盘等有效提高锚杆支护结构的稳定性，同时煤矿巷道顶板位置通过使用锚索进行进一步补强处理，锚索使用的是螺纹钢预应力锚索材料，直径和长度分别为17.5mm和5.3m，相邻位置的2根锚索之间的间距控制在2.5m，同时相邻2排锚索之间的间隔控制在4.5m。安装锚索时，需要使用调心球型垫圈、锁具和钢板托盘等，钢板托盘的尺寸为300mm×300mm×16mm。煤矿巷道两侧区域锚杆为玻璃钢锚杆，直径为18mm，锚管长度为2m，安装时，使用配套的零部件和顶板加固，并且零部件的规格保持一致，顶板锚杆和煤矿巷道两侧位置的锚杆全部进行预应力安装，以有效保证锚杆加固处理工作的质量和稳定性。
3.大断面巷道支护技术的应用与效果
为了验证大断面煤矿巷道支护工作效果，需要对工作完成之后的煤矿巷道工作面变形情况进行全面监测和分析，有效判断锚杆的受力工作情况，同时对监测工作结果进行分析，有效验证锚杆支护工作效果。在监测点位的设置和监测方法的应用过程中，针对煤矿巷道表面产生的位移和变形情况展开分析，主要是记录煤矿巷道底板位置和两侧位置所产生的位移和变形情况。在实际工作中总共设置了2个监测站，其中第一个监测站与工作面迎头位置之间的距离控制在10.5m，第二个监测站与第一个监测站之间的距离控制在10.0m。每一个监测站点都需要设置4个不同的测量点位，分别位于煤矿巷道4个断面的中间位置，同时需要在对应的测量点位上钻出直径和深度分别为30mm和280mm的孔洞，向孔洞中打入长度300mm的木桩结构，然后再将钉子直接钉在木板桩上作为测量点。在具体的测量工作中，采用的是十字测量法。通过该测量方法的使用，可以准确计算出煤矿巷道断面结构产生的局部位移以及局部变形等问题，对断面结构变形发展趋势进行准确预测，以此来有效做好事先加固处理方案，保证大断裂煤矿巷道结构支护的安全性。
三、大断面煤矿巷道表面位移与锚杆荷载情况分析
1.煤矿巷道表面位移变形状况
为了进一步验证锚杆支护工作方案的整体效果，对煤矿巷道围岩结构表面的变形问题进行连续30d的监测，记录2个监测站底板位置的位移量和煤矿巷道两侧位置的位移量。通过对煤矿巷道围岩结构整体位移状况的分析可以看出，经过工作人员对2个不同监测点位连续30d的横断面变形情况分析，可以得出顶板的最大位移量超过28mm，同时煤矿巷道两侧区域最大位移量为37mm。通过对比2个监测点的数据信息可以看出，第一个监测点位产生的变形情况，相比于第二个监测点位的变形情况更加明显，同时端头部位的距离越小，则煤矿巷道的变形情况越明显。通过对比相同监测点位顶板位移量可以看出，两侧位置位移量相比于底板位置的位移量更大。这说明，煤矿巷道在掘进工作过程中，受到围岩结构垂直向下作用力的影响，水平应力所造成的围岩结构变形问题更加明显。
2.锚杆荷载监测结果分析
锚杆在支护工作中所承受的荷载也可以反映出煤矿巷道围岩结构的支护工作效果。通过对锚杆所承受的荷载压力参数分析，可以判断出锚杆使用过程中是否存在破坏性问题，通过对锚杆受力情况进行监测，得出锚杆的受力荷载随着时间的变化而变化。在为期30d的监测工作中，锚杆荷载先是逐渐上升的，初期阶段的变化速度相对较快然后变化速度会进一步减缓，最终锚杆的受力保持稳定没有出现明显的变化。通过对几个不同监测点位荷载参数收集分析可以看出，与工作面迎头之间的距离越近，则所对应的锚杆荷载力也就越大，在距离工作面迎头最远的4个监测点位，锚杆的荷载量一直为零。整体来看，锚杆的荷载受力并不是非常大，完全处于安全的控制范围之内，因此锚杆支护方案可以满足此次煤矿巷道大断面支护工作的要求，可以有效保证大断面煤矿巷道开采工作的安全性和稳定性。
结束语
综上所述，大断面煤矿巷道开采工作中，煤矿巷道支护施工技术的应用至关重要，需要对大断面煤矿巷道支护施工技术进行更深层次的研究，并不断完善，充分发挥出大断面巷道支护中的技术优势，保证煤矿巷道结构的安全性和稳定性。
参考文献
［1］薛彩峰.巷道掘进工程中锚索支护技术应用研究［J］.当代化工研究，2020(9)：57-58.
［2］苏旭.薄喷封闭技术在镇城底矿应用的可行性研究［J］.能源与节能，2020(3)：101-103.