U型鋼支護技術在煤礦巷道中的應用

摘要：煤炭資源關系到國家經(jīng)濟社會的健康有序發(fā)展，礦井的安全與否對國民經(jīng)濟的發(fā)展和社會發(fā)展都具有中大的作用，隨著淺層煤炭資源開采日益枯竭，煤礦逐步向更深的方向發(fā)掘、礦井越深承受的來自各個方向的壓力也就越大，煤礦巷道的變形與否直接與煤礦安全開采有重大的關聯(lián)。U型鋼技術在煤礦巷道中的應用主要是為了抗擊來自煤礦巷道中各個方向的壓力，確保煤礦巷道不變形，不變質，能夠抵住各種壓力，從而確保煤礦巷道的安全。本文主要對U型鋼支護技術在煤礦巷道中應用的優(yōu)點、存在的缺點以及實際的應用進行了探討。

關鍵詞：U型鋼支護技術 煤礦巷道 應用

煤炭作為我國最重要的能源，在現(xiàn)代化建設中發(fā)揮著重要作用。煤礦是開采煤炭資源的重要來源地，確保煤礦安全是確保煤炭資源有效供應的最重要保障。隨著煤礦開采的深入，礦井也越來越深，煤礦巷道也越來越多，來自于各個方向的壓力也越來越大，這就對巷道抗壓能力提出了更高的要求，煤礦巷道在煤礦礦井中占據(jù)著重要的地位，確保煤礦巷道的安全是保障整個礦井安全的重要內容，在此背景下，U型鋼支護技術在煤礦巷道中正在得到推廣和應用。

1 U型鋼支護及在煤礦巷道中應用的背景

U型鋼是一種橫截面像英文字母“U”的鋼鐵。目前在我國實行的最新標準是2008發(fā)布的，從2009年4月1日開始執(zhí)行的國家推薦標準GB/T 4697-2008。其具有承受壓力大、支撐時間久、易安裝不易變形等特點，近些年來在煤礦巷道中逐步應用和推廣。煤炭資源關系到國家經(jīng)濟社會的健康有序發(fā)展，礦井的安全與否對國民經(jīng)濟的發(fā)展和社會發(fā)展都具有重大的作用。隨著淺層煤炭資源開采日益枯竭，煤礦逐步向更深的方向發(fā)掘、礦井越深承受的來自與各個方向的壓力也就越大，煤礦巷道的變形與否直接與煤礦安全開采有重大的關聯(lián)。特別是近些年來，煤礦事故不斷發(fā)生，也成為了媒體關注的焦點。如何才能夠確保整個煤礦礦井的安全，這就要求我們應該從大局出發(fā)，從煤礦礦井的點點滴滴抓起，尤其是在煤礦礦井巷道上不能出現(xiàn)差錯，為了抵抗來自各個方面的壓力，確保煤礦巷道安全，U型鋼支護技術具有承受壓力大、支撐時間久、易安裝不易變形等特點，在煤礦巷道中正在得到推廣和應用。

2 煤礦巷道中U型鋼支護技術的應用

U型鋼技術在煤礦巷道中的應用主要是為了抗擊來自煤礦巷道中各個方向的壓力，確保煤礦巷道不變形，不變質，能夠抵住各種壓力，從而確保煤礦巷道的安全。從理論上來說，對付煤礦壓力可以采用“抗壓”、“讓壓”、“躲壓”和“移壓”等四種方式，但是由于煤礦巷道的特殊性，通常絕大多數(shù)都是采用抗壓的方式來進行布設的?？箟旱姆椒ㄖ饕峭ㄟ^提高支架的支撐能力或支護密度，用加強支護的手段去抑制或減少圍巖移動，增強巷道抗變形能力以對付礦壓的作用。U型鋼技術主要可以分為U型鋼拱形可縮性支架和U型鋼梯形可縮性支架，在煤礦巷道中經(jīng)常應用的是U型鋼拱形可縮性支架。

2.1 煤礦巷道中U型鋼拱形可縮性支架應用的優(yōu)點。隨著煤礦礦井開采深度的增加，受礦井所占區(qū)域地質構造和生產(chǎn)條件的影響，深層礦井的開口和巷道以及變形巷道不斷地增加，來自于各個方面的壓力也越來越大，伴隨而來是面臨各種安全隱患方面的挑戰(zhàn)，為了確保煤礦礦井的安全，對巷道支護技術要求越來越高。煤礦巷道中U型鋼拱形可縮性支架的結構相對較簡單，一般是由頂梁、柱腿、連接件、架間拉桿、背襯材料等五個部分組成，拱形的支護技術能夠承載的壓力比一般的礦工鋼大，U型鋼的可縮性能比較好，具有應用大斷面等優(yōu)點。深層煤礦礦井巷道具有較大的壓力，一般的支護難以承受，同時在特殊的地質構造和水文環(huán)境下，對煤礦巷道的支護技術都提出了更高的要求，U型鋼拱形可縮性支架能夠在較大斷面的煤礦巷道中應用，同時具有較好的伸縮性，能夠很好地承受較大的壓力。

2.2 煤礦巷道中U型鋼拱形可縮性支架應用的不足。U型鋼拱形可縮性支架在煤礦巷道中使用的技術難度相對較大，在建設過程中投資比較高，巷道支架在運輸、架設和回收等過程中都不是很容易的。當前在煤礦巷道支護中使用的U型鋼支架支護承受的壓力壽命和使用壽命相對較短。U型鋼支護在煤礦巷道中的使用在一些技術上還存在一些難以克服的難題，比如說U型鋼支護在煤礦巷道中使用時主要是先利用礦用的工字鋼對已經(jīng)開口的煤礦巷道的頂梁進行聯(lián)鎖加固，在此基礎上再通過用U型鋼棚雙向開口的設計方法對巷道的十字口支護進行處理，這種設計很容易引起頂部頂板因施工固定的不結實而發(fā)生頂煤冒落等方面的問題，從而導致U型支架變形，當U型鋼拱形可縮性支架出現(xiàn)變形時進行相應的設備維護也是比較困難的。

2.3 煤礦巷道中U型鋼支護技術的具體實踐應用。煤礦礦井巷道中U型鋼拱形可縮性支架一般是由頂梁、柱腿、連接件、架間拉桿、背襯材料等五個部分組成的，按照支架的節(jié)數(shù)可以分為三節(jié)、四節(jié)、五節(jié)。在具體的煤礦礦井巷道應用中，從理論上來說，當煤礦礦井巷道的斷面不是很大時，側面的壓力也比較小時，一般采用的是三節(jié)；隨著煤礦礦井巷道斷面的增大和側面壓力的增加，U型鋼拱形可縮性支架的節(jié)數(shù)是隨之增加的，是呈正相關的關系。U型鋼支護技術按照柱腿的曲直情況可以分為直腿式和曲腿式兩種。根據(jù)在煤礦礦井巷道中U型鋼支護技術的施工設計，在煤礦礦井巷道施工進行到巷道開口處時，需要迅速地進行U型鋼支護的轉換，要用特殊的，U型鋼支架支護，等到這種特殊的U型鋼支架施工完成后，應該在開口的中心位置及對幫分別聯(lián)鎖2道和1道抬棚梁，在此基礎上再通過打錨索用托板加固法來對特殊U型鋼支架的分差點進行加固。

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