大埋深高應(yīng)力巷道讓壓支護(hù)技術(shù)研究

劉威

摘 要：隨著煤礦資源的應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，煤炭資源的需求也在不斷增加，由此也使得我國(guó)的煤礦礦井的深度也在不斷增加，這直接給當(dāng)前的煤炭行業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。如何應(yīng)對(duì)大埋深高應(yīng)力巷道讓壓支護(hù)的相關(guān)問(wèn)題，逐漸成為了我們共同關(guān)注和必須面對(duì)的問(wèn)題。巷道深度的不斷增加， 不僅支護(hù)結(jié)構(gòu)變得日趨復(fù)雜，相關(guān)的影響條件和因素也層出不窮，盡管如此，為了更好的開(kāi)發(fā)利用煤炭資源，巷道支護(hù)工作室必不可少的環(huán)節(jié)之一。為了更好的保證巷道安全和礦井的開(kāi)挖順利，我們必須加強(qiáng)對(duì)于大埋深高應(yīng)力巷道讓壓支護(hù)技術(shù)的研究和應(yīng)用，對(duì)其進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文也將從大埋深高應(yīng)力巷道讓壓支護(hù)存在的問(wèn)題出發(fā)，對(duì)于大埋深高應(yīng)力巷道讓壓支護(hù)相關(guān)理論和技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，希望給讀者一定的啟示。

關(guān)鍵詞：大埋深 高地應(yīng)力 巷道 讓壓支護(hù)技術(shù) 研究

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（c）-0098-01

我國(guó)的礦井深度每一年都在呈一定的速度在加深，由于巷道巷道埋藏深，為了更好的適應(yīng)嚴(yán)峻的復(fù)雜支護(hù)形勢(shì)，我們必須采用更好更先進(jìn)的讓壓支護(hù)技術(shù)，特別是在巷道開(kāi)挖的過(guò)程中，由于各部分的應(yīng)力在不斷發(fā)生變化，很多的巷道的變形量和變形范圍都是不可預(yù)測(cè)的，所以以后的巷道支護(hù)工作中，我們還應(yīng)該努力提高當(dāng)前大埋深高應(yīng)力巷道讓壓支護(hù)的效果和效率，當(dāng)然還應(yīng)該注重支護(hù)成本的控制，這幾方面的問(wèn)題的協(xié)調(diào)統(tǒng)一才是科學(xué)發(fā)展的真實(shí)體現(xiàn)。長(zhǎng)時(shí)間的礦井支護(hù)實(shí)踐表明，在采用了高強(qiáng)的可變形的讓壓錨桿和錨索進(jìn)行支護(hù)之后，不僅支護(hù)強(qiáng)度得到了顯著的提高，同時(shí)使得原來(lái)巷道變形的程度也在不斷降低，不僅符合煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更是社會(huì)效益的一種再現(xiàn)。

1 大埋深高應(yīng)力巷道支護(hù)存在的問(wèn)題分析

1.1 巷道支護(hù)的現(xiàn)狀分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，各項(xiàng)支護(hù)技術(shù)也得到了顯著的提高，其中的煤礦的錨桿支護(hù)技術(shù)也得到了迅速的提高和應(yīng)用，并在礦井支護(hù)的過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用，但是從錨桿本身的制造工藝和其相關(guān)的發(fā)展實(shí)際來(lái)看，具有很好應(yīng)用價(jià)值的錨桿種類還不是很多，相關(guān)的錨桿支護(hù)技術(shù)還需要進(jìn)一步的完善。特別是在深井巷道的開(kāi)挖過(guò)程中，由于深度較深，壓力增加很多，變形量和變形的部位更難控制，因此需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，否則這些都將成為影響礦井開(kāi)挖和巷道安全的因素。另一方面，從支護(hù)方式和管理的方面來(lái)看，由于缺乏支護(hù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或是沒(méi)有采取合理正確的支護(hù)形式和方法，那么就會(huì)直接給錨桿支護(hù)效果造成威脅，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使得所有的支護(hù)工程失效，使得工程停止進(jìn)行。因此在支護(hù)過(guò)程中，還應(yīng)該理論聯(lián)系實(shí)際，選擇正確的支護(hù)形式，采取正確的支護(hù)技術(shù)，保證巷道支護(hù)的安全、高效、快速進(jìn)行才是我們共同追求的。

1.2 安裝載荷的不足直接影響到支護(hù)效果

在對(duì)大埋深高應(yīng)力巷道支護(hù)的研究過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)安裝載荷的不足往往也是常見(jiàn)的支護(hù)問(wèn)題之一，如果安裝載荷不足會(huì)造成巷道的頂板或是兩端的支護(hù)在早期施工階段發(fā)生變形。這主要和巷道支護(hù)的錨桿設(shè)計(jì)有關(guān)，比如錨桿排放方式和間距的設(shè)置等等都會(huì)影響到支護(hù)效果，巷道的整體支護(hù)能力也會(huì)受到影響。同時(shí)錨桿安裝還需要具有全局性，保證每一個(gè)環(huán)節(jié)的安裝質(zhì)量才可以保證整體的支護(hù)安全。

1.3 當(dāng)前的錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足支護(hù)需求

在當(dāng)前的錨桿工程中，有的時(shí)候還采用的是全螺紋型的錨桿，這種錨桿的螺距叫其他的錨桿比較大，而且阻力也很大，不利于進(jìn)行安裝，同時(shí)還比較容易出現(xiàn)退絲、錨桿變化等現(xiàn)象，這些都是不符合大埋深高應(yīng)力巷道的實(shí)際需求的。為了解決以上提出的問(wèn)題，現(xiàn)在很多的煤礦開(kāi)始采用高強(qiáng)錨桿進(jìn)行支護(hù)，盡管受到了一定的支護(hù)效果，但是仍舊不能從根本上解決錨桿支護(hù)荷載不足的問(wèn)題，當(dāng)前的錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足支護(hù)需求。

2 大埋深高應(yīng)力巷道讓壓支護(hù)技術(shù)研究

2.1 大埋深高應(yīng)力巷道讓壓支護(hù)理念分析

由于煤礦深度的不斷增加，高應(yīng)力大變形巷道的數(shù)量也在不斷增加，對(duì)于這種類型的巷道支護(hù)，我們應(yīng)該正確看待大埋深高應(yīng)力對(duì)于巷道支護(hù)的影響，采取正確的錨桿支護(hù)形式，在對(duì)錨桿支護(hù)系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)時(shí)候還需要對(duì)一些相關(guān)因素進(jìn)行分析，比如錨桿的安裝應(yīng)力、支護(hù)強(qiáng)度、錨桿變形讓壓性能等等。因此，對(duì)于高應(yīng)力大變形巷道基本支護(hù)理念是：在一定的合理支護(hù)強(qiáng)度條件下，支護(hù)系統(tǒng)在安裝時(shí)必須對(duì)頂板施加足夠的安裝應(yīng)力。同時(shí)，錨桿本身必須有變形讓壓性能，以讓掉不必要的地壓載荷，起到既保證巷道支護(hù)效果又保證錨桿不被破壞的作用。

2.2 高強(qiáng)讓壓錨桿支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煤礦頂板是由不同層狀巖體組合成的層狀組合梁，為了使組合梁達(dá)到最佳強(qiáng)度，應(yīng)設(shè)計(jì)合適的錨桿長(zhǎng)度及錨桿系統(tǒng)的安裝應(yīng)力。達(dá)到最佳組合梁的錨桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足條件：（1）通過(guò)調(diào)整安裝應(yīng)力，使錨桿支護(hù)系統(tǒng)應(yīng)能夠控制錨固范圍內(nèi)的頂板離層，這需要選擇合理的錨桿類型和安裝應(yīng)力；（2）錨固系統(tǒng)應(yīng)能夠減少或消除頂板的拉應(yīng)力區(qū)；（3）錨桿應(yīng)能夠錨固在穩(wěn)定的巖層中；（4）錨固系統(tǒng)應(yīng)有足夠的能力控制頂板，并且在整個(gè)需要支護(hù)期間不失效。

2.3 采取預(yù)應(yīng)力錨桿，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承載載荷

預(yù)應(yīng)力錨桿在支護(hù)與圍巖的相互關(guān)系上，具有明顯的特點(diǎn)：（1）符合圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承載的基本支護(hù)思想；（2）及時(shí)主動(dòng)支護(hù)；（3）屬于柔性支護(hù)，選擇合理的支護(hù)剛度，使支護(hù)完成后，仍能與巖體一起產(chǎn)生少量的位移，釋放部分能量。既保持巖體受力平衡，又保持支護(hù)結(jié)構(gòu)不失穩(wěn)。新型預(yù)應(yīng)力錨桿則是在此基礎(chǔ)上采用了一種合理有效的讓壓，并在錨桿接近過(guò)載時(shí)像安全閥一樣起到讓壓保護(hù)錨桿桿體作用的預(yù)應(yīng)力錨桿。

3 結(jié)語(yǔ)

理論的創(chuàng)新與發(fā)展是巷道支護(hù)得以發(fā)展的重要基礎(chǔ)，但是巷道支護(hù)技術(shù)實(shí)踐的創(chuàng)新也是理論發(fā)展的實(shí)踐源泉，二者的相互統(tǒng)一發(fā)展才符合當(dāng)前大埋深高應(yīng)力巷道支護(hù)發(fā)展需要，才符合礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)的根本利益。實(shí)踐證明，在使用高強(qiáng)度的讓壓錨桿、錨索支護(hù)技術(shù)之后，在多數(shù)情況下都可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且對(duì)于支護(hù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的提高具有重要的作用。面對(duì)礦井開(kāi)發(fā)的新時(shí)期、新形勢(shì)，加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的研究與創(chuàng)新已經(jīng)勢(shì)在必行，因此各方應(yīng)該加強(qiáng)合作，共同努力，做好地質(zhì)勘測(cè)的同時(shí)也要做好強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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