煤礦巷道支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用研究

摘 要：本文通過對巷道支護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀、煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用的研究分析，明確了巷道支護(hù)技術(shù)對于煤礦巷道的開采具有重要作用，所以，相關(guān)單位應(yīng)該加強(qiáng)對巷道支護(hù)技術(shù)的不斷改進(jìn)及完善。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道；支護(hù)技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號： TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0241-01

1 巷道支護(hù)原理

通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)踐，了解了國內(nèi)外煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀。巷道支護(hù)技術(shù)對礦井巷道安全施工具有重要意義。巷道支護(hù)的原理是研究圍巖巷道的力學(xué)性質(zhì)及其整體支護(hù)系統(tǒng)，借助圍巖自身穩(wěn)定性及其支護(hù)系統(tǒng)使巷道穩(wěn)定。另外，在進(jìn)行巷道施工時(shí)，要充分分析圍巖性質(zhì)，科學(xué)合理地選擇配套材料和支護(hù)方法。

2 煤礦巷道的支護(hù)形式

2.1 錨固和噴射混凝土支撐

自1956年以來，中國的煤礦一直在巖巷中使用錨桿和噴射混凝土。噴射混凝土能及時(shí)密封巷道周圍區(qū)域，并進(jìn)行緊密支撐，減少水，風(fēng)對周圍巖石強(qiáng)度的影響。錨桿能及時(shí)支撐圍巖，起到主動(dòng)加固的作用，充分發(fā)揮圍巖的自承載能力。經(jīng)過多年的不斷研究，試驗(yàn)和推廣，錨桿支護(hù)技術(shù)在支護(hù)理論，支護(hù)設(shè)計(jì)，配套材料，施工機(jī)械與技術(shù)，質(zhì)量檢測和礦壓監(jiān)測等方面取得了長足的進(jìn)步。錨桿噴射不僅是巖巷的首選，也是煤巷的主要支護(hù)形式。

2.2 砌體支撐

砌體支撐是早期的支撐方法。它仍然在一些煤礦中使用。根據(jù)砌體支撐材料，可分為：石材，混凝土砌塊，現(xiàn)澆混凝土，現(xiàn)澆鋼筋混凝土等。然而，砌體支撐是一種剛性的被動(dòng)支撐，它不僅支撐成本高，施工速度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且不能適應(yīng)圍巖的大變形。除特殊巷道和室外，不適合使用。

2.3 復(fù)合支持

復(fù)合支持由兩種或兩種以上的支持方式支持。如果能夠充分發(fā)揮各種支持方法的支撐性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，復(fù)合支撐將具有更好的支撐效果和更廣泛的應(yīng)用范圍。雖然復(fù)合支撐的應(yīng)用范圍很廣，但支撐成本高，車道形成速度慢，且支撐形式的選擇不匹配，往往導(dǎo)致故障。根據(jù)巷道的具體情況，應(yīng)選擇合理的復(fù)合支護(hù)形式，以達(dá)到預(yù)期的效果。

2.4 棚式支撐

屋頂支撐方法主要用于圍巖的外部和內(nèi)部。支撐材料主要分為木材和鋼筋混凝土。在現(xiàn)階段，木材支撐方法不再用于煤礦巷道的支護(hù)技術(shù)。棚型支撐可根據(jù)剖面分為梯形，拱形和圓形支撐，棚式支撐也是一種支撐。被動(dòng)支護(hù)技術(shù)控制變形能力較差，不能滿足復(fù)雜地質(zhì)條件下的支護(hù)要求。梭口式支撐的效果差，成本高，并且逐漸被螺栓支撐所取代。

3 煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 軟巖巷道支護(hù)不合理問題

不合理的巷道支護(hù)主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①支撐力太強(qiáng)，強(qiáng)度太強(qiáng)，不能超過支撐本身的需要，這會(huì)增加采煤和建筑的成本，但這種情況比較?。虎谥瘟μ?，通過小的力量將直接影響煤礦巷道積極。通常采礦，為了節(jié)省一些煤礦的資金，在巷道的支撐下缺乏材料，這將嚴(yán)重影響隧道的結(jié)構(gòu)。它還會(huì)引起巷道變形，影響巷道的正常功能。在某些情況下，這種情況也需要花費(fèi)大量的時(shí)間和資金來進(jìn)行。維護(hù)和修理，產(chǎn)生兩倍的努力，這種情況在一般煤礦巷道設(shè)計(jì)中更為常見；③巷道支護(hù)的施工設(shè)計(jì)參數(shù)不符合實(shí)際參數(shù)，直接影響巷道支護(hù)的合理性。通過對上述問題的分析，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圍巖的強(qiáng)度相對較軟時(shí)，會(huì)引起關(guān)節(jié)裂縫，使含有粘土的礦物進(jìn)入巷道內(nèi)部環(huán)境，影響周圍巖石的正常施工。巷道。內(nèi)部應(yīng)力減小并集中，這對巷道的穩(wěn)定性有很大影響。此外，周圍的巖石沒有封閉，這將導(dǎo)致其長時(shí)間暴露在空氣中并且容易風(fēng)化。影響巷道內(nèi)部環(huán)境的主要原因是支護(hù)參數(shù)不合理。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，地腳螺栓沒有固定，支架的強(qiáng)度和參數(shù)與參數(shù)不一致。這些因素將對煤礦巷道的支撐帶來一些問題。

3.2 軟巖巷道與錨桿技術(shù)

軟巖巷道的主要特點(diǎn)是水膨脹大，風(fēng)化明顯，易崩解，圍巖強(qiáng)度低，煤層，頂板，地板膠結(jié)性差。軟巖巷道煤層厚度接近6m，但由于節(jié)理和墊層的發(fā)育，其抗壓強(qiáng)度明顯不足。另外，由于頂板和底板屬于Sandy Rock，屋頂和地板巖石的強(qiáng)度不強(qiáng)，可擴(kuò)展性強(qiáng)。全長預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)用于軟巖巷道，垂直隧道面螺栓，W，金屬網(wǎng)和鋼網(wǎng)的應(yīng)用，使巷道變形程度降低，有效防止圍巖過度擴(kuò)張煤礦，實(shí)現(xiàn)了圍巖的穩(wěn)定性和完整性。總的來說，在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，圍巖的變形程度得到了很好的控制，大大滿足了采煤的安全要求。

3.3 軟巖巷道支護(hù)的改進(jìn)措施

為提高軟巖巷道的支護(hù)水平，施工單位需要有效地改進(jìn)現(xiàn)有的支護(hù)技術(shù)。只有這樣才能更好地發(fā)揮道路支持的效果。對軟巖巷道采取常規(guī)措施后，仍然沒有明顯的效果。有關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對軟巖巷道的兩次支護(hù)。使用這兩種支撐不僅可以提高主支撐柔韌性的保護(hù)，還可以有效地增強(qiáng)支撐體的強(qiáng)度。在保證巷道穩(wěn)定的條件下，可以通過兩個(gè)支撐將圍巖控制在一個(gè)受控范圍內(nèi)，以釋放周圍巖石所承受的應(yīng)力。同時(shí)，應(yīng)設(shè)置軟巖巷道的具體條件，以提高巷道支護(hù)作用的針對性，增強(qiáng)噴層的強(qiáng)度和剛度，從而加固軟巖巷道。對于一些圍巖較弱的礦區(qū)，施工人員可采用錨梁支護(hù)技術(shù)，有效控制弱區(qū)面積，防止其進(jìn)一步擴(kuò)張，增強(qiáng)整個(gè)圍巖的約束力。另外，采用光面爆破減少圍巖振動(dòng)，提高圍巖穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

隨著中國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，中國煤炭工業(yè)取得了一定進(jìn)展，煤炭資源的利用越來越多樣化和多樣化。但是，煤炭資源本身具有不可再生的特點(diǎn)，相對采礦量將逐步減少。同時(shí)，根據(jù)煤炭工程分析，煤炭資源穩(wěn)定性較差，相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究。

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收稿日期：2018-9-9