煤礦開拓巷道支護(hù)技術(shù)分析

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)能源的需求量不斷增加，當(dāng)前我國主要消耗的能源還是以煤炭為主，所以對(duì)煤礦的開采量提出了更高的要求。當(dāng)前煤礦為了確保及時(shí)滿足社會(huì)發(fā)展過程中對(duì)煤炭的需求，都加大了開采的力度，為了提高煤炭出產(chǎn)量，則不斷增加開采的深度，而且煤礦的機(jī)械化水平也得以不斷提升。由于當(dāng)前開拓巷道的斷面積不斷增加，所以為了確保礦井生產(chǎn)的安全，則需要利用巷道支護(hù)來對(duì)巖石的破壞起到有效的緩解和防范作用。文中從煤礦開拓巷道支護(hù)設(shè)計(jì)入手，對(duì)煤礦開拓巷道支護(hù)形式進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)煤礦開拓巷道支護(hù)存在的問題及對(duì)策進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦；開拓巷道；巷道支護(hù)技術(shù)；支護(hù)方式

1 煤礦開拓巷道支護(hù)設(shè)計(jì)

1.1 斷面形狀設(shè)計(jì)

在對(duì)斷面巷道形態(tài)進(jìn)行選擇時(shí)，無論是拱形巷道斷面形態(tài)還是梯形斷面巷道形態(tài)都具有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，如果從受力角度來看，拱形巷道斷面形態(tài)具有較好的承受壓力的能力，相比于梯形和矩形斷面要具有較好的優(yōu)勢(shì)，但拱形巷道存在著頂板破碎的危險(xiǎn)，而且會(huì)給采掘工作帶來一定的阻礙作用，不利于開采進(jìn)度的順利進(jìn)行，所以在對(duì)巷道形態(tài)和支持方式進(jìn)行選擇時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的情況，同時(shí)還這要對(duì)斷面尺寸進(jìn)行確定，有效的確保安全間隙，對(duì)成本進(jìn)行綜合考慮，這樣才能科學(xué)合理的對(duì)巷道進(jìn)行布置。

1.2 支護(hù)時(shí)間選擇

在開拓巷道在建成后，會(huì)受到不同應(yīng)力的破壞性作用，而這其中當(dāng)屬切向應(yīng)力最大，而徑向應(yīng)力較小，從而導(dǎo)致巷道存在著很嚴(yán)重的安全隱患，導(dǎo)致裂縫的發(fā)生，甚至部分裂縫還會(huì)存在著延伸的可能。這時(shí)巷道的地層會(huì)處于塑性狀態(tài)，極易出現(xiàn)變形，所以在開拓巷道完成其礦山壓力高峰出現(xiàn)后即需要進(jìn)行巷道支護(hù)。這是通過對(duì)巷道進(jìn)行加固，可以有效的對(duì)巷道的變形進(jìn)行控制，確保巷道的安全性。

1.3 巷道支護(hù)參數(shù)選擇

在開拓巷道支護(hù)建設(shè)工作中，其中十分重要的一項(xiàng)工作即是對(duì)巷道支護(hù)進(jìn)行參數(shù)選擇，這可以更好的促進(jìn)巷道開挖工作的進(jìn)行。巷道參數(shù)選擇對(duì)于巷道支護(hù)施工設(shè)計(jì)工作更為重要，根據(jù)明確的目標(biāo)和方法來對(duì)巷道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行選擇，同時(shí)還是充分的與巷道項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)合，對(duì)支架的承受能力、通風(fēng)要求、巷道圍巖變形速率等進(jìn)行確定，從而對(duì)巷道支護(hù)基底面積基本參數(shù)進(jìn)行選擇，另外還要考慮到生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

2 煤礦開拓巷道支護(hù)形式

煤礦開拓巷道支護(hù)工作，需要根據(jù)開拓巷道的實(shí)際情況來對(duì)開拓巷道支護(hù)形式進(jìn)行分類。

2.1 砌碹支護(hù)方式

這是早期較為常用的一種支護(hù)方式，通常會(huì)在一些礦硐室的大型巷道中進(jìn)行應(yīng)用，而且根據(jù)其拱支護(hù)材料的不同可以將其分為三種支護(hù)方式，即混凝土砌塊支護(hù)、澆混凝土支護(hù)和鋼筋混凝土支護(hù)，但砌碹支護(hù)方式作為剛性被動(dòng)的支護(hù)方式，其施工量較大，建造成本較高，對(duì)于圍巖大變形等情況具有不適用性，因此只在一些特殊的巷道和硐室內(nèi)進(jìn)行使用。

2.2 棚式支護(hù)方式

在上世紀(jì)九十年代初期，利用土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架和金屬支架等類型的棚式支護(hù)方式得以在開拓巷道支護(hù)中進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)在其技術(shù)不斷完善過程中，當(dāng)前木框架和鋼筋混凝土框架已應(yīng)用的較少，而金屬支架由于其具有剛性和柔性的特點(diǎn)，所以其應(yīng)用較為廣泛。但棚式支護(hù)方式也屬于被動(dòng)支護(hù)方式的一種，在一些較為復(fù)雜或是條件較差的情況下，不能對(duì)周圍巖石變形的支護(hù)中發(fā)揮出良好的效果，而且建設(shè)成本較高。

2.3 錨噴支護(hù)方式

錨噴支護(hù)作為煤礦開拓巷道支護(hù)技術(shù)中較為重要的一種，在支護(hù)工程中使用已有幾十年的時(shí)間，利用錨噴支護(hù)與圍巖作用可以有效的起到良好的加固效果，有效的將圍巖自承能力有效的發(fā)揮出來，確保了緊支撐的實(shí)現(xiàn)，而且在開拓巷道建設(shè)中，有效的降低了風(fēng)和水流所帶來的影響，確保了周圍巖層強(qiáng)度的加強(qiáng)。而且隨著錨噴支護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其應(yīng)用范圍得以不斷擴(kuò)大。

2.4 注漿加固方式

對(duì)煤礦開擾巷道進(jìn)行支護(hù)，其是在打破原有巖應(yīng)力作用的基礎(chǔ)上，重將對(duì)巷道巖應(yīng)力進(jìn)行分布置，確保其達(dá)到分布的平衡和穩(wěn)定，從而確保生產(chǎn)的安全。所以可以利用注漿加固方式方，對(duì)于一些破碎巖體可以向圍巖進(jìn)行注漿，從而有效的提高圍巖結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，使其承載能力得以提升，從而獲得良好的加固效果。

2.5 復(fù)合支護(hù)方式

在一定程度上由于人工應(yīng)力控制方法復(fù)雜，所以還沒有得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。復(fù)合支護(hù)是用兩種或兩種以上的支護(hù)方法相結(jié)合的方式，可以有效發(fā)揮每類支護(hù)方式的性能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩種支護(hù)方式的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，復(fù)合支護(hù)方式可以發(fā)揮更好的支護(hù)效果而具有更廣泛的應(yīng)用范圍。復(fù)合支護(hù)方式雖然范圍廣，但成本高，存在支護(hù)形式選擇匹配問題，根據(jù)巷道具體條件，需要合理的選擇復(fù)合支護(hù)方式，才能達(dá)到預(yù)期的效果。

3 煤礦開拓巷道支護(hù)存在的問題及對(duì)策

根據(jù)煤礦的實(shí)際情況，對(duì)煤礦開拓巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析，在煤礦巷道掘進(jìn)過程中，合理設(shè)計(jì)開拓巷道的支護(hù)方式，以保障煤礦巷道建設(shè)工作的安全和高效運(yùn)行。針對(duì)煤礦開拓巷道支護(hù)建設(shè)中存在的問題，建議采取以下相關(guān)改善措施。

煤礦開拓巷道支護(hù)問題是煤炭工業(yè)的一個(gè)主要問題。在開拓巷道建設(shè)中，存在的問題主要為：由于圍巖表面的結(jié)合能力比較差，加上構(gòu)造應(yīng)力相對(duì)薄弱，而容易出現(xiàn)過大的變形和破壞現(xiàn)象，從而容易形成粉碎區(qū)；其次圍巖的應(yīng)力和變形容易導(dǎo)致巷道圍巖受到破壞，所以在軟巖開拓巷道建設(shè)中，僅僅采取單一的措施不能滿足實(shí)際工程的需要，應(yīng)根據(jù)所存在問題的原因，合理采取相應(yīng)的支護(hù)措施。對(duì)開拓巷道進(jìn)行應(yīng)力控制過程中，需要合理布置巷道內(nèi)部的應(yīng)力分布，采取手動(dòng)方式或者機(jī)械措施優(yōu)化巷道應(yīng)力分布，合理設(shè)計(jì)開拓巷道截面形狀和尺寸，優(yōu)化巷道圍巖應(yīng)力狀態(tài)，合理分布周圍的殘余應(yīng)力，進(jìn)而合理控制巷道周圍巖層的變形和應(yīng)力分布，所以在改進(jìn)開拓巷道支護(hù)存在的問題過程中，需要通過對(duì)礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)密集型分析，合理布局巷道支護(hù)方式。在開拓巷道的薄弱環(huán)節(jié)，加強(qiáng)支護(hù)剛度，增強(qiáng)巖石表面約束力，避免破碎帶向縱深方向發(fā)展，提高圍巖的承載能力，以減少對(duì)圍巖的破壞，保持圍巖整體的穩(wěn)定性，同時(shí)盡量使巖層周圍平滑，避免產(chǎn)生應(yīng)力集中的狀況，合理使用復(fù)合支護(hù)方式，加強(qiáng)開拓巷道的支護(hù)強(qiáng)度，防止開拓巷道支護(hù)的過度變形。

4 結(jié)束語

近年來，煤礦企業(yè)加大了開采的力度，而且開拓巷道的埋深度得以不斷增加，在這種情況下，在施工中所遇到的地質(zhì)環(huán)境則會(huì)更加復(fù)雜化，這使巷道支護(hù)工作的難度得以進(jìn)一步增加，所以需要科學(xué)合理的應(yīng)用煤礦巷道支護(hù)技術(shù)，加快推動(dòng)煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，確保煤礦生產(chǎn)的安全性和可靠性。

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