基于巷道支护技术的研究

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1、基于巷道支护技术的研究摘要为了促进煤矿开采的有效性及安全性，必须对相关技术有比较全面的了解。本文结合本人的工作经验，主要就煤矿巷道支护技术展开相关论述。关键词煤矿；巷道；支护形式；支护技术中图分类号TD3文献标识码A文章编号1674-6708（2014）113-0105-020引言近几年来，随着我国社会经济的快速发展，对相关能源的需求已逐渐增多，而煤炭是非常重要的能源资源，其对社会经济的发展具有一定的促进作用，因此，必须对其开采情况引起重视，而对煤矿资源进行勘察及开采的同时，也应对其相关技术进行深入研究，为了使相

2、关人员对煤矿技术有更进一步的了解，本文主要就煤矿巷道支护技术作以下分析。1煤矿巷道常用的支护形式1）应力控制技术6即在应力降低区布置巷道，或通过人工卸压方式使巷道周边的高应力向深部转移，从而对巷道围岩的变形情况进行有效控制。一般而言，在应力降低区对巷道进行布置是首选的方法，通过对巷道布置的断面形状、方向以及尺寸进行优化，可使巷道受力情况得到有效改善。人工应力控制措施通常有掘卸压巷、切缝、爆破以及钻卸压孔等形式，在具体作业中，这样的施工比较复杂，且难度也较大，因此，目前还没有进行广泛应用。2）棚式支架此支护形式曾是

3、煤矿巷道中最主要的支护方式，按照支护材料的不同，可把其分为以下几种形式：钢筋混凝土支架、木支架、金属支架，其中，前两种支架已逐渐被淘汰。从某个角度而言，棚式支架是一种被动支护，其通常不会和巷道表面发生紧密接触，因此，难以对围岩早期变形情况进行有效控制，如果巷道的环境比较复杂，那么所需成本就会较高，而支护能力也难以得到有效保证。3）注浆加固即在破碎煤岩体中对巷道进行维修或开掘，和锚杆支护及棚式支护相比，其可对巷道进行更加有效的支护作用。在巷道中注浆浆液，可对围岩中的裂隙进行有效填充，从而可使破碎岩体发生固结，这样就

4、能使围岩的结构得到一定改善，进而可使围岩自身承载能力得到有效提高。现阶段，比较常用的注浆材料主要是高分子材料和水泥基材料，在实际应用中，要结合生产条件及巷道地质的具体情况选择合适的材料。4）复合支护6此支护方式是一种应用两种或两种以上的联合支护方式对巷道进行支护，使用这样的支护方式时，如果能使每种支护方式的支护作用及优势都能得到最大程度的发挥，将会取得非常有效的支护效果。复合支护可适用于许多巷道的施工中，但是其成巷速度较慢，且成本也比较高，如果支护形式的选择出现错误，就会很容易造成安全事故。2煤矿巷道支护理论及常

5、用的支护技术2.1支护理论1）松动圈支护理论。此理论认为，巷道开挖后通常会出现松动圈，受到松动圈的影响，围岩最大变形载荷就会出现碎胀变形，而围岩破裂过程中的岩石碎胀变形就是最主要的支护对象，松动圈的变化和碎胀变形的变化成正比关系，松动圈越大，碎胀就会出现越明显的变形现象，从而会导致围岩变形量有所增大，这样就会给巷道支护带来一定难度。此理论结合松动圈的大小对围岩进行分类，并提出了相关方面的支护形式；2）新奥法支护理论。煤炭行业中的研究人员，结合本行业的特点，对新奥法支护理论作了相关方面的完善及发展，并逐渐形成了以下

6、支护原则：采用光面爆破；采用早强喷射混凝土，并及时对巷道周边进行封闭，然后实施密贴支护；采用锚喷支护，对围岩进行有效加固，以使其自承能力得到一定提高，从而在岩内形成一个性能良好的承载圈；实施二次支护；在破碎围岩中注浆，以使其更加坚固；实施动态设计6及动态施工等；3）围岩强度强化理论。此理论认为，在锚杆支护的作用下，锚固体的力学参数可得到一定提高，从而可使锚岩体的力学性能得到有效改善，并可能使锚固区域岩体的峰值强度、残余强度以及峰后强度都得到较明显的强化，而且还能对围岩的应力状态进行有效改变，此外，通过增加围压，还

7、可促进围岩承载能力的有效提高。有的研究者还应用损伤力学、弹塑性力学、大变形力学以及流变力学等理论对巷道围岩的破坏及变形特征进行详细分析，并从多个角度对支护体与围岩之间的相互作用以及巷道矿压规律进行了深入研究；4）联合支护理论。此理论认为，在比较复杂的巷道中，如果只增强其支护体的刚度，那么通常都是难以对围岩的变形情况进行有效控制的，因此，要用先让后抗、先柔后刚、柔让适度的方式开展支护作业，这样才能保证支护的稳定性。在环境比较复杂的巷道中，联合支护理论的应用得到了有效推广，但是随着围岩条件越来越差，目前，此理论已受到

8、一定挑战，联合支护在某些巷道的应用中，通常都需对巷道进行多次维修，这样就会很容易导致围岩发生变形。2.2常用的支护技术1）深井全煤巷道沿空掘巷锚杆支护技术6此技术应用锚固平衡拱原理，通过数值分析来确定初步的支护设计及煤柱的尺寸，然后结合深井高地应力综采放顶煤工作面顺槽的矿压显示特点，应用在具有较强冲击倾向及采深大的放顶煤沿空巷道中。此技术可使掘进时的冒顶现象得到有效避免，