浅析煤矿巷道支护技术及应用

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1、浅析煤矿巷道支护技术及应用摘要：随着煤矿的开采程度不断加深，煤矿企业开始将研究重点放在对煤矿巷道支护技术的改进上，这不仅可以大大提高煤矿开采工程的安全性，而且可以快速提高其自身的经济效益。本文首先介绍了煤矿巷道支护理论，其次阐述了目前煤矿巷道支护常用形式，最后分析了锚杆支护技术在软岩巷道应用，并提出存在的问题。关键词：煤矿巷道；锚杆支护；软岩巷道；应用1煤矿巷道支护理论1.1联合支护理论该理论应用的核心是改变以前各种防护技术所采用的通过提高支护体的刚度来控制围岩变形的方式，将刚柔有机结合，形成了对巷道的稳定支护。该理论下的支护技术被广泛应用于较为复杂的巷道中，但由

2、于当前煤矿巷道围岩条件日渐变差，各煤矿对该理论支撑下的支护技术应用得也越来越少。1.2??岩强度强化理论该理论的提出是建立在巷道锚杆支护技术基础之上的，锚杆支护一方面可以通过改变围岩的应力状态来增加围压，从而达到提高围岩承载能力的目的；另一方面还能有效提高被锚岩体性能，强化锚固区域岩体的峰值、峰后及残余强度。1.3松动圈支护理论该理论认为煤矿巷道在开挖过程中，会在巷道周边围岩上形成一个松动圈，围岩的变形程度主要取决于松动圈的膨胀程度。松动圈支护的对象是围岩破裂时膨胀变形的岩体，该防护技术根据围岩的分类提出了各具针对性的支护形式。1.4新奥法支护理论该理论应用下的支

3、护原则主要包括以下几点：一是进行煤矿巷道的光面爆破；二是使用锚喷支护，对隐患区域周边的围岩进行加固，提高围岩自身的承载力；三是在存在安全隐患的巷道区域喷射混凝土，对巷道周边区域实行密贴支护。2煤矿巷道支护形式根据支护对围岩的作用方式可将煤矿巷道支护分为4类：①支护力作用在巷道围岩表面的支护方式，如各种类型的支架、喷射混凝土、砌碹支护等；②支护力不但作用在围岩表面，而且作用在围岩内部的支护方式，如锚杆与锚索支护；③改善巷道围岩力学性质，提高围岩强度的加固方法，如各种注浆加固方法；④改善巷道围岩应力状态，使巷道处于应力降低区，如各种应力控制技术。2.1棚式支架棚式支护

4、曾经是煤矿巷道的主要支护方式，在20世纪90年代初，这种支护所占的比重高达80%以上。按支护材料可分为木支架、钢筋混凝土支架及金属支架，其中木支架与钢筋混凝土支架已经逐步被淘汰。金属支架按工作原理分刚性与可缩性支架；按支架材料分为工字钢、U型钢及其它；按断面分为梯形、拱形、圆形、环形。但是，棚式支架也属于被动支护，支架与巷道表面很难密切接触，控制围岩早期变形的能力差，在复杂困难条件下支护效果差、成本高。棚式支架的用量在逐年减少，被锚杆支护逐渐替代。2.2锚喷支护我国煤矿于1956年开始在岩巷中使用锚喷支护。喷射混凝土可及时封闭巷道周边，实施密贴支护，减少水、风对围

5、岩强度的影响。锚杆可及时支护围岩，起到主动加固作用，充分发挥围岩的自承能力。经过多年来连续不断的研究、试验与推广应用，锚喷支护技术无论在支护理论、支护设计，还是支护材料、施工机具与工艺、质量检测与矿压监测方面都取得了长足发展。锚喷支护不仅成为岩巷首选的、性能优越的支护形式，而且锚杆支护也成为煤巷的主体支护方式。2.3注浆加固在破碎煤岩体中开掘或维修巷道，采用棚式支护或锚杆支护很难取得较好的支护效果，围岩注浆加固是一条有效途径。注浆浆液可充填围岩裂隙，将破碎岩体固结，改善围岩结构，增加围岩自身承载能力。目前注浆材料主要有两大类型：水泥基材料和高分子材料，可根据巷道地

6、质与生产条件选取。2.4砌碹支护砌碹支护是应用很早的支护方式，目前在一些矿井的硐室、大巷中仍然采用。按砌碹支护材料可分为：料石、混凝土砌块、现浇混凝土、现浇钢筋混凝土等。但是，砌碹支护属于刚性被动支护，不仅支护成本高、施工速度慢，劳动强度大，而且不能适应围岩大变形。除特殊巷道和硐室，一般不宜采用。2.5应力控制技术将巷道布置在应力降低区，或采取人工卸压措施，使巷道周边的高应力向深部转移，是巷道围岩变形控制的另一个途径。将巷道布置在应力降低区是首选的方法。巷道布置方向优化、断面形状与尺寸优化，均可改善巷道受力状况。人工应力控制措施主要有切缝、钻卸压孔、爆破及掘卸压巷

7、等方式。由于人工应力控制方法施工比较复杂，目前还没有大面积推广应用。2.6复合支护复合支护是采用两种或两种以上的支护方式联合支护巷道。如果能充分发挥每种支护方式的支护性能，做到优势互补，复合支护会有更好的支护效果和更广泛的适用范围。复合支护虽然适用范围广，但支护费用高，成巷速度慢，支护形式选择不匹配时，往往造成各个击破的情况。应针对巷道具体条件，选择合理的复合支护形式，才能达到预期效果。3锚杆支护技术在软岩巷道中的应用3.1软岩巷道与锚杆技术软岩煤矿巷道的特点主要为遇水会发生大量膨胀、风化作用明显、易发生崩解、围岩强度不高、煤层与顶底板岩层的胶结性较差等。软岩巷道

8、的煤层厚度