浅谈煤矿岩巷掘进的支护技术与施工管理

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1、浅谈煤矿岩巷掘进的支护技术与施工管理【摘要】在地下开掘巷道后即形成空洞，破坏了原始应力平衡，产生矿山压力。在矿山压力作用下，周围的岩石就耍向空洞挤压，使巷道变形甚至塌毁。因此，地下巷道和嗣室一般都要进行可靠支护。有些巷道在使用期间的维护费用很高，因此要尽量避免将巷道开掘在矿山压力很大的区段内。本文主要探讨煤矿岩巷掘进的支护技术与施工管理。【关键词】岩巷掘进；支护技术；施工管理支护的作用是阻止或延缓周围的岩石向巷道内移动，保持巷道有足够的安全工作空间。有时，巷道处在稳定的岩层内，周围的岩石相当坚硬，巷道围岩的自承能力相当大，可以不必进行任何支护，使用几十年而不毁坏。煤矿屮具备这种条件的巷道

2、不多，而绝大部分巷道都需要支护。有些巷道支护只能起到暂时维持的作用。由于附近的采煤工作会引起岩层的剧烈移动和变形，受釆动影响的巷道上将受到极大的动压力，任何支架都阻止不了巷道的变形，因而需要经常检查和维修。因此，巷道的支护方式，要根据岩层的稳定性、巷道的服务年限和技术经济的合理性来选择。1棚式支架棚式支架由一梁两柱组成，常用来支护梯形断面的巷道。支架材料有圆木、钢筋混凝土预制件和钢材。木棚子圆木直径约20〜25cm,每米巷道架设2~3棚；棚子与巷道周边之问插入板皮或用旧的坑木背紧。木支架的优点是重量轻，容易加工和架设，初次成本较低，缺点是在井下潮湿环境下极易腐朽和损坏，有的使用不到一年就

3、耍更换维修，维护费用高。木棚子一般仅适用于服务年限不长的回采巷道。钢筋混凝土棚子是在地面用钢筋混凝土预制成标准尺寸的梁和柱运人井下组成的棚式支架。它的主要优点是经久耐用，具有一定的强度；缺点是重量人，搬运、架设和维修很不方便，且不能承受动压，只能在岩层活动己稳定的巷道内使用。这种装配式的钢筋混凝土支架，在既要节约坑木，又缺少钢材时起了很大作用。但随着金属支架的广泛应用和锚杆支架的研究成功，它的应用已逐渐减少。金属棚子是用I口钢轨、工字钢或槽钢代替木材，制成梁和柱支设的棚子。2拱形金属支架拱形金属支架用特型钢制成，可在动压较大的巷道中使用，拱形金属支架坚固耐用，架设和修理方便，并能多次回收

4、复用，是良好的巷道支架。缺点是钢材使用量较大。由特型钢制成的金属拱形支架，接头处用钢箍拉紧，当巷道有很大的动压时，接头处可以有相对移动，支架被压缩而保持足够的支撑力，保证巷道完好。3料石和混凝土砌筑支架用料石或混凝土可砌筑成连续的整体支架支护拱形巷道。砌筑时，先在巷道两侧砌筑直墙然后在工作台上砌筑拱顶。顶板压力经直墙传给基础，直墙也能承受一定的侧压力。4喷射混凝土支护喷射混凝土是将加有速凝剂、按一定比例配合的混凝土干料，通过混凝土喷射机在喷嘴处与水混合，高速喷射到拱形巷道周边凝结而成。喷层厚约50~150rnm。喷射混凝土以较高的速度射人和充填岩层的裂隙和空穴，可使混凝土层与岩壁紧密地粘

5、在一起，形成一个力学性质优良的支护层：喷射混凝土施工简单、速度快、成本低。由于喷射层薄，可以减少巷道岩石开凿量10〜15%。对于拱形断面的岩石巷道，是一种优良的支护方法，近年来获得了广泛应用。5锚杆及锚杆喷浆支护前面所讲述的支护方法，都是用支架或砌筑体支撑巷道，而有些开掘在坚硬岩层中的巷道可以完全不支护，可见巷道周围的岩层具冇相当的自承能力。锚杆支护即是基于这个道理，通过锚入围岩内部的锚杆，克服岩石抗拉强度小的弱点，充分利用围岩本身抗压强度大的特点，在巷道周围形成一个整体而又稳固的岩石支撑带，以达到维护巷道的目的，是一种积极防御性支护方法。锚杆支护的方法是，从巷道向周边岩层内打钻孔，钻孔

6、的深度约为巷道宽度的1/3-2/3；在钻孔内放置锚杆，并使锚杆与岩层锚固在一起。金属锚杆有多种形式，最简单的一种是在杆体末端开一条缝，缝内插进一个楔子，锚杆插人钻孔让楔子顶到钻孔底部，从外面敲击杆体，楔子将杆身末端撑大，与钻孔底部岩层紧紧锚住，然后在钻孔外端装上垫板和螺帽拧紧。钢筋沙浆锚杆，是在钻孔屮插入螺纹钢筋或废钢丝绳，然后用注浆器向钻孔内注人水泥沙浆。这种锚杆结构简单、成木低，锚固力犬，但要过一定时间才能锚固，不能立即支护巷道，也不宜在围岩破碎处使用。树脂锚杆是用合成树脂来粘结锚杆与钻孔壁，使岩层被锚固成整体。将胶状树脂装在玻璃纸或塑料的密封袋中，另有催化剂单独放在玻璃筒内，与树脂

7、隔开。安装时，将树脂袋先放人钻孔，然后将锚杆插入孔内，并迅速旋转杆体，将树脂筒及玻璃管戳破，使树脂和催化剂充分混合，在数分钟内胶结，即达到支护巷道的目的。树脂锚杆不但安装工作简便迅速，而且杆体与孔壁之间的锚固力人而均匀，增加了巷道周围岩层的整体性和支护能力；缺点是树脂的价格较高。对于服务年限不长、矿山压力不大的巷道,锚固后就能使用。但对服务年限较长或矿山压力较大的巷道，还要用喷浆机把速凝的水泥沙浆喷射到巷道周边。喷浆的作用是充填闱岩