煤矿巷道支护的发展

浅谈煤矿巷道支护的发展

摘要：推行巷道支护改革，对于降低原煤生产成本，提高经济效益，有着巨大的促进作用，本文就煤矿巷道支护问题进行了探讨。关键词：煤矿；巷道支护；新型材料

abstract :the implementation of the roadway supporting reform has the tremendous simulative effect to reduce the mine production cost, raise the economic benefits, this paper discusses the coal mine roadway support problems.

key words: coal mine; roadway support; new materials

中图分类号：tu71 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）近几年来，随着我国煤矿开采深度的不断增加，煤矿井巷支护经历了由单一型支护技术到联合支护型技术的发展历程。煤矿早期开采阶段几乎全部是以木材作为巷道及采煤工作面的支护材料，随着新型材料的出现，开始采用混凝土或钢筋混凝土砌碹等支护形式，这些被动式支护耗费大量材料且受深度和岩性影响。随着井巷支护技术的发展演变，可将其归纳为被动式支护方式、主动式支护方式。

1.被动式支护方式

被动式支护技术是源于古典压力理论和坍落理论，认为巷道开挖后围压主要由围岩局部坍塌导致而成，而巷道的稳定主要靠围岩坍塌致使硐室形状改变后自行获得。被动式支护把围岩坍塌岩与支护分开来考虑，把围岩视作荷载，支护看作承载结构，二者之间形成

“荷载—结构”体系，认为支护是为了承受由围岩所产生的荷载，无法控制围岩变形破坏的发生，只能起被动抵抗的作用。

1.1木支护方式

木支护技术主要是采用木材作为支护材料，典型的支护方式有“亲口”棚、鸭嘴棚、戴帽点柱、木垛等。木支护耗费大量木材而且受采深和岩性影响严重，因此只适用于浅部围岩，而且支护断面形状必须与围岩曲线一致，以充分发挥围岩和支护结构抗压强度大的优势，从而硬性抵抗岩体的变形压力。

1.2石材支护方式

石材支护分片石、料石两种支护方式，优点是具有抗压性好、一次成巷好、安全系数大、抗灾能力强、支架变形小和质量易保证等特点，不足之处在于初期投资高，只适用于矿井服务年限长的巷道。

1.3金属支架支护方式

金属支架支护技术主要分刚性支架支护与可缩性支架支护，其中刚性支架允许压缩变形量小，工作阻力随变形量增大而减小，直至破坏而失去工作阻力；可缩性支架允许压缩变形量大，在结构设计压缩范围内，工作阻力随压缩量大而增大，或者恒阻。金属支架支护视支架为支护体，围岩为荷载，其破坏是由于支架上弯曲力矩达到屈服极限的破坏应力所致，同时，由于支架承受侧压力和荷载的不均匀常使支架失去稳定性或可缩性而减弱或失去竖向承载能力。特别是u型钢支架支护由多段弧形构件相互叠置搭接而成，大多支

护面呈拱形或环形，主要使用于松软围岩、地压大、底臌严重和两帮位移量大的开拓和采区巷道

1.4装配式钢筋混凝土支架支护方式

装配式钢筋混凝土支架支护施工技术，可以在地面工厂化预制，质量有保证且利于批量化生产和井下机械化安装，不足之处在于不能有效抵抗上覆岩层整体移动而产生的底板沉降及巷帮测压，受扭曲折断而失去支护作用。钢筋混凝土支架支护分一般钢筋混凝土支架、预应力钢筋混凝土支架。预应力钢筋混凝土支架具有抗压性好、一次成巷好、安全系数大、抗灾能力强、支架变形小和质量易保证等优点，不足之处在于初期投资高，易松动等。

1.5菱镁支架支护方式

随着新材料的推广使用，80年代研制出了菱镁支架，优点是有利于批量化生产，投资低，有利于再利用。不足之处抗压强度低、易松动等，只适用于浅部围岩完整的巷道。

2.主动式支护方式

主动式支护方式为补强式，利用围岩本身强度来维护巷道的支护方式。

2.1锚杆系列支护技术

自20世纪50年代以来，锚杆支护手段已在国外地下工程中得到了广泛应用。我国从1956年起在部分矿区先后试用该支护技术并获得良好效果。国内锚杆系列支护技术发展分为单体锚杆群支护手

段、组合锚杆支护阶段、预应力锚杆支护阶段、强力锚杆支护阶段、复合支护阶段。锚杆支护原理有加固拱(挤压组合拱)作用、悬吊作用、组合梁作用、最大水平应力理论。

2.1.1单体锚杆群支护阶段

1955年—1964年，锚杆支护技术刚刚引进国内，发展尚处于萌芽阶段，以钢丝绳、水泥沙浆、木锚杆为代表，锚杆无托板，且杆体间缺乏联系。锚杆实际上只起悬吊作用，且被动承载，不与围岩共同作用。由于盲目扩大这类锚杆的应用范围，致使部分井巷冒顶失修，实际上阻碍了锚杆支护的发展。该阶段技术发展基于悬吊作用和原始楔形剪切理论等。

2.1.2组合锚杆支护阶段

随着煤矿软岩问题在各矿区的相继显现，单体锚杆群支护已很难适应复杂的地质条件，1970年—1990年期间发展了大批新型组合锚杆并在软岩巷道支护中得到应用，如水泥药卷钢筋锚杆、树脂药卷钢筋锚杆以及其他类型金属锚杆等，在锚杆尾部均有托板和螺母。松软破碎条件下还增设金属网和混凝土喷层，动压影响严重的场合则进一步增加钢带、钢架等，形成组成锚杆支护体系，并且由平面组合发展到空间组合，形成整体支护结构体系。研究表明锚杆不仅能起到悬吊作用，而且具有组合拱或组合梁作用，承载能力显著增强。组合锚杆比单体锚杆更与利于松软破碎顶板的安全维护，并发展了锚喷网、锚梁网也层出不穷。此阶段相应的支护理论有组

合支撑拱理论及组合支撑梁理论等。

2.1.3预应力锚杆支护阶段

1990年后，随着锚杆支护在松软动压及大跨度巷道中得推广应用，围岩体片帮冒顶现象严重。工程中发现现有的锚杆实际上不能有效阻止围岩开裂、滑移，采用有横向预应力的管缝式锚杆和锚杆桁架，能显著改善支护效果，其代表产品或结构主要有桁架锚杆、水胀式锚杆和楔缝式、管缝式锚杆，这四类锚杆均具有良好的横向预应力和一定纵向预应力，其支护效果已为国内外矿山支护实践所证实。研究表明，当锚杆预应力高于60kn，可基本阻止巷道顶板下沉，因此研制出高强度粗直径全长锚固树脂钢筋锚杆，并在托板处增加减少摩擦的装置。理论与实践都证明，保证锚杆体系有足够的纵向和横向预紧力，才能真正发挥围岩与支护体系的最大支护力，此阶段支护理论有二次支护理论及松动圈理论等。

2.1.4强力锚杆支护阶段

近年来，随着煤矿开采深度的不断增加，地质环境日益复杂，导致突发性工程和重大恶性事故不断增加，普通锚杆常由于集中荷载的作用致使锚杆拉脱及钢带撕裂，锚杆护表作用降低，导致整体支护效果欠佳。为了从根本上改变锚杆支护材料落后这种局面，研制了锚杆专用钢材，以达到高强度和超高强度的级别。强力锚杆的杆体为左旋无纵肋螺纹段采用滚压工艺加工，强力锚杆支护系统能大幅度提高巷道初期刚度和强度，有效控制高应力巷道结构面离层、

滑动、裂隙张开及新裂纹产生等不连续变形，同时支护系统有足够延伸率，允许巷道围岩有较大连续变形，使围岩高应力得以释放。锚杆支护同架棚支护相比，由于锚杆是主动支护顶板，能有效防止早期离层，大大改善了巷道的稳定状况，因此有利于巷道维护。

2.2 复合支护技术

当前，煤炭开采深度逐渐加深，以冲击地压（岩爆）、矿压显现剧烈、巷道围岩大变形、突水、地温升高、瓦斯突出（爆炸）等“六大工程灾害”为代表的一系列灾害性工程事故频发，一些矿区研究并应用复合支护技术获得了成功并开发了复合支护。

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。现行类型较多，如锚网喷、注浆加固，锚网喷、u型钢可缩性支架、锚索。锚网索喷、弧板支架，u型钢支架、注浆加固，以及锚网喷、注浆、u型钢支架等形式。选择复合支护形式时，应根据巷道围岩地质条件和生产条件，确定出合理的支护形式和参数。不同类型的软岩巷道所采用的支护形式不同。近年来，针对深部高应力巷道、受强烈采动影响的巷道和特大断面巷道等复杂困难条件，基于提高支护结构强度和适应于大变形的考虑，提出了高预应力、强力支护理论，并开发研制了强力锚杆与锚索支护材料，主要包括强力锚杆杆体和附件，强力钢带以及强力锚索。

2.2.1强力锚杆杆体材料与附件

低强度锚杆支护材料已经无法满足高应力巷道支护的要求，必须

开发研制新的支护材料才能适应其要求。新开发的锚杆专用钢材可显著提高锚杆强度，其屈服强度和破断强度均较同类型锚杆高出许多，且预应力级别较高，真正实现了高预应力与高强度，以适应高应力巷道围岩变形。除强力锚杆杆体外，还配套开发出高强度螺母、高强度球形托板与球形垫圈，优选了减摩垫圈等附件。

2.2.2强力钢带

考虑到现在有型钢带抗撕裂性能差，且钢带与其它构件强度不耦合，易导致托板压入或压穿钢带，发生剪切破坏。为配合强力锚杆支护，研发出4mm—5mm的强力w钢带，其强度与刚度均有大幅度提高，组合与护表能力大大增强，同时，对钢带撕裂与托板的匹配性进行了较多研究，已基本上解决了钢带撕裂和压穿等问题。

3.结论

在煤炭市场全面开放的今天，推行巷道支护改革，对于降低原煤生产成本，提高经济效益，有着巨大的促进作用，因此我们必须对其高度重视。总的来说，井巷支护必须根据实际地质条件综合考虑开采顺序、服务年限、使用要求等因素，选择较恰当的支护方式，避免因反复维修而增加费用支出。在巷道支护不能满足安全生产的需要下，必须认真分析原因，及时进行支护改革，直到取得满意效果为止。

煤矿巷道支护方法

煤矿巷道支护技术 摘要：推行巷道支护改革，对于降低原煤生产成本，提高经济效益，有着巨大的促进作用，本文就煤矿巷道支护问题进行了探讨。 关键词：煤矿巷道支护被动式支护主动式支护 近几年来，随着我国煤矿开采深度的不断增加，煤矿井巷支护经历了由单一型支护技术到联合支护型技术的发展历程。煤矿早期开采阶段几乎全部是以木材作为巷道及采煤工作面的支护材料，随着新型材料的出现，开始采用混凝土或钢筋混凝土砌碹等支护形式，这些被动式支护耗费大量材料且受深度和岩性影响。随着井巷支护技术的发展演变，可将其归纳为被动式支护方式、主动式支护方式。 1.被动式支护方式 被动式支护技术是源于古典压力理论和坍落理论，认为巷道开挖后围压主要由围岩局部坍塌导致而成，而巷道的稳定主要靠围岩坍塌致使硐室形状改变后自行获得。被动式支护把围岩坍塌岩与支护分开来考虑，把围岩视作荷载，支护看作承载结构，二者之间形成“荷载—结构”体系，认为支护是为了承受由围岩所产生的荷载，无法控制围岩变形破坏的发生，只能起被动抵抗的作用。 1.1木支护方式 木支护技术主要是采用木材作为支护材料，典型的支护方式有“亲口”棚、鸭嘴棚、戴帽点柱、木垛等。木支护耗费大量木材而且受采深和岩性影响严重，因此只适用于浅部围岩，而且支护断面形状必须与围岩曲线一致，以充分发挥围岩和支护结构抗压强度大的优势，从而硬性抵抗岩体的变形压力。 1.2石材支护方式 石材支护分片石、料石两种支护方式，优点是具有抗压性好、一次成巷好、安全系数大、抗灾能力强、支架变形小和质量易保证等特点，不足之处在于初期投资高，只适用于矿井服务年限长的巷道。 1.3金属支架支护方式 金属支架支护技术主要分刚性支架支护与可缩性支架支护，其中刚性支架允许压缩变形量小，工作阻力随变形量增大而减小，直至破坏而失去工作阻力；可缩性支架允许压缩变形量大，在结构设计压缩范围内，工作阻力随压缩量大而增大，或者恒阻。金属支架支护视支架为支护体，围岩为荷载，其破坏是由于支架上弯曲力矩达到屈服极限的破坏应力所致，同时，由于支架承受侧压力和荷载的不均匀常使支架失去稳定性或可缩性而减弱或失去竖向承载能力。特别是u型钢支架支护由多段弧形构件相互叠置搭接而成，大多支护面呈拱形或环形，主要使用于松软围岩、地压大、底臌严重和两帮位移量大的开拓和采区巷道。 1.4装配式钢筋混凝土支架支护方式 装配式钢筋混凝土支架支护施工技术，可以在地面工厂化预制，质量有保证且利于批量化生产和井下机械化安装，不足之处在于不能有效抵抗上覆岩层整体移动而产生的底板沉降及巷帮测压，受扭曲折断而失去支护作用。钢筋混凝土支架支护分一般钢筋混凝土支架、预应力钢筋混凝土支架。预应力钢筋混凝土支架具有抗压性好、一次成巷好、安全系数大、抗灾能力强、支架变形小和质量易保证等优点，不足之处在于初期投资高，易松动等。

煤矿巷道支护技术现状及发展趋势分析

煤矿巷道支护技术现状及发展趋势分析 引言：煤矿巷道的安全性关系着整个煤矿开采工程的安全，随着煤矿开采深度的不断加深，也就对煤矿巷道支护技术所起到的安全作用提出了更高的要求。因此，要分析现在应用的煤矿巷道支护技术，解决当前煤矿巷道支护存在的问题，探究煤矿巷道支护技术今后的发展。 1.煤矿巷道支护技术应用分析 1.1煤矿巷道棚式支护技术 棚式支护技术曾经得到过很广泛地应用，按其使用的材质主要分为木结构，混凝土和金属材料等几种形式。现在应用的主要是金属材料的支架支护。在支架使用过程中，金属材质的支架的长，宽，高等要符合一定的比例，才能达到理想的支护作用。但是这种棚式支护技术的缺点是岩石表层和支架之间不能很好地进行连接且金属支架的成本比较高，而且在地质环境比较复杂的地方还不能起到很好的支护作用，所以目前这种支护技术并没有得到广泛地应用，已经逐渐被比较先进的支护技术所取代。 1.2煤矿巷道砌碴支护技术 在如今的煤矿巷道支护技术中，砌碴技术属于比较早应用到煤矿巷道支护中去的。这种支护技术应用起来方便简单，在一些大巷中加固作用比较好。砌碴支护技术大致可以分为现浇混凝土，混凝土砌块等方式。使用煤矿巷道砌碴支护技术成本比较高，如果要岩层发生改变，砌碴技术能发挥的作用就会比较小，不能起到很好的支护作用。所以在一些岩层比较固定的特殊的煤矿巷道中可以采用这一支护技术，对于其他情况，使用这种支护技术就会用很多限制，不适合大规模广泛地使用。 1.3U型钢支架支护技术 U型支架支护技术的承载能力比较好，一般会在比较深的矿井中使用，能发挥比较好的支护作用。在使用这种支护技术时，要对卡缆进行合理的调质和处理，岩石的支护壁要填充好，这样才能更好地发挥U型钢支架的支护作用。注意如果出现岩土巷道破碎和剥落的现象，最好不要单独使用这种支护作用，可以采取锚喷和U型钢联合支护技术，可以弥补单独使用U型钢支架支护的缺陷。由于承载能力比较好，适用范围比较广，是一种典型的巷道支护技术。 1.4锚杆支护技术 锚杆支护技术是利用锚杆的支护增强煤矿巷道的支护强度，可以很好有效地控制煤矿巷道岩层的变形，提高巷道的稳定性。在应用锚杆支护技术时要根据煤矿巷道的实际情况，建立起完善的锚杆支护体系。使得设计出来的锚杆支护体系能够有效地发挥支护作用，提高煤矿巷道的稳定性，针对一些特殊的情况，需要设计出良好的强有力的锚杆支护，防止煤矿巷道的岩层的变形。锚杆支护技术是现在使用最广泛的巷道支护技术。 1.5联合支护技术 除上述的对煤矿巷道单独支护的技术外，还可以对煤矿巷道进行联合支护，与单独支护相比，联合支护如果运用得当可以取得更好的效果。经常使用的联合技术是锚杆锚索的联合支护技术。在联合支护技术中，锚杆支护主要是利用锚杆等构件对围岩进行一定程度上的支撑，来提高对围岩应力等的承受能力，即起到了支护作用。而锚索的作用则是将围岩本身主要的承载层与由锚杆支护所衍生出的承载层相连接，借此增大了承受应力的岩体面积，使得支护效果更加明显。此为锚杆锚索联合支护技术的工作原理。 该技术主要起到加固和互补的作用。因锚杆锚索和岩体紧密相连，提高了岩体整体的承载力，且由于承载面积的增大导致应力的分布状态也发生改变，岩体抗变形的能力明显加强。当锚杆锚索到达稳定层岩时，锚杆在切向和径向出现约束力，避免了破坏的岩层肆意流动影

煤矿巷道贯通安全技术措施

鑫旺煤矿一1煤运输斜巷贯通措施 郑新鑫旺（新密）煤业有限公司 二○一四年七月十五日

目录 一、安全措施概述 (1) 二、贯通巷道与被贯通巷道概况 (2) 三、通风安全技术措施 (2) 四、爆破安全措施 (3) 五、贯通地点保护皮带及电缆管路措施 (4) 六、其他措施 (5) 七、巷道贯通示意图 (5)

鑫旺煤矿巷道贯通安全技术措施 为了预防巷道贯通时，放炮崩坏设备、造成人员伤亡、引起瓦斯煤尘爆炸、顶板冒落和引发其他事故，确保安全，特制定以下安全技术措施。 一、安全措施概述 1、我矿巷道贯通主要采用爆破法，当巷道贯通相距离30米贯通巷道时，地质部门必须进行准确的测量并绘出图纸。在图上标明进度和剩余距离。 2、测量人员必须及时标定中腰线，掘进工人要严格按中腰线布置炮眼。 3、当巷道贯通相距离20米前，地测部门必须提前下达贯通通知书。 4、当巷道贯通相距离20米时，地质部门必须有准确的测量图，每班在图上标明进度和剩余距离并将制成通知单下发到施工班组，直到贯通为止。 5、当巷道贯通相距离20米时，通风部门做好调整通风系统设施所需材料的准备工作。 6、工作面必须保持正常通风，经常检查通风设施运行是否良好和风筒的完好状况，以及工作面的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时必须立即采取措施处理。 7、掘进工作面每次装药放炮前，必须派专人和瓦斯检查员

共同到停掘的工作面检查工作面及其回风流中的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，先停止掘进工作面的工作，采取措施处理瓦斯，只有当工作面的瓦斯浓度都在1%以下时，掘进工作面方可装药放炮，每次放炮前，在工作面和被贯通巷道入口必须设置栅栏和有专人警戒。 8、在贯通距离接近10m时，，加强贯通点前后20m范围内和工作面的支护，防止崩倒造成冒顶。 9、贯通掘进巷道与被贯通巷道贯通时，也必须按上述规定执行。在贯通前，应加强贯通地点的支护，并应严格检查停止作业巷道中的煤尘、瓦斯含量、积水、支架和顶板，及时采取必要的措施，否则不准放炮。 10、贯通后，必须停止工作面内的一切工作，立即调整通风系统，构建永久通风设施，待风流稳定、可靠后，方可恢复作业。 11、严格执行敲帮问顶制度，严禁空顶作业。 二、贯通巷道与被贯通巷道概况 1、巷道相对位置： 2、贯通方式： 3、贯通地点通风及瓦斯状况：（风机安置、型号、是否采用几双，瓦斯的相对和绝对涌出量） 4、贯通地点地质及水文情况： 5、支护方式： 三、通风安全技术措施

煤矿采掘论文

煤矿巷道掘进技术现状及发展 摘要：众所周知，巷道掘进是煤矿开采的重要环节。在这里我们探讨一下巷道掘进的有关技术，旨在增进对掘进技术的认识，加强我们的采矿专业的专业素养。 关键词：掘进技术矿山巷道掘进发展 在我国的自然资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的地位。我国煤炭资源总量为5.6万亿吨，其中已探明储量1万亿吨，占世界总储量的11.60%。我国煤层赋存条件复杂，呈现多样性，煤层厚度从零点几米到几十米之间变化，为了开采煤炭，需要开掘大量的煤岩巷道。掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。 巷道掘进技术 20世纪80年代以来，我国对矿井设计进行了改革，取消了岩石集中巷布置方式，将开拓巷道和采准巷道布置在煤层中，增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，煤矿掘进巷道中大量的是煤巷，约占总掘进巷道工程量的70％左右。 我国煤巷高效掘进方式主要有3种：第1种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机，它适应范围广；第2种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线，在我国神东、万利等矿区及鄂尔多斯地区进行了推广应用，主要掘进机械为连续采煤机，它需要多巷掘进，交叉换位施工；第3种是掘锚机组掘锚一体化掘进，仅在一些矿区进行了使用，目前处于试验阶段。 1.煤巷综合机械化掘进 煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。悬臂式掘进机是煤巷综合机械化掘进的关键设备，掘进机的性能对于提高掘进工效和掘进进尺具有重要作用。 我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20世纪60年代，以30～50kW的小功率掘进机为主，研究开发和生产使用都处于试验阶段。80年代初期，为适应

煤矿巷道支护类型

0引言 作为传统能源，煤炭一直在我国的国民经济里占有很大的比重。而随着现代化矿井的建设，在应对井下各种地质环境时保障巷道的安全畅通，则是安全问题的一大重点。煤矿中有各种各样的巷道，名目众多，如大巷、回风巷、运输平巷、副巷等。其中，大巷主要作用为通风和运输用；回风巷作为掘进，开拓，采煤工作面的回风用；运输平巷作为运输用的平巷；副巷作为采区的辅助用的巷道。这些巷道保障井下工作的正常运行。因此如何使用不同的支护来对巷道进行保护是确保矿井安全生产的第一要务。 1破坏巷道的原因分析 1．1岩石的原始应力状态 开采以前，岩层都处于原始应力状态。垂直方向上由于上覆岩层的作用形成垂直应力，在垂直应力作用下，岩块要沿三个相互垂直的方向产生变形，而受到相邻岩体对岩块侧向变形的约束面产生侧向应力；一般认为水平方向上的条件是一致的而且都是由于垂直应力所引起的。需要指出的是，岩层中的原始应力除重力应力外，还有可能存在的构造应力、温度应力和膨胀应力等。采动前存在于岩层的原始应力是采动后矿山压力的来源。 1．2巷道囤岩的应力分布 采动后围岩的原始平衡状态遭到破坏，各部分应力将重新分布，应力重新分布的结果是顶板的两端出现应力集中区。其中顶板各岩层将因失去支撑面，在自重的作用下，弯曲下沉。结果在其底部出现拉应力，当拉应力超过限度，顶板岩层遭到破坏，围岩应力的重新分布促使岩层产生新的运动。 1．3自然平衡拱的形成及破坏 当开掘井下巷道或采出煤炭后，顶板被暴露出来，好像一根梁一样承受着上下岩石的压力。如果不及时进行支护，经过一段时间，梁将向下弯曲，靠近巷道顶板的岩石产生拉应力，当拉应力超过岩石所能承受的极限时，岩石将产生裂隙；并随着裂隙不断增加；岩石开始破碎、脱落下来，其冒落范围不断向上发展，最后形成一个岩拱就不再冒落了，这种拱叫自然平衡拱。巷道形成自然平衡拱后，巷道两帮将承受集中的压力，该压力超过两帮岩石强度时，就要产生裂隙，并向巷道内塌落或片帮，巷道两帮塌落使巷道宽度增大，自然平衡拱也随之扩大；直到形成新的自然平衡拱。这时，巷道支架柱腿承受两帮岩石垮落所产生水平推力，这个力就是巷道的侧压。巷道产生的侧压达到新的平衡后，顶板岩石的压力仍然通过两帮传给底板。当底板岩石较软时，底板受压后，巷道的下底部分将鼓起，称为底压。没有足够的力维护侧压、底压，巷道将遭到破坏。 综上所述，掘进巷道时就做好支护工作，防止顶板冒落、片帮和底鼓。因此，在掘进巷道过程中，针对巷道围岩的岩性情况适当选择恰当的支护类型是十分重要的。 2巷道的支护类型及其适用条件 2．1巷道的支护类型 根据井下开采的需要，巷道的位置和用途可分为三类即：开拓巷道、准备巷道和回采巷道。三类巷道的支护根据其围岩特性、位置、服务年限又有所不同，常见的巷道支护有木支护，钢筋混凝土支护，料石混凝土砌碹，金属支架和锚喷支护，其中锚喷支护目前应用最为广泛。2．2支护类型的适用条件 支护的作用在于改善围岩稳定状况和控制围岩运动发展速度，以维护安全的工作空间。支护方式的选择，决定围岩的稳定状况，对受工作面采动影响小的巷道，可采用沉缩量小的刚性支护，如井下运输大巷井底事场一些开拓巷道。对受采动影响大的不稳定巷道，应选用可缩性支护，如采区的准备巷道和回采巷道。 2．2．1木支架 这种支护形式在煤矿掘进生产中比较常见，而且历史很悠久，主要结构是梯形棚子，常见有亲口棚子和鸭嘴棚子两种。亲嘴棚子顶梁与立柱的连接为相互咬合的亲口接合形式，这种方法最简单。它可以在各种地压条件下使用。木棚子的架设质量要求较严格，有一点架设不好，将影响棚子支护效果，因此架设时要认真仔细作业，不能马虎，以免留有后患。木支护的优点是重量轻，容易加工架设，具有一定的强度和可缩性，其缺点是易燃易腐回收复用率低，维护费用高。为了节约木材尽量少用或不用木材支护。 2．2．2金属支架 金属支架具有坚固耐用、防火、架设方便、可回收复用等优点，可做永久支护和临时支护。金属支架所用的钢材有槽钢，废旧钢轨，矿用工字钢和“U”型钢等。采用金属支架支护时，可根据巷道的服务年限，选用钢筋混凝土背板或木背板。在地压较大，尤其是动压较大的巷道中，使用金属拱形支架比较理想，它的缺点是重量较大，搬运和修理不方便，初期投资大。目前金属支架大部分用于煤巷，尤其是综合机械化采煤的大断面顺槽更适宜拱形金属支架。 2．2．3石材支护 石材支护是指用料石（砖、混凝土或钢筋混凝土等）砌筑的拱形支架，由基础、墙和拱顶三部分组成。在地压较大或不均匀地区，拱顶或墙上会出现拉应力，而料石及混凝土等均为脆性材料，它们的抗拉强度都很小（较比抗压强度），为使碹体不被拉坏，在这些地区应采取针对性措施，如钢筋混凝土砌碹等。料石砌碹能抵抗较大的静压力，具有防火隔水，防止围岩风化和通风阻力小等优点。但它施工工艺复杂，属隐蔽工程，管理困难，速度慢，劳动强度大，常有局部空顶作业的情况，易出现顶板人身事故，成本较高。一般只在井筒附近才使用这种支护。2．2．4锚喷支护 A：支护原理。锚杆支护是新兴的一种支护形式。锚杆支护与一般支架不同，已不是消极地承受巷道的围岩压力，而是把围岩锚固起来，形成支架与围岩共同作用的受力整体，从而减少围岩变形防止围岩冒落。在层状岩层中，锚杆可把薄层的岩石锚合起，形成组合梁，锚杆还可以把松软围岩牢固悬吊在坚固稳定的岩层上，在非层状岩层中，锚杆可将巷道周围的岩块彼此拉紧使其形成一个拱。 B：锚杆的种类。a）木锚杆结构简单，容易制造、成本低，但锚固力小（10kN左右）使用期限短，一般用于围岩压力不大，服务年限不长（1s左右）的巷道，如果经过防腐处理，可服务2~3a。b）压缩木锚杆锚固力比普通木锚杆大，如果进行防腐处理，使用期限可达5a以上。c）金属楔缝式锚杆的优点是结构简单工作可靠。缺点是使用后一般不能回收，岩层较软时不能使用。d）金属倒楔式锚杆的锚固力一般可达40kN以上，适用于服务年限3a以上的巷道，如果服务年限很长，钻眼孔口中最好注入水泥砂浆。e）药卷锚杆的锚固力比倒楔式还要大，可达50kN以上，因此它被广泛地应用于各类巷道支扩中。唯一的缺点是药卷的浸泡程度不好掌握，初期锚固力低。f）钢丝绳砂浆锚杆结构简单制造容易，成本低，可利用废旧钢丝绳做原料，锚固力大。缺点是不能立即产生实锚力。如果将钢丝绳砂浆锚杆配合喷浆使用，可用在服务年限（下转第485页） 煤矿巷道支护类型的选择 刘睿 （淮沪煤电有限公司丁集煤矿修护二区，安徽淮南232001） 【摘要】巷道支护是矿井建设和生产中的关键技术问题之一,多年来一直受到岩石力学和采矿工程界的高度重视。现代煤矿开采，随着开采深度的不断加大，巷道支护问题十分突出。本文分析了破坏巷道的原因，针对不同的井下环境提出了不同支护方式。 【关键词】巷道；支护技术；安全 【Abstract】The tunnel supports and protections is one of in the mine pit construction and of production key technologies questions,for many years continuously has received the rock mechanics and the mining engineering takes highly.Modern colliery exploit,along with unceasing enlargement of mining depth,the tunnel supports and protections issue is very conspicuous.This article analyzed destroyed the reason of tunnel,proposed the different supports and protections way in view of the different mine shaft environment. 【Key words】Tunnel;Support;Safe 435

矿井巷道片帮忙、冒顶预防安全技术措施

矿井巷道片帮忙、冒顶预防安全技术措施 会审意见 编制： 安康部： 生产技术部： 生产副总经理： 机电副总经理： 技术副总经理： 安全副总经理： 总经理： 矿井巷道片帮忙、冒顶预防安全技术措施 一、我矿煤层顶、底板岩性特殊性： 我矿开采的二3煤层顶底板岩性的特征是：顶板岩性主要为粉砂岩，底板主要砂岩、砾岩。顶底板的主要岩石为页岩、泥岩、砂岩、砾岩形成的岩石类型。开采区内的岩石抗压强度相对较高，岩石稳定性好，属Ⅱ类顶底板，但应注意有隐伏的小断层，局部可能较破碎，但仍有造成矿井巷道片帮、冒顶事故的可能性。所以我们在开采施工过程中要制定出严密的预防片帮冒顶的专项措施。 二、造成片帮、冒顶事故的原因： 1、对矿井开采区特别是隐伏的小断层，局部可能较破碎，若支护不及时，支护强度不足，极易发生冒顶片帮事故。

2、煤层松软，工作面煤壁侧站柱不及时或煤壁不垂直顶底板，“伞檐”超过规定易引发片帮冒顶事故。 3、回采工作面上下端头空顶面积大，支护强度不足，选择采煤工艺不合理，支护措施跟不上，易引发冒顶等事故。 4、采煤工作面爆破作业时未根据煤层松软情况及时调整炮眼布置方式和炮眼装药量，炮眼装药量大易发生冒顶事故。 5、回采工作面放炮前仟未及时处理失效柱，倾倒支柱造成冒顶事故;掘进工作面爆破前未对距迎头10m范围内支架进行加固，易造成冒顶事故。 6、爆破落煤后，回采工作面煤壁侧未及时站柱，掘进工作面未采取临时支护措施易引发片帮冒顶事故。 7、回采工作面顶梁不抓帮，梁头冒顶超限，不采取可靠措施及时进行处理，易发生冒顶事故。 8、对采掘工作面漏帮、漏顶不及时进行处理，易发生冒顶事故。 9、采掘工作面工程质量差，支护(支架)迎山不照、出现大棚距、支柱初撑力小、失效的支柱、弯曲、变形;断裂的钢梁得不到及时更换，工作面支护强度低;易发生冒顶事故。 10、回采工作面上下巷超前支护长度不符合规定;易发生冒顶事故。、 11、回采工作面移溜时，中排巷支护摘柱距离超过规定;易发生冒顶事故。 12、采掘工作面施工未编制作业规程施工导致采掘工作面顶板管

煤矿开采技术毕业论文

煤矿开采技术论文 平煤股份二矿评估队 潘彦威

煤矿开采技术论文 （平煤股份二矿评估队潘彦威） 在当今社会发展的新形式下,煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高。本文就对煤矿开采技术作了分析。 关键词:煤矿;采煤工艺;控制技术;机械化开采 1 采煤方法和工艺 开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。 1.1 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”,主要解决以下技术难题。 硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要

通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。 硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制。又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部置输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。 5.5m宽煤巷锚杆支护技术,通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机的应用,促进工作面的高产高效。 1.2 缓倾斜薄煤层长壁开采 主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采术。 1.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采 应进一步加强完善支架结构及强度,加强防倒、防滑、防止顶梁

煤矿巷道支护的发展前景

浅谈煤矿巷道支护的发展 摘要：推行巷道支护改革，对于降低原煤生产成本，提高经济效益，有着巨大的促进作用，本文就煤矿巷道支护问题进行了探讨。 近几年来，随着我国煤矿开采深度的不断增加，煤矿井巷支护经历了由单一型支护技术到联合支护型技术的发展历程。煤矿早期开采阶段几乎全部是以木材作为巷道及采煤工作面的支护材料，随着新型材料的出现，开始采用混凝土或钢筋混凝土砌碹等支护形式，这些被动式支护耗费大量材料且受深度和岩性影响。随着井巷支护技术的发展演变，可将其归纳为被动式支护方式、主动式支护方式。 1.被动式支护方式 被动式支护技术是源于古典压力理论和坍落理论，认为巷道开挖后围压主要由围岩局部坍塌导致而成，而巷道的稳定主要靠围岩坍塌致使硐室形状改变后自行获得。被动式支护把围岩坍塌岩与支护分开来考虑，把围岩视作荷载，支护看作承载结构，二者之间形成“荷载—结构”体系，认为支护是为了承受由围岩所产生的荷载，无法控制围岩变形破坏的发生，只能起被动抵抗的作用。 1.1木支护方式 木支护技术主要是采用木材作为支护材料，典型的支护方式有“亲口”棚、鸭嘴棚、戴帽点柱、木垛等。木支护耗费大量木材而且受采深和岩性影响严重，因此只适用于浅部围岩，而且支护断面

形状必须与围岩曲线一致，以充分发挥围岩和支护结构抗压强度大的优势，从而硬性抵抗岩体的变形压力。 1.2石材支护方式 石材支护分片石、料石两种支护方式，优点是具有抗压性好、一次成巷好、安全系数大、抗灾能力强、支架变形小和质量易保证等特点，不足之处在于初期投资高，只适用于矿井服务年限长的巷道。 1.3金属支架支护方式 金属支架支护技术主要分刚性支架支护与可缩性支架支护，其中刚性支架允许压缩变形量小，工作阻力随变形量增大而减小，直至破坏而失去工作阻力；可缩性支架允许压缩变形量大，在结构设计压缩范围内，工作阻力随压缩量大而增大，或者恒阻。金属支架支护视支架为支护体，围岩为荷载，其破坏是由于支架上弯曲力矩达到屈服极限的破坏应力所致，同时，由于支架承受侧压力和荷载的不均匀常使支架失去稳定性或可缩性而减弱或失去竖向承载能力。特别是u型钢支架支护由多段弧形构件相互叠置搭接而成，大多支护面呈拱形或环形，主要使用于松软围岩、地压大、底臌严重和两帮位移量大的开拓和采区巷道 1.4装配式钢筋混凝土支架支护方式 装配式钢筋混凝土支架支护施工技术，可以在地面工厂化预制，质量有保证且利于批量化生产和井下机械化安装，不足之处在于不能有效抵抗上覆岩层整体移动而产生的底板沉降及巷帮测压，受扭

煤矿矿井巷道冒顶处理方案和安全技术措施

煤矿矿井巷道冒顶处理方案和安全技术措施巷道施工至xxxm时，因岩石性质松软，支护不及时，发生跨落性冒顶，大量的煤岩冒落，冒顶后一直清理，冒顶范围不断扩大。为保证处理冒顶的安全，现制定安全技术措施如下，经批示后认真执行： 一、发生冒顶时间、原因及过程 二、冒顶处理方案的顺序和方式 1、停止工作面跨落煤岩的清理，避免冒顶区继续扩大，增大处理冒顶的难度和风险。 2、准备处理冒顶所需的材料，安排好有技术水平和有经验的管理人员和队伍。 3、采用3m的钎子，从后部完好的拱架打钎杆穿到冒顶区，控制钎杆上部的煤岩不再跨落。钎杆数量以不让煤岩跨落为准，但钎子要分散布置，使拱顶受力均匀。 4、钎子打好后，向冒落的两帮清理，将两边的基础清理出来，用24kg的弧形工字钢支护（半圆拱，半径1.6m）。 5、工字钢支护好后，采用3m直径25mm螺纹钢向冒顶区打穿杆，一方面控制冒顶区，另一方面加固拱架。 6、按控制冒顶区"清理两帮"架弧形工字钢"清理"打穿杆的顺序一直处理见到岩层。 7、冒顶区采用弧形工字钢处理结束，采用砌碹支护的形式将冒顶区范围内加固，砌碹质量按作业规程相关规定严

格执行。 8、向前掘进时，必须继续打穿杆超前控制巷道上方岩体，不得采取放炮施工方式，只能风镐掘进，完全进入稳定岩层后，根据岩石的稳定性布置施工，严防巷道二次发生跨落。 三、处理冒顶的安全技术措施 1、施工队必须安排有经验和技术水平好的施工人员和管理队伍，队管理人员必须每班带班进行作业，保证施工的安全、质量。 2、清修时，严格执行“由外往里、逐棚逐架”的原则进行，人员不得进入空顶区以里，清理维修时要保证退路畅通。 3、清理及支架过程当中，作业人员要对所在地点的退路、巷道的稳定性、穿杆的压力详细、认真的进行检查，保证在清理过程采取的措施恰当，再有意外情况发生时，人员能迅速、安全的撤离到安全地点。 4、在架棚前，必须对工作场所的顶板进行检查，进行敲帮问顶，清除活石、危石；对一时无法排除或松动的煤岩要采取有效措施，切实控制好顶板。架棚时所有人员要相互协调动作，齐心协力，防止碰、砸伤人。支架每次施工要连续，架好后必须封帮接顶，确保安全。 5、架设的棚子棚距0.3米，帮顶要背严背实，不得空

煤矿软岩巷道控制原理与支护技术

煤矿软岩巷道控制原理与支护技术 发表时间：2018-10-27T12:25:11.300Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：余进学 [导读] 软岩及其分类软岩亦称松软岩层，它是指“强度低、孔隙率大、胶结程度差。 盘州市安全生产监督管理局贵州盘县 553500 摘要：本文主要对煤矿软岩巷道支护技术进行了分析，概述了软岩的概念和分类以及软岩的工程特征，并探讨了煤矿软岩巷道支护存在的问题，最后从三个方面对煤矿软岩巷道支护技术问题进行了研究，具体包括软岩巷道支付的技术关键分析，最佳支护时间分析以及软岩巷道支护的对策。 关键词：软岩巷道支护技术控制原则 软岩及其分类软岩亦称松软岩层，它是指“强度低、孔隙率大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量易膨胀粘土矿物的松、散、软、弱岩层，且具有流变性和高地应力的特点。软岩巷道在我国分布广泛，随着煤矿开采深度的不断增加，井下煤矿巷道将处于更高的地应力环境中，尤其在地质构造活动强烈的地区，井下巷道支护及稳定性更加难以保证。 1、软岩的基本概念及其分类 1.1 软岩的基本概念 在上世纪60-90年代初，软岩的概念在国内外一直争论不休，到90年代末期，提出了地质软岩和工程软岩的概念。国际岩石力学学会将地质软岩定义为单轴抗压强度在0.5～25 MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀性一类岩体的总称。而工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。工程岩体是软岩工程研究的主要对象，是巷道、边坡、基坑开挖扰动影响范围之内的岩体组合特征，包括岩块、结构面及其空间组合特征。 工程软岩和地质软岩的关系是：当工程荷载相对于地质软岩的强度足够小时，围岩没有产生大的破坏区，地质软岩不产生软岩显著塑性变形力学特征，即不作为工程软岩。只有产生大破坏区和显著变形才作为工程软岩。在大深度、高应力作用下，部分地质硬岩（如泥质胶结砂岩等）也呈现了显著变形特征，则应视其为工程软岩。 1.2 软岩分类及基本物理与力学属性 软岩仅是地质岩体中一部分，但却是地质介质中极为复杂的部分。按照软岩自然特征、物理化学特性，以及在工程力的作用下产生显著塑性大变形的机理作为分类的主要依据，软岩分为五类：即低强度软岩、膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软岩。软岩有别于硬岩而独具的特性有以下几点： （1）水理性（化学）。软岩颗粒之间胶结程度差，缺乏牢固的连结，层、节理发育，造成水易进入内部，导致岩层节理、层理裂隙中充水，削弱岩层颗粒之间连接力，引起软化、崩解、体积膨胀。水在软岩中的存在状态可能有水蒸气、固态水（如冰、化学结晶水等）、分子结合水、吸附水、毛细管水和重力水（自由水）等。高岭石、伊利石等遇水软化、碎裂、崩解、体积不膨胀。蒙脱石则体积膨胀，最终导致软化、松散崩解。 （2）流变性（力学）。流变性是指材料应力应变与时间因素有关的性质。与塑性变形区别：蠕变不超过弹性极限情况；软岩是非线性的弹塑－粘性介质，变形即使所受的荷载很小，只要作用时间长，也会发生永久变形。流变有两种形式，即蠕变和松弛。软岩体不但流变速度快，变形量大，而且明显地表现出蠕变变形的三个阶段的影响。试验表明，其强度一般不超过极限强度的70%，有时甚至更低。 （3）可塑性。可塑性是指软岩在工程力的作用下产生变形，去掉工程力之后这种变形不能恢复的性质。低应力软岩的可塑性是由软岩中泥质成分的亲水性所引起的；节理化软岩是由所含的结构面扩展、扩容引起；高应力软岩是泥质成分的亲水性和结构面扩容共同引起的。 （4）崩解性。低应力软岩的崩解性是软岩中的粘土矿物集合体在与水作用时膨胀应力不均匀分布造成崩裂现象；高应力软岩和节理化软岩的崩解性则主要表现为在工程力的作用下，由于裂隙发育的不均匀造成局部张应力集中而引起的向空间崩裂、片帮的现象。当然，高应力软岩也存在着遇水崩解的现象，但不是控制性因素。 （5）易扰动性。由于软岩的内部结构特点，软岩对抗外界环境扰动的能力极差，对施工震动、吸水膨胀、软化泥化、暴露风化等影响极为敏感。 2、软岩巷道围岩稳定控制原则 由于软岩工程具有变形速度快、持续时间长、导致变形量大的特征，所以软岩工程应采取科学的支护原则与与对策措施。要根据不同的压力类型选用不同的巷道支护方法，降低围岩应力和先放后让与边让边抗结合，消除“环境效应”对岩体强度的不利影响，根据围岩压力分布特点选择合理的断面形状，通过施工监测动态调整支护设计与参数。按如下原则控制： 2.1 整体性原则。使支护与围岩形成的复合体发挥协同作用，表现出较大的刚度和较强的抵抗变形能力。 2.2 结构性原则。就是从支护与围岩共同作用形成的复合结构中的应力状态出发，通过加强锚固或增加锚固深度，改善支护结构中关键部位的应力状态，保证支护结构整体应力状态的均衡。 2.3 全面性原则。就是在加强巷道顶帮支护的同时，加强巷道底角和底板围岩的支护，形成全断面支护结构。 2.4 有效性原则。保证形成的支护结构具有较大刚度和较强的承载能力，满足有效抵抗静动压作用巷道围岩碎涨变形和蠕变变形的要求。 2.5 时效性原则。考虑支护体的长时强度，避免支护体在静动压作用下进入屈服状态，导致支护结构不能满足长期稳定的需要。 对于具体工程需要根据不同围岩和工程条件，采取合理的控制技术，以实现对复杂条件下巷道围岩大变形的有效控制。 3、软岩巷道支护技术 工程实践表明，对于软岩巷道，无论是新开巷道、还是实施了多次支护的翻修巷道，其破坏是一个渐进的力学过程，总是从某一个或几个部位开始发生变形、损伤，进而导致整个支护系统的失稳。在软岩巷道变形破坏过程中首先破坏的部位可称之为关键部位，关键部位

煤矿井下掘进巷道贯通安全技术措施

编号：SM-ZD-45074 煤矿井下掘进巷道贯通安 全技术措施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改

煤矿井下掘进巷道贯通安全技术措 施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一、概况： 煤矿井下************回风顺槽即将贯通，为保证巷道的顺利准确贯通和施工安全，特制定以下安全技术措施，贯通施工中必须严格执行本措施。 二、贯通前的准备工作： 1、本次巷道贯通为双向上下山机掘贯通，本巷贯通前80米时，由地测科进行一次贯通测量检查，对中线及时调整，并与巷道设计相对照，为保证巷道的顺利施工和精准贯通，在巷贯通前50米时，再对巷道进行一次贯通测量，对测量结果及时分析和存档。 2、巷道掘进剩余50米贯通时，停止下部回风巷工作面的掘进工作，加强工作面支护后所有人员必须全部离开工作面，严禁任何人在工作面逗留，巷道内必须保证正常通风，

煤矿巷道支护类型的选择

科技信息2013年第1期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 0引言 作为传统能源，煤炭一直在我国的国民经济里占有很大的比重。而随着现代化矿井的建设，在应对井下各种地质环境时保障巷道的安全畅通，则是安全问题的一大重点。煤矿中有各种各样的巷道，名目众多，如大巷、回风巷、运输平巷、副巷等。其中，大巷主要作用为通风和运输用；回风巷作为掘进，开拓，采煤工作面的回风用；运输平巷作为运输用的平巷；副巷作为采区的辅助用的巷道。这些巷道保障井下工作的正常运行。因此如何使用不同的支护来对巷道进行保护是确保矿井安全生产的第一要务。 1破坏巷道的原因分析 1．1岩石的原始应力状态 开采以前，岩层都处于原始应力状态。垂直方向上由于上覆岩层的作用形成垂直应力，在垂直应力作用下，岩块要沿三个相互垂直的方向产生变形，而受到相邻岩体对岩块侧向变形的约束面产生侧向应力；一般认为水平方向上的条件是一致的而且都是由于垂直应力所引起的。需要指出的是，岩层中的原始应力除重力应力外，还有可能存在的构造应力、温度应力和膨胀应力等。采动前存在于岩层的原始应力是采动后矿山压力的来源。 1．2巷道囤岩的应力分布 采动后围岩的原始平衡状态遭到破坏，各部分应力将重新分布，应力重新分布的结果是顶板的两端出现应力集中区。其中顶板各岩层将因失去支撑面，在自重的作用下，弯曲下沉。结果在其底部出现拉应力，当拉应力超过限度，顶板岩层遭到破坏，围岩应力的重新分布促使岩层产生新的运动。 1．3自然平衡拱的形成及破坏 当开掘井下巷道或采出煤炭后，顶板被暴露出来，好像一根梁一样承受着上下岩石的压力。如果不及时进行支护，经过一段时间，梁将向下弯曲，靠近巷道顶板的岩石产生拉应力，当拉应力超过岩石所能承受的极限时，岩石将产生裂隙；并随着裂隙不断增加；岩石开始破碎、脱落下来，其冒落范围不断向上发展，最后形成一个岩拱就不再冒落了，这种拱叫自然平衡拱。巷道形成自然平衡拱后，巷道两帮将承受集中的压力，该压力超过两帮岩石强度时，就要产生裂隙，并向巷道内塌落或片帮，巷道两帮塌落使巷道宽度增大，自然平衡拱也随之扩大；直到形成新的自然平衡拱。这时，巷道支架柱腿承受两帮岩石垮落所产生水平推力，这个力就是巷道的侧压。巷道产生的侧压达到新的平衡后，顶板岩石的压力仍然通过两帮传给底板。当底板岩石较软时，底板受压后，巷道的下底部分将鼓起，称为底压。没有足够的力维护侧压、底压，巷道将遭到破坏。 综上所述，掘进巷道时就做好支护工作，防止顶板冒落、片帮和底鼓。因此，在掘进巷道过程中，针对巷道围岩的岩性情况适当选择恰当的支护类型是十分重要的。 2巷道的支护类型及其适用条件 2．1巷道的支护类型 根据井下开采的需要，巷道的位置和用途可分为三类即：开拓巷道、准备巷道和回采巷道。三类巷道的支护根据其围岩特性、位置、服务年限又有所不同，常见的巷道支护有木支护，钢筋混凝土支护，料石混凝土砌碹，金属支架和锚喷支护，其中锚喷支护目前应用最为广泛。2．2支护类型的适用条件 支护的作用在于改善围岩稳定状况和控制围岩运动发展速度，以维护安全的工作空间。支护方式的选择，决定围岩的稳定状况，对受工作面采动影响小的巷道，可采用沉缩量小的刚性支护，如井下运输大巷井底事场一些开拓巷道。对受采动影响大的不稳定巷道，应选用可缩性支护，如采区的准备巷道和回采巷道。 2．2．1木支架 这种支护形式在煤矿掘进生产中比较常见，而且历史很悠久，主要结构是梯形棚子，常见有亲口棚子和鸭嘴棚子两种。亲嘴棚子顶梁与立柱的连接为相互咬合的亲口接合形式，这种方法最简单。它可以在各种地压条件下使用。木棚子的架设质量要求较严格，有一点架设不好，将影响棚子支护效果，因此架设时要认真仔细作业，不能马虎，以免留有后患。木支护的优点是重量轻，容易加工架设，具有一定的强度和可缩性，其缺点是易燃易腐回收复用率低，维护费用高。为了节约木材尽量少用或不用木材支护。 2．2．2金属支架 金属支架具有坚固耐用、防火、架设方便、可回收复用等优点，可做永久支护和临时支护。金属支架所用的钢材有槽钢，废旧钢轨，矿用工字钢和“U”型钢等。采用金属支架支护时，可根据巷道的服务年限，选用钢筋混凝土背板或木背板。在地压较大，尤其是动压较大的巷道中，使用金属拱形支架比较理想，它的缺点是重量较大，搬运和修理不方便，初期投资大。目前金属支架大部分用于煤巷，尤其是综合机械化采煤的大断面顺槽更适宜拱形金属支架。 2．2．3石材支护 石材支护是指用料石（砖、混凝土或钢筋混凝土等）砌筑的拱形支架，由基础、墙和拱顶三部分组成。在地压较大或不均匀地区，拱顶或墙上会出现拉应力，而料石及混凝土等均为脆性材料，它们的抗拉强度都很小（较比抗压强度），为使碹体不被拉坏，在这些地区应采取针对性措施，如钢筋混凝土砌碹等。料石砌碹能抵抗较大的静压力，具有防火隔水，防止围岩风化和通风阻力小等优点。但它施工工艺复杂，属隐蔽工程，管理困难，速度慢，劳动强度大，常有局部空顶作业的情况，易出现顶板人身事故，成本较高。一般只在井筒附近才使用这种支护。2．2．4锚喷支护 A：支护原理。锚杆支护是新兴的一种支护形式。锚杆支护与一般支架不同，已不是消极地承受巷道的围岩压力，而是把围岩锚固起来，形成支架与围岩共同作用的受力整体，从而减少围岩变形防止围岩冒落。在层状岩层中，锚杆可把薄层的岩石锚合起，形成组合梁，锚杆还可以把松软围岩牢固悬吊在坚固稳定的岩层上，在非层状岩层中，锚杆可将巷道周围的岩块彼此拉紧使其形成一个拱。 B：锚杆的种类。a）木锚杆结构简单，容易制造、成本低，但锚固力小（10kN左右）使用期限短，一般用于围岩压力不大，服务年限不长（1s左右）的巷道，如果经过防腐处理，可服务2~3a。b）压缩木锚杆锚固力比普通木锚杆大，如果进行防腐处理，使用期限可达5a以上。c）金属楔缝式锚杆的优点是结构简单工作可靠。缺点是使用后一般不能回收，岩层较软时不能使用。d）金属倒楔式锚杆的锚固力一般可达40kN以上，适用于服务年限3a以上的巷道，如果服务年限很长，钻眼孔口中最好注入水泥砂浆。e）药卷锚杆的锚固力比倒楔式还要大，可达50kN以上，因此它被广泛地应用于各类巷道支扩中。唯一的缺点是药卷的浸泡程度不好掌握，初期锚固力低。f）钢丝绳砂浆锚杆结构简单制造容易，成本低，可利用废旧钢丝绳做原料，锚固力大。缺点是不能立即产生实锚力。如果将钢丝绳砂浆锚杆配合喷浆使用，可用在服务年限（下转第485页） 煤矿巷道支护类型的选择 刘睿 （淮沪煤电有限公司丁集煤矿修护二区，安徽淮南232001） 【摘要】巷道支护是矿井建设和生产中的关键技术问题之一,多年来一直受到岩石力学和采矿工程界的高度重视。现代煤矿开采，随着开采深度的不断加大，巷道支护问题十分突出。本文分析了破坏巷道的原因，针对不同的井下环境提出了不同支护方式。 【关键词】巷道；支护技术；安全 【Abstract】The tunnel supports and protections is one of in the mine pit construction and of production key technologies questions,for many years continuously has received the rock mechanics and the mining engineering takes highly.Modern colliery exploit,along with unceasing enlargement of mining depth,the tunnel supports and protections issue is very conspicuous.This article analyzed destroyed the reason of tunnel,proposed the different supports and protections way in view of the different mine shaft environment. 【Key words】Tunnel;Support;Safe ○矿业论坛○ 435