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。
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
煤矿巷道支护类型的选择
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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。
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
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
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
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
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
【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
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。