煤礦井巷支護(hù)技術(shù)探討

煤礦井巷主體承受壓力
　　影響煤礦井巷綜合穩(wěn)定性與可靠性的重要因素在于圍巖強(qiáng)度與應(yīng)力關(guān)系，當(dāng)后者超過(guò)前者便會(huì)令煤礦井巷陷入不穩(wěn)定狀態(tài)，而在兩者相等情況下煤礦井巷則較為穩(wěn)定。在沒(méi)有開(kāi)展回采或掘進(jìn)的巖層其巖體在任何位置都會(huì)受到來(lái)自各方均勢(shì)壓力的擠壓，進(jìn)而處于原始的相對(duì)平衡態(tài)勢(shì)，當(dāng)開(kāi)掘煤層或巖層巷道后，其巖體受到的原有三向壓力則轉(zhuǎn)變?yōu)閮上?，進(jìn)而令該類(lèi)相對(duì)自然平衡的壓力狀態(tài)需要進(jìn)行重新分配。水平巷道地壓由巷道頂壓、側(cè)壓與底壓組成，垂直巷道地壓主要指掘開(kāi)立井后，其周?chē)鷰r石承受力在大于自身強(qiáng)度情況下便會(huì)在井筒四周呈現(xiàn)破壞區(qū)，區(qū)域內(nèi)巖石則會(huì)倒落于井內(nèi)，如果井內(nèi)設(shè)有支架，則會(huì)令支架受到擠壓力影響。傾斜煤礦巷道內(nèi)產(chǎn)生對(duì)支架的作用地壓高低可通過(guò)其傾斜角度采用相應(yīng)計(jì)算方式獲取，基于傾角影響，我們可將其位于拱內(nèi)自然平衡的巖石重力分解為法線與切線分力等。
　　2、煤礦井巷穩(wěn)定性影響因素
　　 對(duì)煤礦井巷穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響的因素包括圍巖性質(zhì)、井巷位置、斷面尺寸、軸線巷道方向、破巖掘進(jìn)方法、沿空護(hù)巷、掘進(jìn)時(shí)間以及相關(guān)掘進(jìn)方案等。地層煤系普氏系數(shù)一般為零點(diǎn)五至一點(diǎn)五，而石灰?guī)r與硬砂巖系數(shù)則分別為十與八，倘若我們合理令煤礦巷道由煤系地層轉(zhuǎn)變?yōu)橛矌r，則會(huì)令其整體穩(wěn)定性顯著提升到八到十倍，由此可見(jiàn)巖性具有重要的煤礦井巷穩(wěn)定性影響效能。對(duì)井巷位置的調(diào)整主體是針對(duì)采面或相鄰巷道距離的調(diào)整，進(jìn)而降低其應(yīng)力影響作用，令采空區(qū)相對(duì)關(guān)系更為協(xié)調(diào)，避免受到不良支撐壓力的影響，進(jìn)而有效降低圍巖巷道壓力。煤礦軸線巷道方向在同原巖的最大應(yīng)力方向保持一致時(shí)具有較好的穩(wěn)定性，而當(dāng)兩方向呈垂直分布時(shí)則具有較差的穩(wěn)定性。為有效維護(hù)煤礦巷道穩(wěn)定性、杜絕其圍巖產(chǎn)生跨落或變形，在掘出巷道后我們應(yīng)對(duì)其實(shí)施適宜性支護(hù)，進(jìn)而確保煤礦巷道提供安全可靠的工作空間。維護(hù)煤礦巷道的形式種類(lèi)繁多，依據(jù)結(jié)構(gòu)可將其劃分為砌碹支護(hù)、棚式支護(hù)、錨噴支護(hù)等。
　　3、提升煤礦井巷可靠穩(wěn)定性科學(xué)支護(hù)技術(shù)
　　3、1棚式支護(hù)技術(shù)
　　 煤礦井巷棚式支護(hù)方式可依據(jù)其使用材料劃分為金屬支架、木質(zhì)支架、鋼筋混凝土與金屬支架等，倘若依據(jù)空間形式則可劃分為馬蹄形、拱形與梯形等；依據(jù)其使用服務(wù)性能則可將其劃分為可縮性或剛性支架等。由木支架構(gòu)建的棚式支護(hù)方式基于其材料有限的強(qiáng)度性，令支護(hù)維護(hù)可靠性受到了一定影響，易于產(chǎn)生腐爛現(xiàn)象，且防火性能差，因此該類(lèi)支護(hù)技術(shù)方式我們應(yīng)多應(yīng)用在地壓有限的煤礦井巷中，且斷面不易過(guò)大，應(yīng)具有較短的服務(wù)年限，同時(shí)還可應(yīng)用于掘進(jìn)巷道或維修巷道臨時(shí)支護(hù)作業(yè)中。對(duì)于棚式金屬支架支護(hù)我們可用于巷道準(zhǔn)備及回采巷道環(huán)節(jié)，因其較木支架具有較強(qiáng)的堅(jiān)固耐用性因此適用于具有較大斷面且較嚴(yán)重地壓的煤礦巷道中，尤其更適宜應(yīng)用于可縮性支架。當(dāng)然金屬支架同樣不耐酸性腐蝕，因此對(duì)于有酸性水源的煤礦井巷中我們不適宜采用該類(lèi)金屬支架棚式支護(hù)技術(shù)。鋼筋混凝土材料支架耐用性較長(zhǎng)，因此我們可令其應(yīng)用于不存在動(dòng)壓的煤礦采區(qū)巷道中，尤其在較長(zhǎng)服務(wù)年限、較穩(wěn)定地壓及斷面低于十二平方米的巷道中發(fā)揮其較好的可靠支護(hù)效果。
　　3、2砌碹支護(hù)技術(shù)
　　 該類(lèi)支護(hù)技術(shù)方式內(nèi)含較強(qiáng)的耐久性、堅(jiān)固性、阻水防火性，且通風(fēng)阻力較低，使用材料也具有廣泛的來(lái)源等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)該類(lèi)技術(shù)的缺點(diǎn)則在于施工復(fù)雜性較突出，且施工投入成本較高，一般我們可將其較多應(yīng)用于具有較長(zhǎng)服務(wù)年限的煤礦開(kāi)拓巷道中。而對(duì)于具有較大地壓、較差地質(zhì)條件的煤礦巷道中，或缺乏他類(lèi)支護(hù)材料狀況下以及在服務(wù)年限有限的煤礦巷道中我們更適宜采用石材支護(hù)技術(shù)方式。
　　3、3錨噴支護(hù)技術(shù)
　　 煤礦巷道中錨噴支護(hù)技術(shù)即為噴射混凝土、噴漿以及錨桿支護(hù)的聯(lián)合支護(hù)技術(shù)方式，是合理化剛性為軟性的綜合支護(hù)思想。該類(lèi)支護(hù)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用需要我們對(duì)于煤礦井巷所處的不同圍巖條件進(jìn)行科學(xué)探討。倘若在整體硬巖的煤礦井巷中，基于該類(lèi)圍巖具有較高強(qiáng)度，因此在深度中等開(kāi)采條件下我們只需合理對(duì)巷道進(jìn)行選型并應(yīng)用光面爆破方式，便可令煤礦巷道自身處于較高可靠穩(wěn)定狀態(tài)，而無(wú)需進(jìn)行輔助支護(hù)。而一些情況下為有效預(yù)防風(fēng)化、令尖角狀產(chǎn)生的集中應(yīng)力現(xiàn)象得到良好控制，我們也可對(duì)位于該巖層進(jìn)行開(kāi)掘的主要煤礦大巷及峒室實(shí)施必要的支護(hù)處理。對(duì)處于塊狀巖體條件的煤礦井巷，基于其圍巖具有較差的整體性能、堅(jiān)硬程度較好、巖塊之間通常呈現(xiàn)咬合鑲嵌狀態(tài)，且鎖在一起，因此采用該類(lèi)錨噴支護(hù)技術(shù)可有效及時(shí)的預(yù)防危石出現(xiàn)個(gè)別掉落現(xiàn)象，并能較好的確保整體圍巖的穩(wěn)定性。對(duì)于煤礦井巷位于層狀巖層時(shí)，我們可激發(fā)錨桿支護(hù)技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)作用，令其應(yīng)對(duì)巖層有可能發(fā)生的沿層面滑動(dòng)現(xiàn)象，我們可借助錨桿支護(hù)技術(shù)內(nèi)含的抗拉、抗剪與壓緊錨桿層面增多形成的摩擦力，保護(hù)滑動(dòng)石塊處于穩(wěn)定狀態(tài)。針對(duì)彎張與離層較易產(chǎn)生的破壞我們則應(yīng)采用同層面呈垂直狀態(tài)的一組錨桿將各個(gè)巖石層有效合為一體，進(jìn)而構(gòu)建為穩(wěn)固的組合梁形式，有效提升其抗彎剛度。對(duì)于強(qiáng)度有限的軟巖層，其具有較大的變形能力，無(wú)法大量承受拉應(yīng)力，因而較易產(chǎn)生過(guò)大的圍巖變形、破壞或松動(dòng)不良狀況，基于這一現(xiàn)狀我們可科學(xué)利用網(wǎng)殼錨噴支護(hù)技術(shù)的完善支護(hù)效果、良好支護(hù)剛度、靈活調(diào)整性、連續(xù)立體支護(hù)功能展開(kāi)有效及時(shí)的支護(hù)處理應(yīng)用。
　　結(jié)語(yǔ)
　　煤礦井巷支護(hù)技術(shù)的科學(xué)、適應(yīng)性應(yīng)用可有效提升煤礦工程可靠性、耐久實(shí)用性并延長(zhǎng)其服務(wù)壽命，因此我們應(yīng)在明晰煤礦井巷承受主體壓力、易于受到的穩(wěn)定性影響基礎(chǔ)上適應(yīng)性應(yīng)用煤礦井巷支護(hù)技術(shù)方式，全面激發(fā)其可靠防護(hù)性能，營(yíng)造安全、穩(wěn)定、良好的煤礦井巷生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)而創(chuàng)設(shè)豐富的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。