大埋深高应力巷道让压支护技术研究

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摘 要：随着煤矿资源的应用范围的不断扩大，煤炭资源的需求也在不断增加，由此也使得我国的煤矿矿井的深度也在不断增加，这直接给当前的煤炭行业带来了挑战。如何应对大埋深高应力巷道让压支护的相关问题，逐渐成为了我们共同关注和必须面对的问题。巷道深度的不断增加， 不仅支护结构变得日趋复杂，相关的影响条件和因素也层出不穷，尽管如此，为了更好的开发利用煤炭资源，巷道支护工作室必不可少的环节之一。为了更好的保证巷道安全和矿井的开挖顺利，我们必须加强对于大埋深高应力巷道让压支护技术的研究和应用，对其进行研究具有重要的现实意义。本文也将从大埋深高应力巷道让压支护存在的问题出发，对于大埋深高应力巷道让压支护相关理论和技术进行了简单的论述，希望给读者一定的启示。

关键词：大埋深 高地应力 巷道 让压支护技术 研究

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0098-01

我国的矿井深度每一年都在呈一定的速度在加深，由于巷道巷道埋藏深，为了更好的适应严峻的复杂支护形势，我们必须采用更好更先进的让压支护技术，特别是在巷道开挖的过程中，由于各部分的应力在不断发生变化，很多的巷道的变形量和变形范围都是不可预测的，所以以后的巷道支护工作中，我们还应该努力提高当前大埋深高应力巷道让压支护的效果和效率，当然还应该注重支护成本的控制，这几方面的问题的协调统一才是科学发展的真实体现。长时间的矿井支护实践表明，在采用了高强的可变形的让压锚杆和锚索进行支护之后，不仅支护强度得到了显著的提高，同时使得原来巷道变形的程度也在不断降低，不仅符合煤矿企业的经济效益，更是社会效益的一种再现。

1 大埋深高应力巷道支护存在的问题分析

1.1 巷道支护的现状分析

随着科学技术的不断进步与发展，各项支护技术也得到了显著的提高，其中的煤矿的锚杆支护技术也得到了迅速的提高和应用，并在矿井支护的过程中发挥了重要的作用，但是从锚杆本身的制造工艺和其相关的发展实际来看，具有很好应用价值的锚杆种类还不是很多，相关的锚杆支护技术还需要进一步的完善。特别是在深井巷道的开挖过程中，由于深度较深，压力增加很多，变形量和变形的部位更难控制，因此需要加强监测，否则这些都将成为影响矿井开挖和巷道安全的因素。另一方面，从支护方式和管理的方面来看，由于缺乏支护的实践经验或是没有采取合理正确的支护形式和方法，那么就会直接给锚杆支护效果造成威胁，严重时还会使得所有的支护工程失效，使得工程停止进行。因此在支护过程中，还应该理论联系实际，选择正确的支护形式，采取正确的支护技术，保证巷道支护的安全、高效、快速进行才是我们共同追求的。

1.2 安装载荷的不足直接影响到支护效果

在对大埋深高应力巷道支护的研究过程中，我们发现安装载荷的不足往往也是常见的支护问题之一，如果安装载荷不足会造成巷道的顶板或是两端的支护在早期施工阶段发生变形。这主要和巷道支护的锚杆设计有关，比如锚杆排放方式和间距的设置等等都会影响到支护效果，巷道的整体支护能力也会受到影响。同时锚杆安装还需要具有全局性，保证每一个环节的安装质量才可以保证整体的支护安全。

1.3 当前的锚杆支护技术已经不能完全满足支护需求

在当前的锚杆工程中，有的时候还采用的是全螺纹型的锚杆，这种锚杆的螺距叫其他的锚杆比较大，而且阻力也很大，不利于进行安装，同时还比较容易出现退丝、锚杆变化等现象，这些都是不符合大埋深高应力巷道的实际需求的。为了解决以上提出的问题，现在很多的煤矿开始采用高强锚杆进行支护，尽管受到了一定的支护效果，但是仍旧不能从根本上解决锚杆支护荷载不足的问题，当前的锚杆支护技术已经不能完全满足支护需求。

2 大埋深高应力巷道让压支护技术研究

2.1 大埋深高应力巷道让压支护理念分析

由于煤矿深度的不断增加，高应力大变形巷道的数量也在不断增加，对于这种类型的巷道支护，我们应该正确看待大埋深高应力对于巷道支护的影响，采取正确的锚杆支护形式，在对锚杆支护系统的研究和设计时候还需要对一些相关因素进行分析，比如锚杆的安装应力、支护强度、锚杆变形让压性能等等。因此，对于高应力大变形巷道基本支护理念是：在一定的合理支护强度条件下，支护系统在安装时必须对顶板施加足够的安装应力。同时，锚杆本身必须有变形让压性能，以让掉不必要的地压载荷，起到既保证巷道支护效果又保证锚杆不被破坏的作用。

2.2 高强让压锚杆支护系统设计

煤矿顶板是由不同层状岩体组合成的层状组合梁，为了使组合梁达到最佳强度，应设计合适的锚杆长度及锚杆系统的安装应力。达到最佳组合梁的锚杆系统设计应满足条件：（1）通过调整安装应力，使锚杆支护系统应能够控制锚固范围内的顶板离层，这需要选择合理的锚杆类型和安装应力；（2）锚固系统应能够减少或消除顶板的拉应力区；（3）锚杆应能够锚固在稳定的岩层中；（4）锚固系统应有足够的能力控制顶板，并且在整个需要支护期间不失效。

2.3 采取预应力锚杆，提高支护结构共同承载载荷

预应力锚杆在支护与围岩的相互关系上，具有明显的特点：（1）符合围岩与支护结构共同承载的基本支护思想；（2）及时主动支护；（3）属于柔性支护，选择合理的支护刚度，使支护完成后，仍能与岩体一起产生少量的位移，释放部分能量。既保持岩体受力平衡，又保持支护结构不失稳。新型预应力锚杆则是在此基础上采用了一种合理有效的让压，并在锚杆接近过载时像安全阀一样起到让压保护锚杆杆体作用的预应力锚杆。

3 结语

理论的创新与发展是巷道支护得以发展的重要基础，但是巷道支护技术实践的创新也是理论发展的实践源泉，二者的相互统一发展才符合当前大埋深高应力巷道支护发展需要，才符合矿产开发企业的根本利益。实践证明，在使用高强度的让压锚杆、锚索支护技术之后，在多数情况下都可以达到设计要求，并且对于支护强度和稳定性的提高具有重要的作用。面对矿井开发的新时期、新形势，加强支护技术的研究与创新已经势在必行，因此各方应该加强合作，共同努力，做好地质勘测的同时也要做好强有力的技术支撑。

参考文献

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