煤礦巷道支護(hù)技術(shù)

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1、煤礦巷道支護(hù)技術(shù)侯樹宏二O一五年交流提綱煤礦巷道支護(hù)歷史煤礦巷道支護(hù)理論煤礦巷道支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及展望特殊條件下巷道支護(hù)技術(shù)交流提綱一個(gè)中心：以安全、快速、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗完成巷道、硐室施工，保證礦井生產(chǎn)采掘平衡。2個(gè)基本點(diǎn)二是巷道支護(hù)技術(shù)一是施工核心技術(shù)井巷工程作為煤礦工作的重要一環(huán)，其內(nèi)容概括起來(lái)為：一個(gè)中心，兩個(gè)基本點(diǎn)。第一部分煤礦巷道支護(hù)歷史巷道支護(hù)歷史概述錨桿支護(hù)歷史巷道支護(hù)型式一.巷道支護(hù)歷史概述我國(guó)煤礦主要是地下開采,需要在井下開掘大量巷道,保持巷道暢通和圍巖穩(wěn)定對(duì)煤礦建設(shè)與生產(chǎn)具有重要意義。隨著開采深度、廣度及開采強(qiáng)度的不斷提高巷道埋深逐年增加,地質(zhì)條件日趨復(fù)雜

2、化,高地應(yīng)力巷道、強(qiáng)烈采動(dòng)影響巷道、松軟破碎圍巖巷道及特大斷面巷道和硐室等復(fù)雜困難條件的出現(xiàn),巷道支護(hù)技術(shù)在不斷發(fā)生變革。煤礦巷道支護(hù)經(jīng)歷了木支護(hù)、砌碹支護(hù)、型鋼支護(hù)錨桿（噴）支護(hù)、錨索支護(hù)及混合支護(hù)的漫長(zhǎng)過(guò)程。一.巷道支護(hù)歷史概述新中國(guó)成立以來(lái),我國(guó)的巷道支護(hù)改革工作一直沒(méi)有停止過(guò)。初期,因鋼材匱乏，煤礦產(chǎn)量低等因素，巷道支護(hù)以木支護(hù)為主;隨著煤礦規(guī)模發(fā)展，為節(jié)省坑木,減少木材消耗，上世紀(jì)50年代和60年代推廣了混凝土棚式支護(hù);上世紀(jì)70年代和80年代,隨著光爆錨噴技術(shù)的成熟、礦用型鋼的研制成功,在巖巷廣泛推廣光爆錨噴支護(hù)以替代砌碹支護(hù),在采準(zhǔn)巷道推廣礦用工字鋼和U型鋼支

3、護(hù)替代混凝土支護(hù)。（國(guó)內(nèi)從1956年起在淮南、開灤、阜新及鶴壁等礦區(qū)先后用了木錨桿、金屬錨桿和砂漿錨桿等,并獲得良好的效果，隨后得到了蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。）一.巷道支護(hù)歷史概述國(guó)外普遍采用的U型鋼金屬支架支護(hù)技術(shù),是20世紀(jì)30年代由聯(lián)邦德國(guó)發(fā)明并用于礦區(qū)生產(chǎn)。我國(guó)自20世紀(jì)60年代初期引入該技術(shù)。上世紀(jì)90年代末期，兗礦、新汶、淮南等礦務(wù)局隨著開采深度的增加,認(rèn)為U型鋼可縮支架是終極解決軟巖支護(hù)和深部地應(yīng)力的辦法,但隨后被各類錨索混合支護(hù)所取代。上世紀(jì)90年代,對(duì)頂板較為完整的采準(zhǔn)巷道開始使用錨梁網(wǎng)支護(hù)。二、錨桿支護(hù)歷史錨桿支護(hù)作為一種有效的、技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方

4、式，自美國(guó)1912年在aberschlesin（阿伯施萊辛）的Friedens（弗里登斯）煤礦首次使用錨桿支護(hù)頂板至今已有100多年的歷史。1945~1950年，機(jī)械式錨桿研究與應(yīng)用；1950~1960年，采礦業(yè)廣泛采用機(jī)械式錨桿，并開始對(duì)錨桿支護(hù)進(jìn)行系統(tǒng)研究；1960~1970年，樹脂錨桿推出并在礦山得到了應(yīng)用；1970~1980年，發(fā)明管縫式錨桿、脹管式錨桿并得到了應(yīng)用，同時(shí)研究新的設(shè)計(jì)方法，長(zhǎng)錨索產(chǎn)生；1980~1990年，混合錨頭錨桿、組合錨桿、特種錨桿等得到了應(yīng)用，樹脂錨固材料得到改進(jìn)。美國(guó)、澳大利亞、加拿大等國(guó)由于煤層埋藏條件好，加之錨桿支護(hù)技術(shù)不斷發(fā)展和日益成

5、熟，因而錨桿支護(hù)使用很普遍，在煤礦巷道的支護(hù)中的比重幾乎達(dá)到了100%。二、錨桿支護(hù)歷史澳大利亞錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)形成比較完整的體系，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。澳大利亞的煤礦巷道幾乎全部采用W型鋼帶樹脂全長(zhǎng)錨固組合錨桿支護(hù)技術(shù)，盡管其巷道斷面比較大，但支護(hù)效果非常好。對(duì)于復(fù)合頂板、破碎頂板及其巷道交叉點(diǎn)、大跨度硐室等難維護(hù)的地方，采用錨索注漿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，控制了圍巖的強(qiáng)烈變形。美國(guó)一直采用錨桿支護(hù)巷道，錨桿消耗量很大。錨桿種類也較多，有脹殼式、樹脂式、復(fù)合錨桿等。組合件有鋼帶。具體應(yīng)用時(shí)，根據(jù)巖層條件選擇不同的支護(hù)方式和參數(shù)。法國(guó)煤巷錨桿支護(hù)的發(fā)展也很迅速，到1986年其比重己達(dá)50

6、%。俄羅斯錨桿支護(hù)的發(fā)展也引人矚目。他們研制了多種類型的錨桿，在俄羅斯第一大礦區(qū)——庫(kù)茲巴斯礦區(qū)錨桿支護(hù)巷道所占比重己達(dá)50%。二、錨桿支護(hù)歷史錨桿支護(hù)發(fā)展最快的是英國(guó)。在1987年以前，英國(guó)煤礦巷道支護(hù)90%以上采用金屬支架，而且主要是礦用工字鋼拱型剛性支架。由于回采工作面單產(chǎn)低、效率低、巷道支護(hù)成本高，因而虧損嚴(yán)重。為了擺脫煤炭行業(yè)的這種困境，在巷道支護(hù)方面積極發(fā)展錨桿支護(hù)，到1987年，英國(guó)從澳大利亞引進(jìn)了成套的錨桿支護(hù)技術(shù)，從而扭轉(zhuǎn)了過(guò)去的被動(dòng)局面，煤巷錨桿支護(hù)得到迅速發(fā)展，經(jīng)過(guò)近10年實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了改進(jìn)和提高，到1994年在巷道支護(hù)中所占的比重己達(dá)到80%

7、以上。錨桿支護(hù)技術(shù)的廣泛采用給英國(guó)煤礦帶來(lái)巨大的活力和經(jīng)濟(jì)效益。德國(guó)是U型鋼支架使用最早、技術(shù)上最為成熟的國(guó)家，自1932年發(fā)明U型鋼支架以來(lái)，U型鋼支架發(fā)展迅速，支護(hù)比重很快達(dá)到了90%以上，從井底車場(chǎng)一直到采煤工作面兩巷均采用U型鋼可縮性支架。但是自20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著礦井開采深度日益增加，維護(hù)日益困難。面臨這種困境，德國(guó)采用不斷增加金屬支架的型鋼質(zhì)量，逐步減小棚距的做法，這不僅使巷道支護(hù)費(fèi)用增高，而且施工、運(yùn)輸更加困難和復(fù)雜。即便如此，巷道維護(hù)困難的狀況仍然難以改觀，于是尋求成本低，運(yùn)輸和施工簡(jiǎn)單方便、