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篇1：回采巷道破坏机理及支护论文
回采巷道破坏机理及支护论文
摘要：煤矿回采巷道变形会严重影响煤矿的正常开采工作，甚至威胁到煤矿员工的生命安全，回采巷道服务时间较短，一般在0.5~1.5 a。巷道主要受回采工作面的动压影响和相邻工作面顶板压力两方面的影响，这两方面影响使得巷道围岩变形，维修困难。
关键词：回采巷道;安全;变形分析;支护
中图分类号：TD350.1 文献标志码：A 文章编号：1674-864602-0075-01煤矿回采巷道除了是煤矿开采工作服务的道路，还是煤矿开采工人的生命通道，因此煤矿回采通道的整体完整、巷道通风、承重能力方面非常重要。煤矿单位也非常重视煤矿回采巷道的安全性和使用完整性。
1 煤矿回采巷道变形机理分析及其特点
1.1煤矿回采巷道变形机理分析
当煤矿回采巷道出现变形时，会出现以下几方面问题：
其一，煤矿回采巷道的断面面积减少。
其二，受压力影响作用，巷道支架出现挤压变形甚至断裂。
其三，拱形、工宇钢梯支架发生变形。
其四，出现爬行巷道。
其五，巷道的支护形态发生改变等等。
1.2 煤矿回采巷道出现变形时所表现的特点
其一，针对同一煤矿回采巷道而言，拱形支架支护和工字钢梯支架支护相比，拱形支架支护效果好，回采巷道不会出现明显的变形，即使有变形情况，相对来说也不算严重。
其二，针对煤矿回踩巷道的稳定性而言，煤层单一、顶底岩性坚硬，煤层也相对稳定，这种回采巷道保持完好性较高。在生产过程中，基本不需要再维修。而处在地质、岩体复杂的煤层中时，其稳定性就会下降，因此它的维护量会偏大。
其三，处于整个煤矿上分层的回采巷道和下分层锈结假顶下的回采巷道相比，煤矿上分层的回采巷道容易保存且出现变形的几率较小。
其四，在煤矿回采巷道中，巷道的采空区最容易发生变形破坏，安全隐患也随之出现，而巷道两侧均为实体煤时，就不易发生变形，甚至可以长期保持。
其五，在同一煤矿回采巷道内，容易变形破坏的区段是受采动影响的区段。
2 影响煤矿回采巷道变形的因素
2.1 围岩应力影响
在煤矿的回采巷道中，围岩的变化对回采巷道有很大影响，尤其是围岩应力，它的变化与回采巷道有着密切的联系，如果围岩应力在围岩的极限范围内，也就是说围岩应力非常小时，回采巷道就很稳定，也是相对安全的状态，这时不用采取任何支护方法。但是当围岩应力超过围岩的极限范围，也就是围岩应力过大时，围岩的弹性就会消失不见，从而出现一种新的状态——塑性状态，塑性状态有它的塑性范围，围岩所处的塑性范围被称为塑性区，再加上外力的共同作用，很容易发生塑性变形，这样，煤矿回采巷道就会出现变形破坏。
2.2重叠支撑压力影响
当煤矿回采巷道出现一侧已经被采空的情况时，煤矿不断的开采，巷道随之前移，这时煤矿回采巷道就会处于采空区的支撑力和煤矿开采时的超前支撑力两种压力下，开采面产生的超前支撑压力会随着开采面转移而转移，因此在煤层采空区一旦出现凸出的拐角，就会产生高于原岩应力5倍左右的重叠支撑压力。这种情况下，煤矿回采巷道就会出现严重的变形。
2.3巷道支护影响
在已知的煤矿回采巷道支护中，煤矿单位普遍采用两种支护，一种是U型钢拱形可缩性支架支护，另一种是锚杆金属网联合支护，这里的锚杆金属网支护一般用的回采巷道所处岩石坚硬、顶板相对完整的上分层巷道或者单一的回采巷道中。这种回采巷道在生产工作中大多情况下不会出现变形。而U型钢拱形可缩性支架一般用的回采巷道顶板有破裂、有轻微脱落，矿压明显的下分层中。如果U型钢拱形支架的可缩性不适合围岩变形或者固定的卡子强度达不到标准，就会在采动压力和围岩应力的双重压力下，U型钢拱形可缩性支架弱面处就会出现压弯，这时就应及时退出巷道，当压力大的情况下还会出现断裂、卡子压断的情况，失去其可缩性和支撑能力。但在下分层回采巷道中，巷道会受到煤矿的采动压力和巷道围岩应力两种压力的共同作用。这样，所受压力就超出了巷道支架的承受范围，钢梯支架就会发生严重的变形，钢梯支架的底部支架会向巷道中间挤出，木支架会在压力作用下发生折断。这种情况不利于煤矿开采工作的进行，更会威胁到煤矿工人的生命安全。
3 煤矿回采巷道支护
A.煤矿回采巷道在工作中，会受到两方面的压力。一方面是采动压力，另一方面是相邻采空区残余支撑力，这两方面压力会导致煤矿回采巷道出现变形等情况。为了能够防止回采巷道在工作中不会出现变形和破坏，就要对回采巷道进行支护维修管理，增加其安全性能和使用寿命。另外加强支护还要满足以下几个条件。
其一，要缩小塑性区的'扩展范围。
其二，增加塑性区围岩的强度，提高围岩的自身承受能力。
其三，支护时不要让巷道内的基本支架受到影响。
其四，支护时不能影响到巷道的正常使用。
其五，支护要做到经济、方便。
其六，支护范围要根据地质条件和支护的形式而定。
B.煤矿回采巷道所用支护的方式，要根据上面的六项原则并且结合煤矿的实际情况而定。这种支护的作用是将无加强支护时“支架——围岩”的作用体系升级为“支架——加强层——围岩”的共同体系，这种体系的具体表现。其一，改善了支架的受力情况，使支架的受力均匀作用在基本支架周围。
其二，有效地减少塑性区的扩展区域，使回采巷道的周边位移逐渐减少。
其三，这种支护体系方便、经济，而且不会影响到回采巷道的使用。
参考文献：
[1]王伟，煤矿回采巷道变形破坏机理及加强支护[J].煤炭技术，，(09)19-21.
[2]杨嘉昌，李强，煤矿回采巷道变形破坏机理及其支护实践[J]中国西部科技，，(01):157-159.
[3]高宗明，李继勇。回采巷道变形分析及支护选择[J]中外企业家，，(04)61-63.收稿日期：-12-16
作者简介：徐涛( 1982-)，男，黑龙江桦楠人，硕士，讲师，从事围岩控制技术研究。
篇2：采矿工程巷道掘进及支护分析论文
采矿工程巷道掘进及支护分析论文
摘要：巷道掘进操作可以为采矿工程实施提供良好的作业条件，使采矿设备有足够安全方便的作业空间和环境。在巷道掘进施工中，掘进设备需要作用于岩层或土体上，然后不断前进，不断开拓空间。在掘进过程中，很容易出现岩层失稳或地质变化等状况，这些会直接导致巷道受损，严重情况下，会使巷道坍塌，造成更大的安全事故，所以相关人员还要在掘进同时，做好支护施工。
关键词：采矿工程；巷道；掘进；支护技术
在采矿工程中，相关人员有必要了解巷道掘进的施工方法和施工技术关键点，还要对各种支护方式了如指掌，如此才能使掘进支护相配套，才能使两者施工步伐保持一致，基于此，采矿工程整体过程才会安然无恙。本文主要针对采矿工程巷道掘进和支护进行分析。
1采矿工程巷道掘进的施工方法
掘进施工包括好几种类型，每种类型对地质条件要求和限制不同，相关人员在开采之前，还要做好现场勘查，以选择正确的掘进方法。工程中的岩层厚度和硬度非常大，需要采取钻眼爆破法，使岩层出现掘进切入口。钻眼爆破虽然可以实现巷道掘进目的，但在实施时，还需要考虑到这种方式对周围环境的影响，所以在实施前，需从实际出发，做好详细规划[1]。钻的洞眼，主要为火药埋设场所，相关人员还要根据爆破要求以及周围岩层承受能力、火药量等，设计出洞眼的尺寸和深度，还要做好定位标记工作，洞眼间距也要调控好，如此才能达成良好的爆破效果。洞眼各种尺寸与矿层厚度有直接关联，后者是前者施工的参考依据，相关人员要严格参照相关数据，避免过度掘进。单向掏槽方式主要针对硬度比较小的矿层，这种方式度对洞眼尺寸和断面形式有限制要求，如果这两方面超出规定范围，相关人员就要采取其他方式来继续掘进。整个矿必然会存在夹层，夹层可能出现在任何一位置，当其出现在洞眼位置处，而相关人员无法探测出时，相关人员应通过掏槽的方式来解决夹层，使其不会成为掘进阻碍。
2采矿工程巷道掘进技术应用要点
（1）控制瓦斯，做好瓦斯排放工作。在巷道掘进的过程中，不仅要考虑到支护问题，还要考虑掘进环境的安全性，在掘进中，必然会产生很多瓦斯，瓦斯是一种易爆炸性气体，如果其含量过多，浓度过高，就容易引发爆炸事故。所以相关人员还要采取正确有效的方式排放瓦斯或采集瓦斯，使巷道中的瓦斯量减少，使瓦斯得到有效利用。在掘进中，相关人员应对空气中的瓦斯浓度和含量进行实时监测，当其达到一定限制浓度时，及时将其排放出去。（2）做好通风防尘工作。巷道掘进中，烟尘粉末直接漂浮在空气中，此外还会产生瓦斯以及二氧化碳等危害性气体，这些气体和灰尘也要得到及时排除，巷道中的工作人员身体安全才不会受到威胁[2]。通风防尘是有效的手段，相关人员应在巷道内部安装通风系统，该系统分为自然风和设备通风，相关人员要对两者位置进行准确定位，使巷道内部风压和需风量满足要求，通风机要起到辅助配合作用，使灰尘和有害气体都能排出去。对于灰尘，相关人员可采取除尘器，吸收灰尘，减少空气中的灰尘量。在通风除尘中，相关人员还要注意控制巷道内部环境的温湿度。（3）落实掘进技术关键点。对于不同硬度的岩层，相关人员必须采取不同的掘进技术，并安排相关的工序，使掘进顺利进行。在硬岩掘进中，主要采取钻研爆破法，按照相关工序，相关人员要准备好钻眼设备和火药等，在钻眼后，相关人员要将合适的`药量灌输到洞眼中，然后进行放炮和通风等工作。在软岩掘进中，主要进行掘岩、装岩以及支护等操作。在掘进中，如果需要爆破，相关人员还要严格把控爆破时间，使爆破范围内无工作人员，以保证最终的爆破效果。
3采矿工程巷道支护技术要点
（1）临时性支护技术要点。如果岩层受到的掘进影响比较小，或需要采取的支护措施会影响到下一步施工，相关人员需要对该种岩层采取临时性支护措施。这种支护设施主要有木质支柱以及液压支柱等，其可对岩石起到加固作用，使其不会发生坠落[3]。在应用这种方式时，相关人员除了要保证支护设施的质量，还要保证其强度和拆卸安装的方便性。一些金属支架也可作为临时性支护设施，相关人员还要优先采用这种优势显著的设施。（2）永久性支护技术要点。永久性支护技术是岩层永久稳定的保障，也是掘进过程中常用的支护方式，其主要包括以下几种，其一锚杆支护技术。主要对顶板岩层进行加固，相关的支护设施主要有好几种类型，比如材质为玻璃钢的复合锚杆，这种设施在安装时，还要调整内端头的结构形式，控制锚杆尺寸，使其能与钻孔相适应。锚杆和岩层之间有夹角，该夹角为锐角，相关人员要注意控制角度。锚固剂主要对锚杆起到加固作用，相关人员还要做好搅拌工作，锚固施工应一气呵成，以保证支护效果。其二预制钢筋混凝土支架。在这种支护设施中，混凝土的强度和硬度以及承载能力可满足支护要求，所以其主要制定为支架形式。将其用在支护施工中时，相关人员还要对梁柱接口连接质量进行控制。只应用这种支架，可能会产生伸缩性差等缺陷，相关人员还要将其和吊环前探梁联系在一起，将这种组合形式应用在支护施工中，主要在巷道中布置一定数量和强度的支架，吊环主要对支架进行固定，所以单根支架和吊环的强度还要相适应，然后结合临时性支护设施，共同保证最后的支护效果[4]。
4结语
采矿工程作业环境本来就复杂恶劣，安全系数低，虽然有支护设施，但如果支护不当或支护力度小于环境变化程度，都有可能使开采环境变得更加恶劣。所以相关人员不仅要完全落实掘进技术和支护技术，还要保证各种支护设施的质量，在掘进支护之余，更要关注相关的注意事项，使支护能起到加固作用。
参考文献：
[1]赵寿.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].山东工业技术,(17):99.
[2]韩阳.浅谈采矿工程巷道掘进和支护[J].民营科技,2018(08):126.
[3]于锋.探析采矿工程巷道掘进和支护应用[J].科学技术创新,2018(19):176-177.
[4]王熙凌.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].建材与装饰,2018(29):233.
篇3：浅析采矿工程巷道掘进和支护应用的论文
浅析采矿工程巷道掘进和支护应用的论文
摘要：主要探讨了采矿工程中巷道掘进的技术要点，提出了强化采矿工程巷道支护的几点技术措施，希望更好地确保整个采矿工程的巷道掘进与支护工作的安全高效运行。
关键词：采矿工程；巷道掘进；支护技术；应用
0引言
在现代采矿工程中，为了更好地确保采矿企业的效益，首先就必须确保采矿的安全。而在巷道掘进过程中，为了确保顺利安全的实施，就必须切实注重支护技术的应用，而这就需要掌握巷道掘进技术要点，并紧密结合实际支护的需要，针对性地确定支护的类型，才能确保整个采矿工程的质量和安全。
1采矿工程实施中巷道掘进技术要点的分析
在采矿工程实施巷道掘进工作中，其技术要点主要就是针对性地确定掘进方式，并切实做好瓦斯排放、巷道支护和通风防尘及光面爆破等方面工作，从而更好地满足巷道掘进顺利安全高效实施的需要。
1.1常见的掘进方式分析
在采矿掘进过程中，常见的掘进方式主要有综合机械化掘进、大断面连续采掘、掘锚一体化掘进等方面。在实际应用过程中，应结合实际需要，针对性地选取。一般而言，综合机械化掘进的方式，主要是以供电系统和运输机及机和单体锚杆钻机与掘进机和通风除尘等设备组成综合化的机械化掘进系统，从而结合巷道的掘进需要针对性地确定掘进机型号。而在大断面连续采掘过程中，主要是采取间断式、连续式等运输方式，利用相应设备在大断面巷道中进行快速掘进，而区别则是掘进速度和掘进进度的控制。而在掘锚一体化的掘进过程中，主要是以基础类的掘进机和采矿机的前提下发展的新型掘进系统，其主要是能在掘进时将掘进和锚固的作业进行有效协调，从而降低掘进与锚固的作业时间，从而确保掘进效率的提升，所以在目前诸多采矿工程中得到了广泛应用。
1.2瓦斯排放
瓦斯排放是整个巷道掘进工作中必须重视的问题，否则就可能因此引发安全事故。所以在掘进工作中，应切实注重矿井通风工作的开展，从而及时将掘进面瓦斯有效排除，严格按照有关要求满足瓦斯排放的需要，尤其是应注重瓦斯浓度的检测，才能及时掌握异常的情况，从而更好地避免瓦斯浓度过高引发的安全问题。
1.3巷道支护
巷道支护施工是整个掘进施工中最为关键的.环节，所以在巷道支护施工中，只有针对性地采取巷道支护技术，才能更好地促进整个掘进工作顺利的实施。这就需要掌握常见的巷道支护技术要点。但不管采取哪种巷道支护技术，都应切实掌握其技术要点，确保其与巷道掘进施工任务实施的匹配性，才能更好地提高巷道质量和确保巷道掘进安全[1]。
1.4通风防尘
在采矿掘进工作中，在做好上述工作的基础上，做好通风防尘工作也是一项十分重要的内容。因而必须重视通风防尘工作的开展。而这一工作就需要针对性地选择通风机的型号、数量和位置。一般而言，主要是可结合巷道掘进所需的风量和风压，针对性地对通风机类型进行确定，常见的以压入式通风机为主，所以应结合所确定的位置和数量，切实掌握其安装技术要点，并配备配套的风筒，促进风机作用的发挥，同时还要尽可能避免出现漏风和涡流的情况，且在投入使用之前应对其性能进行试验，确保整个通风系统能满足不同环境下通风的需要。而在通风系统运行过程中，还应加强对其风量的检测，做好可能出现的各种情况的预案，尽可能确保风量能满足通风需要。而在此基础上，就需要做好防尘除尘工作的开展，尤其是产生的粉尘可能具有可燃性，若忽视对其的处理，势必会因此导致安全事故发生。因而在通风的基础上，还应配备相应除尘系统，采取针对性除尘方式，尽可能地将粉尘给掘进工作带来的影响降到最低。
1.5光面爆破
光面爆破技术也是采矿工程中常用的巷道掘进技术之一。常见的光面爆破有修边法、预裂法和轮廓线等光爆技术。不管采取哪种光爆技术，核心在于确保周边爆破眼布置的精准性，还有装药量和爆破眼的间隔等，应结合巷道掘进时的围岩情况进行针对性计算，从而在确保试验达标后才能应用于光面爆破中，从而更好地确保光面爆破质量，最大化确保整个巷道掘进工程得以顺利高效的实施[2]。
2采矿巷道掘进施工中支护技术要点的分析
为了确保整个掘进工程得以顺利实施，巷道支护工作是整个工程实施的关键所在。以下就几种常见的支护技术要点进行分析，在实际应用中，必须结合实际针对性地进行选取。
2.1临时性支护技术要点分析
临时性支护是为了满足巷道掘进的需要，在实际掘进过程中，经常需对巷道进行临时性支护。例如利用木支架在巷道进行支护时，主要是采取梯形的木棚子，具有质量轻和便于加工和安装的特点，所以其具有较强的适应性，而其缺点就在于强度低和防火性较差，因而其往往属于临时性的支撑，在服务不久之后就需要更换。再如，在利用金属支架进行巷道掘进支护时，主要是考虑到其不仅具有较强的强度，且便于拆装和重复使用，因而其既可作为临时性支护措施，也可作为永久性支护措施。但其不管是临时性还是永久性支护措施，均需紧密结合服务年限，对其背板材料进行确定，这主要是为了考虑成本的需要，所以木板主要用于临时性支护背板，而混凝土预制板则作为永久性支护背板。
2.2永久性支护技术要点分析
在做好临时性支护的同时，还需做好永久性支护工作。这就需要紧密结合实际需要，针对性地确定其支护的类型。常见的永久性支护技术主要有以下几种：a)锚杆支护技术。这一支护技术因其有着较强的支护效果而得到了广泛应用，其经济性、快速性和安全性都具有较强的优势。常见的锚杆支护主要有顶板锚杆和煤帮锚杆，且其规格和性能的不同，使得其支护类型较多。例如复合玻璃钢锚杆，杆体材料主要是采取具有较高强度的玻璃钢，而内端头则以左旋麻花结构为主，其锚杆杆体的外部尺寸最大不超过26mm，因而在孔径28mm～32mm的钻孔中采用，且确保锚杆和岩石层面为正交，且最小的角度应大于75°，在安装锚杆时应紧密结合锚固剂对其搅拌的时间进行确定，且在安装过程中应确保一次性锚固到底，严禁存在中断的情况；b)预制钢筋砼支架。这一支护技术主要是利用混凝土制作支架，并在矿井内将其装配，确保梁柱接口的紧密性，所以其不仅具有较大的支护强度，且成本较低，但存在质量大和无伸缩性等方面不足。常见的主要有吊环式的前探梁，主要是在前面的临时支护措施下，采用3根吊挂前探支架，按照一定的长度和间距将其在巷道中平行布置，每一根的强度必须与吊环之间进行固定和匹配，固定点必须大于2个，并确保其紧固性，才能确保其支护效果；c)混凝土支护。主要是采取喷射混凝土的方式制作混凝土支架，并将混凝土支护和锚杆支护进行有机结合，从而更好地对围岩进行封闭和固定。所以在具体实施过程中，首先应科学布置喷射混凝土的设备，以确保施工的安全性和操作的高效性。当掘进之后，首先应安装临时性锚杆，并喷射薄层的混凝土，当喷射到设计的厚度后，应进行锚杆安装，再通过锚网喷射混凝土的方式，增加金属网强度，从而更好地确保整个混凝土支护效果。
2.3现代科学技术的应用
在做好上述工作的基础上，为了更好地确保整个掘进工程顺利的实施，作为采矿企业，还应切实加强现代科学技术的应用，从而更好地为确保整个煤矿掘进工程顺利的实施奠定基础。例如加强瓦斯在线监测系统的应用，对巷道内瓦斯浓度进行检测；加强通风预警系统的应用，及时掌握施工现场的通风情况，对整个通风系统的情况进行监控，并采取自动化报警措施，实现自动化与人工智能化的修复，才是巷道掘进施工安全的主要方向。此外，还应切实加强在线视频监控系统的应用，不仅要对施工现场进行监控，且要对各种支护措施的情况进行在线监控和分析，才能更好地满足采矿掘进工程施工的需要[3]。
3结语
在采矿工程项目实施过程中，为了确保巷道掘进的质量、安全和高效性，必须切实注重掘进技术要点的掌握和应用，尤其是应掌握巷道掘进支护要点，注重监测机制的建立，完善监测系统，确保其安全高效的实施，提高企业效益的同时保证生产的安全。
参考文献：
［1］刘晓光.浅谈支护技术在煤矿巷道掘进中的应用［J］.中国新技术新产品，(9)：123.
［2］于兆东，马寿强，李海龙.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用［J］.山东工业技术，(5)：69.
［3］邱朝波.锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的管理与应用策略［J］.福建质量管理，2016(5)：123.
篇4：煤矿生产论文:浅谈巷道过煤层的支护
煤矿生产论文:浅谈巷道过煤层的支护
钱家营矿开拓三区在煤矿巷道掘进中，我们经常碰到过各种煤层的实际问题，给我们巷道掘进工作造成了困难。我就此问题谈谈自己在工作中积累的一些过煤层的经验，钱家营矿开拓区在–450四采主回风巷道穿过煤层时，我们积累了一些经验。由于我们采用以上施工措施，在通过煤层的施工中顺利通过了12s煤层，取得了成功，降低了材料成本和职工的劳动强度，收到较好效果。钱家营矿开拓三区在—450四采主回风巷石门穿过煤层时，克服地质构造条件复杂，岩石松软破碎、巷道压力大等困难。在过去的过煤层巷道掘进中，大都采用传统的架棚支护，由于巷道的缩小，严重影响了矿井的回风，威胁着安全生产。因此我们寻找一种稳定的二手小的支护形式，经过一段的探索我们摸索出采用锚网喷支护的方法，具体经验如下：
一、调查情况分析
四采区上部回风石门市钱家营矿重点工程，要求在较短的时间内完工，工期要求紧，四采上部回风石门设计为直墙半圆拱形巷道，巷道净宽4.5m，净高2.8m。支护形式为锚喷支护和架棚支护，坡度为200上山，巷道倾斜布置由上往下一次穿过12s，12s煤层为我矿主要可采煤层之一，如果采用锚网喷支护，每段煤层巷道前后5.0m，提前采用锚网喷支护，分段顺巷长度为5+1.65÷5=11.65m，总顺巷长度为40.05m，金属拱形棚子80架。采用架棚支护施工方法，无形中的投入大量的棚子占用大量的资金，造成开拓成本增加。如果采用锚网喷联合支护技术，合理的组织施工，就能提高生产效率，减少劳动强度，从而降低开拓材料成本。
二、组织施工
（一）支护材料及要求
1、支护材料用￠6—￠8㎜钢筋网，网孔为150150㎜，望便搭接200㎜，采用12米铅丝绑牢。管缝锚杆由厚度2—2.5㎜钢板卷制而成，长度1.8m，外径￠43㎜，托板为5㎜厚钢板压制成“凸”型托板。采用企新水泥厂马牌425普通硅酸盐水泥，自燃陶粒，以自燃后的`煤矸石为主，加一定的外加剂，当其形成自燃陶粒后，利用粒径小于5㎜部分代替沙子，而粒径为5—10㎜的则代替石子，这样，自燃陶粒就可以完全代替原混泥土中的砂石，而用于井下巷道中，做喷射混泥土支护。建材厂生产的速凝剂，按配合比配好作为喷浆材料。
2、超前支护每次开始掘进之前，在工作面巷顶利用管缝锚杆现行支护，按35—400倾角考虑在工作面巷顶大一排锚杆，锚杆间距0.8m，形成伞状结构护顶，超前控制顶板不少于1.5m，超前支护不少于5根。
3、临时支护用管缝锚杆进行临时支护，要坚持找掉制度，找清浮掉，并且打好护顶点柱，在护顶临时支护下打锚杆。或采用先初喷50㎜厚的封闭浆，然后再打管缝锚杆，管缝锚杆间距0.8m，每排不少于10根。
4、永久支护锚网喷支护施工掘进循环距离最大不超过1.2m，在超前护顶帽干的范围内进行。打护顶锚杆及时挂网，用托板压住网片，网边搭接200㎜，用12米铅丝绑牢，及时进行喷成巷。
三、施工要求
1、施工时为安全起见，可先决出上半部，采用浅眼放小炮施工，大雁循环进度不超过1.2m，周边眼采用密集布置，隔眼装药的爆破法，以保证巷道成型。
2、风镐或手镐刷碹帽，松散岩石用风镐刷碹帽，风镐刷不动时采用放松动炮。上半部掘出后及时打锚杆挂网护顶，并进行喷浆成巷施工。对于下半部待矸石扒出后，掘下半部，矸石出清后，两帮及时打锚杆及挂顶喷浆使之成巷。充分利用管缝锚杆的适应塑性岩层的原理，使巷道围堰趋于稳定状态，掘进时要掘一炮护顶一炮。
3、使用自己加工的锚杆推进器，杆体长度350㎜两头做成钎尾，大锚杆前线把管缝锚杆托板套上，托板凸处向外，然后插入锚杆眼，用大锤顶好位，然后将推进器一头插入风锤卡钎套子上，另一头先套上厚度20㎜钢板割制的圆形挡板，插入管缝锚杆尾部，利用风锤的冲击力打入锚杆，使之锚杆托板与岩石紧贴。
四、支护效果分析
通过采用锚网喷支护四采回风石门40m，与u型棚巷道相比，巷道整体变形量较小，断面收缩率有所降低。因此这种支护方式较好的保持了巷道的稳定。由以上结果可以看出，在穿过煤层的巷道中，采用锚网喷支护比用u型棚支护的效果好。u型棚支架虽有抗压性能好，承载能力大等特点，但由于松软破碎的岩石，穿过煤层，支护在受压变形的同时，围岩散压力一直处于上升状态，较难稳定，并由于支架的变形不能适应围岩的变形，而且此种支护也不能封闭围岩，防止表面岩石的风化，故很难维持巷道的稳定，而锚网喷支护及各种支护的优点，将松散的围岩能结合成整体，这样就改善了围岩的物理力学性能，从而形成可靠有效的结合拱结构，提高了支护的承载能力和稳定性，降低了底鼓应力的集中度，有效的控制了巷道的变形量。
篇5：硫酸盐渍土道面破坏机理论文
硫酸盐渍土道面破坏机理论文
摘要：在分析盐渍土道面结构特点和所处环境的基础上，对盐渍土道面破坏的机理进行了深入探讨，道面下季节性水盐运动、飞机荷载以及施工质量是造成盐渍土机场破坏的主要因素。
关键词：盐渍土;水盐运动;机理
中图分类号：TQ12 文献标识码：A 文章编号：1009-0118 -06-0105-02
一、前言
盐渍土指地表以下1米土中易溶盐含量大于0.3%，并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性的土。我国盐渍土分布区域很广，主要分布在西北地区，华北平原、松辽平原、以及北方滨海地区，其中西北盐渍土约占全国盐渍土总面积的60%。我国正抓紧进行西部大开发，随着我国经济的发展和西部大开发的深入，今后西北地区机场的数目将会逐年增加，而西北地区地质条件恶劣，机场选址很难避开盐渍土地区。近年来在西北地区的机场新修与翻修工程中，多次因盐渍土造成严重破坏，经济损失巨大。硫酸盐渍土作为特殊土，既具有与湿陷性黄土类似的溶陷性，又具有与膨胀土相似的盐胀性;当硫酸盐渍土含有较多氯盐时，氯盐具有强烈的吸湿性与保湿性，易吸水软化，强度降低，影响路基稳定，使之又具有软土的特点;硫酸盐渍土还具有强烈的腐蚀性，会导致道面混凝土腐蚀;另外我国硫酸盐渍土大部分分布在西北地区，冬季寒冷，气温很低，降温会导致盐胀与冻胀同时发生，危害极大。
二、盐渍土道面病害分析
(一)盐份对道面的危害
盐份对机场道面的危害很多，归结起来主要有物理破坏和化学破坏。化学破坏主要是硫酸盐腐蚀道面。硫酸盐与混凝土中的氢氧化钙反应生成硫酸钙和水化硫铝酸钙，这两种物质体积都会增大，造成道面开裂，严重时可使混凝土呈现多孔和软弱状态，最终成为无粘聚性的砂样物质。化学破坏采用高性能混凝土能有效避免，比如选择不含盐的骨料和抗硫酸盐水泥、掺粉煤灰等，能有效地提高道面抗渗性、耐久性，提高抵抗硫酸盐侵蚀的能力。物理破坏主要是由盐渍土由于的基层及土基含有丰富的称硫酸钠(Na2SO.，)，而硫酸钠对温度变化反映较敏感，从其溶解度曲线中发现，它在32.4℃时溶解度最大，高于或低于此数值，溶解度都会降低，在低于32.4℃，硫酸钠溶解度降低，溶液由不饱和变为饱和，破酸钠就会结合10个水分子结晶析出芒硝晶体，随着温度变化的反复，溶解和结晶也不断地反复，如此胀缩使土体内部结构遭到破坏，土质松散。
(二)道面的破坏形式
据青海、新疆等内陆盐渍土地区路面调查表明，盐渍土对道路的破坏形式主要表现在：路面产生不均匀变形，形成波浪、鼓包，使路面的平整度严重下降;因盐胀的反复作用，促使路基土体的结构遭到破坏，引起路基整体强度和稳定性下降。盐胀导致的不均匀变形使路面开裂，经行车辗压，会加速路面破坏。与道路工程类似，敦煌机场等几个机场的调查资料也表明，盐渍土对机场工程的主要危害包括引起道面板错台、断裂、平整度显著降低、鼓包、道肩边坡失稳、隆起。
三、盐渍土道面特点
盐分、水分迁移是造成盐渍土地区公路、机场迅速破坏的原因，而盐渍土道面在使用要求、道面所处环境以及水盐运动等方面与公路又有所差异，具有独有的'特点。
(一)使用要求高
小盐胀与溶陷对公路影响不太大，尤其是局部范围内的盐胀与溶陷不会对公路造成危害，几米几十米范围内处理起来也容易，而道面则不然，飞机对道面的平整度要求很高，较小盐胀与较少的溶陷，也会造成道面错台、断板等危害，跑道长度通常在～3000米，任何小范围内的局部危害，都将严重影响飞行安全和道面的正常使用。
(二)道面环境恶劣
文献规定，盐渍土地区公路应尽量避免挖方，尤其是要避免路堑。当不得不出现路堑时，为了有利于排水，保持路基稳定，一般都应采用敞开式断面的矮路堤形式，路床要换填隔断层，如图1。而道面周围有土跑道和平地区，由于飞行安全的需要，道面区与土质区几乎是平齐的，仅相差几厘米，如图2。土质区的存在，对雨水下渗以及排水都有一定影响，对道面下的水盐运动也非常不利。
公路路基下主要是垂直水盐热运动，道面区域不仅有垂直水盐热运动，也有水平水盐运动。平地区和土跑道的存在，虽然在一定程度上能减弱水分蒸发，在一定程度上抑制道面小区域的水盐运动，但对机场工程是不利的，这也是公路修筑路堤、避免路堑的原因。
在跑道、道肩、平地区和土跑道以及站坪等组成的区域，由于道面、压实土质区的覆盖作用，蒸发得到强烈抑制，削弱了水盐热运动。但是由于道面的覆盖抑制蒸发的作用比压实土基要明显，土质区水盐热运动较强，积盐程度较道面区要高，道面下有大量凝结水，比土质区湿润，从而造成盐分、水分在道面区与土质区之间水平迁移。
四、盐渍土道面破坏原因
道面使用要求高，在盐分的物理化学作用下显得更为脆弱：道面所处的环境恶劣，水盐运动更加复杂，也使机场破坏的可能性加大;另外飞机荷载大，容易在轮迹处产生较大拉应力，加剧机场道面破坏。
(一)水盐运动
根据实测资料表明，膨胀变形主要发生在地温明显回升，日夜温差变化最大的冬未春初和降水量较集中的七、八月间，这说明道面破坏是由于对温度变化感的硫酸钠造成的，而且恰恰是上述两个季节为硫酸钠的结晶创造了外界条件。在冬季时为水分聚集时期，地下水以水汽形式不断从深处向上输送。由于跑道面层覆盖作用，水汽不能有效蒸发则在道面以下不断下降的冰冻线附近结成冰，春季开温时，土中冰不断融化成水，部分被无水芒硝吸收，无水芒硝有的结晶，有的溶解在水中，随着夜间地温下降，部分溶解的芒硝也结晶成为芒硝晶体，使土体积迅速膨胀，道面鼓起开裂，道面膨起开裂同时也使土中水分逐渐蒸发散失。在雨季时，降水通过道面裂缝和接缝处，进入道面基层和土基使无水芒硝再次和水分子结合成为芒硝晶体，导致盐胀现象。而后随着水分的蒸发膨胀也会慢慢缓解趋于稳定，每年周而复始地重复上述过程，使道面基层及土基不断地膨胀、收缩，破坏了土体结构，降低了密实度，造成道面开裂破坏。
(二)荷载作用
道面破坏的特点是早期破坏速度缓慢彭胀变形小，后期破坏迅速彭胀变形大，从表面上看，跑道轮迹范围内的道面沉陷，跑道两侧鼓起但整体上道面产生鼓胀，轮迹范围内道面鼓起。变形小于外侧道面的鼓起变形，因为当道面整体发生鼓起时，飞机起落滑行重量抑制了轮迹范围内道面的鼓起变形，使这部分道面不能与外侧道面产生同样量级的变形，因而在轮迹分界处产生了拉应力，导致了轮迹分界处道面沿跑道纵向开裂，加剧了道面的破坏程度。
(三)施工质量
道面的施工工艺与施工质量对道面病害的产生也有一定的影响，施工中基层的压实质量，分段施工接合部位的施工质量，面层的施工质量等都对道面病害的产生和发展起一定的作用。另外在施工中容易误将含盐量高的材料掺入基层中，产生盐胀现象。
五、结论
可以认为道面下季节性水盐运动、飞机荷载以及施工质量是造成盐渍土机场破坏的主要因素。盐渍土机场道面破坏是硫酸盐胀缩造成的，有其结构的特殊性，一般都需要一段时间累积才能充分暴露出来，同时还有伴随季节变化而反复变化的特点。
参考文献：
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篇6：钢管混凝土支护在失修巷道中的应用工学论文
钢管混凝土支护在失修巷道中的应用工学论文
摘要：根据开滦钱家营矿业分公司井下失修巷道的实际情况，探讨了钢管混凝土支护的施工工艺，同时在实践中采用了钢管混凝土支护对失修巷道进行了维修治理，取得了较好地技术经济效益，为失修巷道的修复提供了一条行之有效的施工方法。
关键词：失修；钢管混凝土；支护
开滦钱家营矿业分公司岩石巷道一般布置在12-1煤层的底板岩层内内，距12-1煤层10-15m，可采煤层有5个，煤层间距较小，属于近距离可采煤层。从而，煤层间的开采应力相互影响，使采区内的巷道受重复应力的影响，造成巷道重复修复率提高，这不仅给行人带来不安全隐患，而且给煤矿企业提高了经营成本。这公司原来治理失修巷道一般采用架设U25或U29型钢加工的三心拱支架，由于U型钢拱形支架是可塑性的，所以受矿压影响，拱形支架易变形，而且易发生折断，反复修复率较高。2008年这公司修复八采轨道山利用钢管混凝土支护，取得了较好地经济效益。
一、八采轨道山的地质反水文情况
(一)地质情况：八采轨道下山巷道开口位于600西轨道大巷，测点W71前90m，其方位为313°，倾角17°，巷中与六采下部运煤石门间距20m。巷道位于12-l煤层以下2-16m，岩性为中砂岩、细沙岩、粉砂岩、煤线，如表1。
(二)地质构造情况：根据实际揭露的构造情况，在F3测点前8m左右遇到fl’断层，该断层倾角40°，落差2.0m。变坡点前32m遇到f2’断层，该断层倾角55°，落差2.0m。
(三)水文情况：八采轨道山位于煤12-1底板含水层中。正常涌水量0.2m3／min，最大涌水量0.4 m3／min。
二、动压巷道支护原则
(一)优选巷道层位：煤系地层的岩性差异较大，动压巷道应尽量布置在坚硬岩层中，以期求得稳定性好、返修率低。
(二)优化巷道断面：应该根据区域地应力的分布特征，优化巷道断面形状，能使巷道围岩具有良好的应力状态。
(三)适度让压：动压巷道变形较大，要做到不许巷道变形是难以实现的，在保证巷道稳定的前提下，适度让压即给定巷道一定的允许变形值是最为经济合理的支护策略。在巷道允许变形的范围内充分让压，使围岩尽可能地释放变形能，能有效地发挥围岩的自承能力。这就要求支护体必须具备一定的柔性。
(四)强化支护：在适度让压的基础上，为了满足巷道使用的要求，必须对围岩的变形进行控制。可通过优化巷道支护参数，提高支护体的整体强度，来控制巷道的变形。深井软岩巷道最终的稳定，主要还是依靠支护体的支护强度。
(五)控制巷道底板变彩：动压巷道围岩处于 “四面来压”应力状态，即顶板、底板和两帮同时受压。当巷道围岩应力较大时，围岩变形能必然从巷道的未支护面或支护薄弱面释放出来，局部围岩变形量大，进而导致巷道整体失稳。因此采取全封闭的支护形式，可以有效地控制巷道失稳。
(六)提高围岩的自承能力：巷道围岩不仅具有一定的自承力，而且还是一种天然的承载构件。保护围岩原始结构的完整性，适时对围岩予以补强，提高围岩的整体强度，发挥围岩的自身承载力，防止围岩塑性区域的无限制扩大，能取得事半功倍的效果。
三、钢管混凝土支护的原理及优点
(一)钢管混凝土支护的原理：钢管混凝土支护是在钢管支架外壳内填装混凝土组成的支架，其工作原理是：借助内填混凝土，增强管壳的稳定性，借助钢管壳的约束作用，使混凝土处于三向受压状态，从而使夹心混凝土具有更高的抗压强度和抗变形能力。钢管混凝土支架具有圆柱状外形，是最合理的截面形状，它不仅有惯性矩大的`特点，而且无异向性，不易扭曲变形。
(二)钢管混凝土支护的优点：钢管混凝土支架具有突出的优点是支护能力强，与同质量的u型钢支架相比，其支护反力可达u型钢支架的2，5倍多。u型钢支架支护能力较小，钢管混凝土支架是一种“经济型高强度支架”，是“性价比”最优的支护方式。
四、钢管混凝土支护参数的选择
(一)钢管参数的选择依据：φ140×8.5mm钢管混凝土支架支护强度及承载能力满足支护要求。
(二)钢管参数的选择：φ159×8mm的接头套管能够与中140×8浅谈综采5mm钢管尺寸匹配较好。钢管选用φ140×8.5mm无缝钢管，单位长度重量为27.57kg／m。接头套管φ159)<8mm无缝钢管，单位长度重量为29.79kg／m。
(三)混凝土配制：混凝土采用425#普通硅酸盐水泥配制，石子采用最大粒径为15mm的碎石作为粗骨料，优质河砂(中砂)作为细骨料。在配制混凝土时掺入适量减水荆，掺量为水泥重量的O.5％；掺入适量速凝剂，掺量为水泥重量的2.5％；掺入适量膨胀剂，掺量为水泥重量的2％。
五、施工方法
首先用钎子将原来支护的背板拆除，在找清浮掉的情况下，用风镐由巷顶向两帮进行拆除原支护，用木背板进行临时支护，然后，按间距500mm架设钢管混凝土支架，在钢管混凝土支架上面背700×120X70mm(长×宽×厚)木背板，木背板与巷顶、巷帮接触不实部位用木背板接顶背实。钢管混凝土支架架设10架后，在一起用注浆泵向钢管支架内注入混凝土。附钢管混凝土支护施工图。
六、结语
钢管混凝土支护与u型钢拱形支架相比，抵抗矿压能力较强，延长了巷道服务年限，对失修巷道的加固可以广泛推广。
在钢管混凝土支护中，注浆速度较慢，需要对注浆工具进行改造。
对于有底鼓现象的失修巷道的加固，应采用加底弯拱钢管混凝土支架进行加固，加固效果较好。
