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我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望(一)

摘要:


我国煤矿巷道从1956年开始研究应用锚杆支护技术,至今已有60年.介绍了煤矿巷道锚杆支护技术的发展历程,不同时期采用的锚杆类型及应用条件;总结了煤矿巷道锚杆支护技术取得的研究成果,包括锚杆支护作用模式与支护理论;动态化、信息化的设计方法;支护材料与构件类型、力学性能及匹配性;施工工艺与机具;矿压监测方法与仪器;及锚杆支护在全国的推广应用情况。60年的研究与实践表明,我国煤矿已形成有中国特色的锚杆支护成套技术体系,锚杆支护成为煤矿巷道主体支护方式,为煤矿安全、高效建设与生产提供了可靠的技术保障.最后,根据我国煤矿巷道特点,提出了锚杆支护技术今后的发展方向与建议。


巷道是井工煤矿开采的必要通道,畅通、稳定的巷道是煤矿安全、高效开采的保障。


据不完全统计,我国国有煤矿每年新掘进的巷道总长达12000km,80%以上是煤巷与半煤岩巷,巷道工程规模巨大,对煤矿安全、产量与效益有显著的影响。


因此,巷道支护理论与技术一直是煤矿岩层控制的核心研究内容之一.随着井工煤矿开采深度、开采范围与开采强度增加,出现了越来越多的困难巷道。


首先,我国煤矿开采深度逐 年 增 加,最 大 开 采 深 度 已 达 到 1500m.深部巷道地应力高、采动影响强烈,围岩大变形、持续流变,冲击地压、煤与瓦斯突出等动力现象频发;


第二,我国松软破碎岩层矿区分布很广,一方面,有些矿区岩层强度低、结构松散、胶结性差,遇水软化、膨胀,风化严重;另一方面,一些矿区断层、褶曲、陷落柱等地质构造多,围岩层理、节理、裂隙发育,围岩完整性、稳定性差。


第三,随着煤矿规模与产量的提高,采掘设备大型化、重型化,要求的巷道断面越来越大.此外,为了提高煤炭资源回收率,护巷煤柱尺寸不断减小,沿空掘巷、沿空留巷得到普遍应用。


上述这些因素都不同程度地增加了巷道支护难度。


根据巷道地质与生产条件,我国开发出多种巷道围岩控制技术,包括支护法:支护力作用在巷道围岩表面的方法,如型钢支架、喷射混凝土、砌碹等;加固法:深入围岩内部保持围岩自承能力的方法,如锚杆、锚索支护,注浆加固等;应力控制法:减小或转移巷道周围高应力的方法,如卸压开采、将巷道布置在应力降低区和各种人工卸压法;联合支护法:两种或多种巷道围岩控制方法联合使用,如锚喷与注浆、锚杆与支架等.通过多年的研究与实践,已形成了以锚杆与锚索支护为主体支护,多种支护方式并存的巷道支护格局,解决了大量巷道支护难题,支撑了煤矿安全、高效生产。


本文回顾了我国煤矿巷道锚杆支护技术60a的发展历程,介绍了锚杆支护理论、设计方法、支护材料与构件、施工机具与工艺、矿压监测技术等方面取得的研究成果,及井下推广应用情况,并对锚杆支护技术的发展提出建议。

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