[摘 要]本文具體以河南某煤礦厚煤層大斷面煤巷道為探討對(duì)象，使用數(shù)值分析的方法，模擬巷道頂板下沉量同預(yù)緊力相互之間的聯(lián)系，詳細(xì)的說明了確保巷道穩(wěn)妥性的基本原理。使用一些實(shí)踐分析方法，譬如工程對(duì)比等，制定了高預(yù)緊力和支護(hù)技術(shù)的指標(biāo)參數(shù)內(nèi)容。

　　[關(guān)鍵詞]工程師論文發(fā)表,厚煤層,大斷面,安全支護(hù)

　　引言

　　按照相關(guān)的調(diào)查研究表明，我國(guó)厚煤層儲(chǔ)量非常豐裕，一般來說，采取井工開采的方式開采的厚煤層煤炭產(chǎn)量，幾乎占到了總產(chǎn)量的一半以上。所以，厚煤層的開采，對(duì)于確保對(duì)煤炭供應(yīng)具有至關(guān)重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大采高綜采也開始顯示出較好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，具有資源回收率高，風(fēng)險(xiǎn)性小等等特點(diǎn)，已經(jīng)成為了我國(guó)厚煤層的主要開采方法之一。本文從河南某煤礦厚煤層大斷面煤巷道的具體情況來入手，分析其安全支護(hù)技術(shù)。

　　1.地質(zhì)工程狀況

　　這個(gè)巷道煤層埋深240-250m，平均9.08m，煤層系數(shù)1.6-2.6，直接頂為砂質(zhì)泥巖，平均1.5m，直接底為砂質(zhì)泥巖，平均1.5m，老頂為中粗砂巖，厚度為6-8m。

　　2.圍巖控制機(jī)制

　　厚煤層大斷面煤巷道進(jìn)行開挖后，因?yàn)槭艿降貞?yīng)力的影響，圍巖出現(xiàn)了卸荷破壞，圍巖從淺到深部逐漸向采掘空間內(nèi)擠入，進(jìn)而形狀出現(xiàn)變化。所以必須進(jìn)行安全支護(hù)技術(shù)，才有可能在一定程度上防止圍巖的形狀破壞以及穩(wěn)定性。

　　2.1 數(shù)值模型

　　本文使用數(shù)值模型對(duì)巷道頂板變形和預(yù)緊力的相互聯(lián)系等進(jìn)行充分的分析，其模型的基本尺寸為長(zhǎng)x寬x高=50mx 50 mx 25 m，單元70 000個(gè)，節(jié)點(diǎn)724274個(gè)，平均密度2760kg/m3，垂直應(yīng)力為6.47 MPa，應(yīng)力梯度0.028 MPa，測(cè)壓系數(shù)為1.4。

　　2.2 高功能支護(hù)建構(gòu)

　　一般情況下，厚煤層大斷面煤巷的支護(hù)，都是使用高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿結(jié)合小孔徑錨索共同使用，應(yīng)用非常廣泛。高強(qiáng)度錨桿桿體屈服強(qiáng)度為 342.7-387.5MPa，破斷強(qiáng)度為523.4-602.8MPa;錨桿尾部螺紋部分使用滾絲進(jìn)行加工處理，所以螺紋部分直徑比桿體要小，錨尾的強(qiáng)度同桿體強(qiáng)度互相比較，都非常類似。具體的指標(biāo)參數(shù)見表1。

　　從上面的表格中可以看出，錨桿不僅具有非常高的強(qiáng)度，而且使用了樹脂藥卷，增加了錨的長(zhǎng)度，同時(shí)還擁有了一定的延伸量，符合了高應(yīng)力軟煤巷道錨桿支護(hù)，以及錨桿高功能的需求。在錨桿桿體和錨尾都滿足高強(qiáng)度時(shí)，必須要特別的注重錨桿桿體，錨尾以及其他配置的應(yīng)用，這對(duì)于保障錨桿錨固力的長(zhǎng)期作用非常重要。一般來說，大斷面煤層巷道圍巖破裂區(qū)，以及塑性區(qū)范圍非常廣，同時(shí)圍巖的穩(wěn)固性無法得到高效的控制，所以，必須使用錨索來強(qiáng)化支護(hù)的作用。另外，因?yàn)殄^索支護(hù)阻力非常大，能夠相應(yīng)的提升對(duì)淺部圍巖的擠壓加固效果，同時(shí)因?yàn)殄^索長(zhǎng)度較大，能夠降低錨固區(qū)外圍巖的形狀變化，構(gòu)成較大范圍的錨固結(jié)構(gòu)[1]。

　　2.3 高預(yù)緊力支護(hù)

　　根據(jù)有關(guān)的研究表明，錨桿預(yù)緊力對(duì)于控制圍巖變形具有非常關(guān)鍵的意義，提升錨桿預(yù)緊力能夠降低巷道圍巖變形，同時(shí)也能夠提升圍巖自穩(wěn)能力，預(yù)緊力和頂板下沉相互關(guān)系，從中可以清楚的看到，迅速的安裝錨桿，同時(shí)對(duì)錨桿進(jìn)行一定程度的預(yù)緊力，這對(duì)于頂板下沉具有非常良好的抑制效果。所以，在各種環(huán)境條件不受限的情況下，如果預(yù)緊力較大，這對(duì)于圍巖的變形具有一定程度的控制效果。然而從另外一個(gè)方面來說，要想實(shí)現(xiàn)較大的預(yù)緊力，困難性非常大[2]。

　　2.4 錨固結(jié)構(gòu)擠壓效果

　　通常來說，煤層巷道斷面過大后，圍巖塑性區(qū)范疇也會(huì)增大，而且其將會(huì)超過錨桿的長(zhǎng)度，另外破裂煤巖體在非常低的支護(hù)阻力范疇內(nèi)，按照支護(hù)阻力的遞增作用的變化出現(xiàn)明顯的加大，目前高強(qiáng)高預(yù)緊力支護(hù)技術(shù)幾乎可以達(dá)到這種需求。

　　按照模擬效果，能夠清楚的了解詳細(xì)的工程效果圖，在大斷面巷道圍巖淺部出現(xiàn)了不同厚度的錨固建構(gòu)，其不但肩負(fù)了圍巖變形的壓力，避免圍巖出現(xiàn)崩塌，降低頂板下沉;另外不同厚度的錨固建構(gòu)，還能夠影響深部煤體，阻止深部煤體的擠入，控制深部煤體的破壞程度，最終保障了巷道的整體穩(wěn)定程度。錨固結(jié)構(gòu)中的不同錨桿構(gòu)成的應(yīng)力壓縮帶互相累積，能夠讓圍巖淺部圍巖，出現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)的變化，另外維持一定狀態(tài)的變形范圍的肩負(fù)能力。

　　3.圍巖控制技術(shù)

　　按照河南工程具體的地質(zhì)條件，使用工程對(duì)比，以及理論分析的手段，進(jìn)而制定了頂板和兩幫錨桿支護(hù)指標(biāo)參數(shù)如下：首先，巷道頂部錨桿使用 20x2500mm，左旋無縱筋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，每排6根，每根錨桿采取CK2340等樹脂錨固劑將錨固加長(zhǎng)，頂部錨桿間排距為 950mmx1000mm，錨固力不能小于100kN/根;然后巷道頂部錨索根據(jù)2-1-2-1的方式進(jìn)行排列，在設(shè)計(jì)雙排時(shí)，按照巷道中心線兩側(cè) 1.3m處進(jìn)行設(shè)置。如果錨索為單排，設(shè)置在巷道中心線上，錨索采取15.25x12300mm的小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索，排距為3000mm，每根錨索采用3 卷Z2360樹脂錨固劑對(duì)錨固進(jìn)行加長(zhǎng)，錨索盡量固定在頂部堅(jiān)硬巖石中不能少于1m，如果煤層變厚，必須迅速的加長(zhǎng)錨索[3]。

　　4.工程效果分析

　　為了檢驗(yàn)支護(hù)參考參數(shù)，同該地區(qū)地質(zhì)條件下的適應(yīng)程度，60d礦區(qū)壓力的觀測(cè)結(jié)果圖，具體為：巷道掘進(jìn)影響期在8d左右，掘進(jìn)影響期內(nèi)頂?shù)滓平�速度，同兩幫移近速度非常接近，最大變形速度依次�?.5mm/d以及5mm/d;8d后最大變形速度都減少到1mm/d;兩幫相對(duì)移近量為75mm，頂?shù)紫鄬?duì)移近量為70mm;巷道沒有出現(xiàn)底鼓，基本上達(dá)到生產(chǎn)的要求。

　　5.結(jié)語

　　綜上所述，經(jīng)過對(duì)具體的河南某煤礦厚煤層大斷面煤巷道進(jìn)行分析，能夠充分的了解到，在進(jìn)行安全支護(hù)技術(shù)過程中，如果預(yù)緊力超過某值后，就能夠明顯的減少圍巖變形，讓圍巖的應(yīng)力狀態(tài)出現(xiàn)變化，防止圍巖力學(xué)特點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，進(jìn)而提升其自身的穩(wěn)固性;錨固結(jié)構(gòu)還能夠提升圍巖承載力，提升圍巖穩(wěn)定性，讓圍巖能夠擁有適應(yīng)變形的能力，在一定的變形范圍內(nèi)，還可以維持承載能力高預(yù)緊力迅速支護(hù)技術(shù)，能夠適合這個(gè)地區(qū)類型地質(zhì)條件。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 許志東，許磊，楊俊章.厚煤層大斷面煤巷支護(hù)技術(shù)研究[J].能源技術(shù)與管理，2013，2(28)：111-112.

　　[2] 嚴(yán)紅.特厚煤層巷道頂板變形機(jī)理記控制技術(shù)[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2013，4(5)：13-22.

　　[3] 回春偉.厚煤層大斷面煤巷安全支護(hù)技術(shù)研究[D].遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2011，12(1)：14-23.

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