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[摘 要]随着我国经济的快速持续发展，对能源的需求日益在加大，煤炭作为我国的重要能源资源，在国民经济中占有重要地位。但是，我国煤炭资源大多埋藏在地下，需要在井下开挖巷道，开采煤炭。随着煤矿资源开采深度的增加，对巷道支护的要求也逐步提高。因此，研究分析巷道支护技术具有重大意义。
[关键词]煤矿 巷道 支护 理论
中图分类号：TU94+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0059-01
1 煤矿巷道支护理论
1.1 新奥法支护理论
随着对新奥法支护理论的完善和不断发展，形成以下支护原则：运用光面爆破；采用早强喷射混凝土及时封闭巷道周边，实施密贴支护；采用锚喷支护，主动加固围岩，提高其自承能力，在围岩内形成承载圈；实施二次支护；对破碎围岩实施注浆加固；实施动态设计和动态施工等。
1.2 联合支护理论
联合支护理论认为：对于复杂困难巷道，只要提高支护体刚度难以有效控制围岩变形，要先柔后刚，先让后抗，柔让适度，稳定支护。联合支护理论在困难巷道中得到比较广泛的应用，但随着围岩条件的变差，该理论收到挑战。有些巷道采用联合支护并不理想，需要多次维修和翻修，围岩变形一直不稳定。
1.3 松动圈支护理论
围岩松动圈理论认为：巷道开挖后一般会出席那松动圈，围岩变形载荷3是松动圈产生过程中的碎胀变形，围岩破裂过程中岩石碎胀变形是支护对象。松动圈越大，碎胀变形也越大，围岩变形量越大，巷道支护也越困难。根据松动圈的大小进行了围岩分类，并提出相应的支护形式。
1.4 围岩强度强化理论
侯朝炯等提出巷道锚杆支护围岩强度强化理论，认为锚杆支护可以提高锚固体的力学参数，改善被锚岩体的力学性能，锚固区域岩体的峰值强度、峰后强度及残余强度均能得到强化；锚杆支护可改变围岩应力状态，增加围压，提高围岩承载能力。
此外，我国学者采用弹塑性力学、流变力学、损伤力学、大变形力学等理论对巷道围岩变形和破坏特征进行了分析，从不同角度研究了巷道矿压规律及围岩与支护体的相互作用。
2 煤矿巷道支护方式
现阶段巷道支护方式，比较普遍采用的主要有锚杆支护、喷射混凝土支护、棚子支护、锚索支护、锚喷支护等方式。
2.1 锚杆支护
锚杆支护是井巷支护比较经济合理的有效手段，在煤矿、金属矿山、水利、隧道以及其它地下工程中迅速得到发展，
2.2 喷射混凝土支护
该支护方式是用喷射机将混凝土混合物喷射在岩面上凝结硬化而成的一种支护，其粘结力大，能同岩石紧密粘结，形成了喷射混凝土独特作用，喷射混凝土能随着巷道掘进及时施工，且加入速凝剂后其早期强度成倍增长，因而能控制围岩的过度变形与松弛。但其本身是脆性的，当岩石变形大时，易裂开剥落。锚喷支护则是锚杆与混凝土联合支护的简称，能使二者相互取长补短，互为补充，可以防止局部岩块的松动和坠落，从而加固与提高岩石拱的承载能力。锚喷支护又可与金属网联合进行支护。它具有施工速度快，施工机械化程度高，成本低及节约材料等优点。
2.3 棚子支护
棚子支护的作用是使地压均匀的分布到顶梁和棚腿上，棚子支护又分为，木支护，金属支护，钢筋混凝土支护，石材整体支护等不同方式，木支护适用于地压不大，巷道服务年限不长的，断面较小的采区巷道里，有时也是巷道掘进中的临时支护。金属支护是木支护的优良替代品。钢筋混凝土支护适用于地压稳定，服务年限长及断面较大的巷道，不适宜用于有动压的巷道，但由于构件重，架设困难，随着锚喷支护的发展，其使用逐步减少了。石材整体支护也已经随着锚喷支护的应用而被替代。
2.4 锚索支护
在煤矿巷道支护工程中采用预应力锚索，具有六个特点：1）锚索的锚固深度大，承载能力强，支护效果好。2）锚索的补强作用，在复合顶板、大断硐室、交岔点处的支护中更明显，尤其在顶板来压大，层理发育的采准巷道中使用效果更佳。其适用范围非常广。3）支护材料重量轻，体积小，工人劳动强度低。施工工艺简单，操作方便，安全可靠，可提高掘进速度。4）锚索支护可大大减少巷道维修量，节约维护费用。5）从安全生产角度及有利于顶板维护等方面来看，经济上合理，技术上可行，具有较好的推广价值。6）锚索的施工比较灵活，可以和其他加固措施相结合，具有不缩小巷道断面、工期短、安全可靠和节约资金等优点，尤其对破损巷道的加固与其他方法相比更具有优势。
2.5 锚喷支护
锚喷支护是锚杆与喷射混凝土联合支护的简称。它之所以比传统支护优越，主要是由于它在机理和工艺上具有一些独特的工作特性。主要有以下特性。
（1）及时性。喷射混凝土、喷射水泥浆以及锚喷，能及时支护、甚至超前支护；因此，能够不失时机地为工作面创造安全的工作空间。
（2）密贴性。喷层与围岩密贴，是一种强度高、粘结力大、抗渗性能强的薄层支护，能够将围岩表面的裂隙固成整体，防止松动；能提高围岩的表面强度，具有一定的支护抗力。
（3）封闭性。喷层及时封闭围岩，具有防火、防水、防瓦斯、防风化的性能，从而克服了软岩怕水、怕震、怕风化的缺点；及时封闭围岩，防止了环境效应对软岩的不良影响。
（4）可分性。喷层可多次喷，先早喷薄喷，使喷层具有柔性同时锚杆也有一定的让压性，通过应力调整使围岩趋于稳定性，再复喷达到设计厚度。
（5）适应性。锚喷支护可用于不同岩性、不同断面、不同用途的各种地下工程。它既可作为支护体，又可作为临时加固等补强措施；既可作为临时支护，又可作为永久支护或永久支护中的一次支护；既能承受静载荷，又能承受动载荷，适应性非常强。
（6）组合性。锚杆可以和各种支护形式组合，如型钢、U型钢、砌碹、弧板、金属网等，组成各种形式的联合支护。
（7）经济性。锚喷支护是一种轻型支护，其重量只有一般承压式支护的1/6—1/5。断面利用率高。锚喷支护每米巷道直接成本只相当碹体支护的1/5，相当金属支护的1/7—1/8。
（8）科学性。锚喷支护可以根据围岩收敛速率判断围岩稳定程度，修正锚喷数。利用信息反馈法，克服施工的盲目性。
3 结语
在煤炭开采过程中，推行巷道支护改革，有利于降低原煤生产成本，提高经济效益，因此需要高度重视。煤矿巷道支护必须根据实际地质条件综合考虑开采顺序、服務年限、使用要求等因素，选择合理的支护方式，避免因翻修而增加费用支出。在巷道支护不能满足安全生产的需要下，必须认真剖析原因，及时进行支护调整，直至达到安全生产要求为止。
参考文献
[1] 康红普，王金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].北京：煤炭工业出版社.2007.
[2] 侯朝炯，郭励生，勾攀峰等.煤巷锚杆支护[M].徐州：中国矿业大学出版社.1999.
[3] 董方庭，宋宏伟，郭志宏等.巷道围岩松动圈理论[J].煤炭学报.1994，19（1）.
[4] 康红普，姜铁明，高富强.预应力在锚杆支护中的作用[J].煤炭学报.2007，32（7）.
[关键词]煤矿 巷道 支护 理论
中图分类号：TU94+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0059-01
1 煤矿巷道支护理论
1.1 新奥法支护理论
随着对新奥法支护理论的完善和不断发展，形成以下支护原则：运用光面爆破；采用早强喷射混凝土及时封闭巷道周边，实施密贴支护；采用锚喷支护，主动加固围岩，提高其自承能力，在围岩内形成承载圈；实施二次支护；对破碎围岩实施注浆加固；实施动态设计和动态施工等。
1.2 联合支护理论
联合支护理论认为：对于复杂困难巷道，只要提高支护体刚度难以有效控制围岩变形，要先柔后刚，先让后抗，柔让适度，稳定支护。联合支护理论在困难巷道中得到比较广泛的应用，但随着围岩条件的变差，该理论收到挑战。有些巷道采用联合支护并不理想，需要多次维修和翻修，围岩变形一直不稳定。
1.3 松动圈支护理论
围岩松动圈理论认为：巷道开挖后一般会出席那松动圈，围岩变形载荷3是松动圈产生过程中的碎胀变形，围岩破裂过程中岩石碎胀变形是支护对象。松动圈越大，碎胀变形也越大，围岩变形量越大，巷道支护也越困难。根据松动圈的大小进行了围岩分类，并提出相应的支护形式。
1.4 围岩强度强化理论
侯朝炯等提出巷道锚杆支护围岩强度强化理论，认为锚杆支护可以提高锚固体的力学参数，改善被锚岩体的力学性能，锚固区域岩体的峰值强度、峰后强度及残余强度均能得到强化；锚杆支护可改变围岩应力状态，增加围压，提高围岩承载能力。
此外，我国学者采用弹塑性力学、流变力学、损伤力学、大变形力学等理论对巷道围岩变形和破坏特征进行了分析，从不同角度研究了巷道矿压规律及围岩与支护体的相互作用。
2 煤矿巷道支护方式
现阶段巷道支护方式，比较普遍采用的主要有锚杆支护、喷射混凝土支护、棚子支护、锚索支护、锚喷支护等方式。
2.1 锚杆支护
锚杆支护是井巷支护比较经济合理的有效手段，在煤矿、金属矿山、水利、隧道以及其它地下工程中迅速得到发展，
2.2 喷射混凝土支护
该支护方式是用喷射机将混凝土混合物喷射在岩面上凝结硬化而成的一种支护，其粘结力大，能同岩石紧密粘结，形成了喷射混凝土独特作用，喷射混凝土能随着巷道掘进及时施工，且加入速凝剂后其早期强度成倍增长，因而能控制围岩的过度变形与松弛。但其本身是脆性的，当岩石变形大时，易裂开剥落。锚喷支护则是锚杆与混凝土联合支护的简称，能使二者相互取长补短，互为补充，可以防止局部岩块的松动和坠落，从而加固与提高岩石拱的承载能力。锚喷支护又可与金属网联合进行支护。它具有施工速度快，施工机械化程度高，成本低及节约材料等优点。
2.3 棚子支护
棚子支护的作用是使地压均匀的分布到顶梁和棚腿上，棚子支护又分为，木支护，金属支护，钢筋混凝土支护，石材整体支护等不同方式，木支护适用于地压不大，巷道服务年限不长的，断面较小的采区巷道里，有时也是巷道掘进中的临时支护。金属支护是木支护的优良替代品。钢筋混凝土支护适用于地压稳定，服务年限长及断面较大的巷道，不适宜用于有动压的巷道，但由于构件重，架设困难，随着锚喷支护的发展，其使用逐步减少了。石材整体支护也已经随着锚喷支护的应用而被替代。
2.4 锚索支护
在煤矿巷道支护工程中采用预应力锚索，具有六个特点：1）锚索的锚固深度大，承载能力强，支护效果好。2）锚索的补强作用，在复合顶板、大断硐室、交岔点处的支护中更明显，尤其在顶板来压大，层理发育的采准巷道中使用效果更佳。其适用范围非常广。3）支护材料重量轻，体积小，工人劳动强度低。施工工艺简单，操作方便，安全可靠，可提高掘进速度。4）锚索支护可大大减少巷道维修量，节约维护费用。5）从安全生产角度及有利于顶板维护等方面来看，经济上合理，技术上可行，具有较好的推广价值。6）锚索的施工比较灵活，可以和其他加固措施相结合，具有不缩小巷道断面、工期短、安全可靠和节约资金等优点，尤其对破损巷道的加固与其他方法相比更具有优势。
2.5 锚喷支护
锚喷支护是锚杆与喷射混凝土联合支护的简称。它之所以比传统支护优越，主要是由于它在机理和工艺上具有一些独特的工作特性。主要有以下特性。
（1）及时性。喷射混凝土、喷射水泥浆以及锚喷，能及时支护、甚至超前支护；因此，能够不失时机地为工作面创造安全的工作空间。
（2）密贴性。喷层与围岩密贴，是一种强度高、粘结力大、抗渗性能强的薄层支护，能够将围岩表面的裂隙固成整体，防止松动；能提高围岩的表面强度，具有一定的支护抗力。
（3）封闭性。喷层及时封闭围岩，具有防火、防水、防瓦斯、防风化的性能，从而克服了软岩怕水、怕震、怕风化的缺点；及时封闭围岩，防止了环境效应对软岩的不良影响。
（4）可分性。喷层可多次喷，先早喷薄喷，使喷层具有柔性同时锚杆也有一定的让压性，通过应力调整使围岩趋于稳定性，再复喷达到设计厚度。
（5）适应性。锚喷支护可用于不同岩性、不同断面、不同用途的各种地下工程。它既可作为支护体，又可作为临时加固等补强措施；既可作为临时支护，又可作为永久支护或永久支护中的一次支护；既能承受静载荷，又能承受动载荷，适应性非常强。
（6）组合性。锚杆可以和各种支护形式组合，如型钢、U型钢、砌碹、弧板、金属网等，组成各种形式的联合支护。
（7）经济性。锚喷支护是一种轻型支护，其重量只有一般承压式支护的1/6—1/5。断面利用率高。锚喷支护每米巷道直接成本只相当碹体支护的1/5，相当金属支护的1/7—1/8。
（8）科学性。锚喷支护可以根据围岩收敛速率判断围岩稳定程度，修正锚喷数。利用信息反馈法，克服施工的盲目性。
3 结语
在煤炭开采过程中，推行巷道支护改革，有利于降低原煤生产成本，提高经济效益，因此需要高度重视。煤矿巷道支护必须根据实际地质条件综合考虑开采顺序、服務年限、使用要求等因素，选择合理的支护方式，避免因翻修而增加费用支出。在巷道支护不能满足安全生产的需要下，必须认真剖析原因，及时进行支护调整，直至达到安全生产要求为止。
参考文献
[1] 康红普，王金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].北京：煤炭工业出版社.2007.
[2] 侯朝炯，郭励生，勾攀峰等.煤巷锚杆支护[M].徐州：中国矿业大学出版社.1999.
[3] 董方庭，宋宏伟，郭志宏等.巷道围岩松动圈理论[J].煤炭学报.1994，19（1）.
[4] 康红普，姜铁明，高富强.预应力在锚杆支护中的作用[J].煤炭学报.2007，32（7）.