沿空留巷支护技术的最新发展

沿空留巷支护技术的最新发展

刘海荣

国家能源集团神东煤炭公司榆家梁煤矿  陕西省榆林市神木市  719300

摘要：沿空留巷支护技术是煤矿开采中一种重要的支护方式，主要用于巷道掘进和采煤工作面的支护。近年来，随着煤矿开采技术的不断发展，沿空留巷支护技术也取得了显著的进展。

关键词：沿空留巷；支护技术；发展

1目前的应用情况

目前，沿空留巷支护技术的应用主要集中在以下几个方面：

1.1钢支护技术：采用钢材作为支护材料，通过梁柱结构的形式进行巷道支护。这种技术具有结构强度高、施工方便等优点，被广泛应用于煤矿和金属矿山等地下工程中。

1.2混凝土支护技术：采用混凝土作为支护材料，通过注浆、喷射和浇筑等方式进行巷道支护。这种技术具有耐火性好、耐久性高等优点，适用于一些特殊的工程环境。

1.3高分子材料支护技术：采用高分子材料作为支护材料，通过注浆、喷射和填充等方式进行巷道支护。这种技术具有柔性好、粘结力强等特点，适用于一些需要变形能力的工程环境。

以上是目前沿空留巷支护技术的主要应用情况，不同的支护技术适用于不同的地质条件和工程要求。在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的支护技术，并结合工程经验和数值模拟等手段进行设计和施工。

2沿空留巷支护技术的措施

2.1 支护结构设计

支护结构设计是沿空留巷支护技术中的重要一环，它直接影响到工程的安全性和稳定性。常见的支护结构设计包括钢筋混凝土衬砌、钢支撑、锚杆支护等。

钢筋混凝土衬砌是一种常用的支护结构，它利用钢筋混凝土板作为衬砌材料，通过预埋锚杆或锚索来增加衬砌的稳定性。这种结构的优点是强度高、稳定性好，适用于大跨度和高地应力的工程。然而，它的施工难度较大，需要较长的施工周期，并且造价较高。

钢支撑是另一种常用的支护结构，它利用钢支撑杆或钢管作为支撑材料，通过连接件将其固定在巷道墙壁上。钢支撑的优点是施工简单、成本较低，适用于较小跨度和低地应力的工程。然而，它的强度相对较低，不适用于高地应力的工程。

锚杆支护是一种常用的补充支护措施，它通过将锚杆固定在巷道周围的岩体中，增加巷道的稳定性。锚杆支护的优点是施工简单、效果明显，适用于大部分地质条件。然而，它的耐久性较差，需要定期维护和更换。

为了提高支护结构的稳定性和安全性，可以采用多种支护结构的组合方式，如采用钢筋混凝土衬砌和钢支撑相结合的方式。此外，还可以通过优化支护结构的设计参数，如增加衬砌的厚度、增加支撑的数量等，来提高支护结构的抗震性能和稳定性。

2.2 材料选择

材料选择是沿空留巷支护技术中的另一个重要方面，它直接影响到支护结构的强度和稳定性。常见的材料选择包括钢材、混凝土、锚杆等。

钢材是一种常用的支护材料，它具有高强度、高刚度和良好的耐磨性，适用于大跨度和高地应力的工程。常用的钢材包括钢板、钢管和钢支撑杆等。然而，钢材的成本较高，需要定期维护和防腐处理。

混凝土是另一种常用的支护材料，它具有良好的抗压性能和耐久性，适用于较小跨度和低地应力的工程。常用的混凝土材料包括钢筋混凝土板和预制混凝土块等。然而，混凝土的施工难度较大，需要较长的施工周期。

锚杆是一种常用的补充支护材料，它通过将锚杆固定在巷道周围的岩体中，增加巷道的稳定性。常用的锚杆材料包括钢材和玻璃钢等。然而，锚杆的耐久性较差，需要定期维护和更换。

为了提高支护结构的强度和稳定性，可以采用高强度材料，如高强度钢材和高性能混凝土等。此外，还可以通过合理选择材料的组合方式，如采用钢筋混凝土衬砌和钢支撑相结合的方式，来提高支护结构的整体性能。

2.3 施工方法

施工方法是沿空留巷支护技术中的另一个关键环节，它直接影响到支护结构的质量和施工效率。常见的施工方法包括预制、现浇和拼装等。

预制是一种常用的施工方法，它将支护结构的构件在工厂中预先制作好，然后运输到施工现场进行安装。预制的优点是施工速度快、质量可控，适用于规模较大的工程。然而，预制需要较大的场地和设备，并且无法满足特殊形状和尺寸的要求。

现浇是另一种常用的施工方法，它将支护结构的构件在施工现场进行制作和安装。现浇的优点是灵活性高、适用范围广，可以满足各种特殊形状和尺寸的要求。然而，现浇需要较长的施工周期，并且对施工技术要求较高。

拼装是一种相对较新的施工方法，它将支护结构的构件在工厂中预先制作好，并通过拼装的方式进行安装。拼装的优点是施工速度快、质量可控，适用于规模较大且形状复杂的工程。然而，拼装需要较大的场地和设备，并且对施工工艺要求较高。

为了提高施工效率和质量，可以采用自动化施工技术，如机械化设备和无人机等。此外，还可以通过优化施工工艺和流程，如采用先进的施工方法和材料，来提高施工的效率和安全性。

3. 沿空留巷支护技术的发展

3.1 新材料的应用

新材料的应用是沿空留巷支护技术发展的重要方向之一。传统的沿空留巷支护材料主要包括钢材、木材和混凝土等，虽然具有一定的强度和稳定性，但在应对复杂地质条件和动力环境方面仍存在一定的局限性。随着新材料技术的不断发展，如纤维增强复合材料、高分子材料和新型金属材料等，这些材料具有更好的抗压、抗拉和抗冲击性能，能够提高支护结构的稳定性和安全性。

新材料的应用不仅可以提高沿空留巷支护结构的强度，还可以减轻支护结构的重量，降低施工成本。例如，使用纤维增强复合材料制作支护结构，可以提高结构的强度和刚度，同时减轻支护结构的重量，降低施工工艺难度和成本。此外，新材料还具有良好的耐腐蚀性能，能够适应复杂的矿井环境，延长支护结构的使用寿命。

3.2 智能化支护系统的研发

智能化支护系统是沿空留巷支护技术发展的另一个重要方向。随着信息技术、传感技术和自动控制技术的不断进步，智能化支护系统已经成为沿空留巷支护技术的发展趋势。智能化支护系统可以通过传感器实时监测支护结构的变形和应力分布情况，利用数据分析和智能控制算法实现对支护结构的自动化控制和管理。

智能化支护系统的研发可以提高沿空留巷支护技术的安全性和效益。通过实时监测和智能控制，可以及时发现和处理支护结构的变形和应力集中等问题，避免支护结构的失效和事故的发生。同时，智能化支护系统还可以提高支护结构的使用效率和节能性能，减少资源的浪费和环境的污染。

3.3 技术发展的前景和挑战

沿空留巷支护技术的发展前景广阔，但同时也面临一些挑战。首先，随着煤矿开采深度的增加和复杂地质条件的出现，沿空留巷支护技术需要更高的稳定性和可靠性。因此，如何选择合适的支护材料和设计合理的支护结构，是当前亟待解决的问题。

其次，沿空留巷支护技术的发展还需要充分考虑矿井环境和生产条件的特点。煤矿工作面的空间狭小、多尘、多湿和多振动等特点，对支护结构的稳定性和耐久性提出了更高的要求。因此，在技术研发过程中需要充分考虑矿井环境的特点，选择合适的材料和工艺，确保支护结构的安全和可靠。

结束语

沿空留巷支护技术是一项具有重要意义的支护技术，在矿山工程中具有广泛应用前景。然而，当前的研究和应用还存在一些问题，需要进一步的研究和改进。未来的研究方向包括完善技术规范、加强应用效果和工程实践的研究、提高支护结构设计的稳定性和可靠性，以及与其他相关学科的交叉研究等。相信在未来的努力下，沿空留巷支护技术将取得更大的发展和应用前景。

参考文献

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[2] 煤矿开采工程巷道掘进和支护技术研究[J]. 白彬彬.矿业装备,2023(02)

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[4] 松散膨胀复合型软岩巷道耦合支护技术研究[J]. 许波;亓海涛.内蒙古煤炭经济,2020(24)