巷道掘进过断层破碎顶板支护技术研究

巷道掘进过断层破碎顶板支护技术研究

汤建

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摘要：随着煤矿深入开采，巷道掘进已成为煤矿工作面的关键环节。然而，由于煤层中存在断层、夹层等复杂地质条件，巷道掘进遇到的技术难题也相应地增加。在巷道掘进过程中，矿工面临的主要困难是断层破碎顶板的支护。针对这一问题，本文进行了相应的实践研究，以供参考。

关键词：巷道掘进；断层破碎顶板；支护技术

引言

煤矿是我国的重要能源产业，但一些传统的开采方法存在安全隐患，直接威胁到矿工的生命安全和矿井的正常生产。如，在过去的研究和实践中，传统的顶板支护方法主要是采用钢筋网、锚杆、喷锚和注浆等手段，但这些方法在巷道掘进过程中存在应力集中和支护不稳定等问题，无法完全解决断层破碎顶板的支护问题。因此，近年来，煤矿行业开始探索新的巷道掘进过断层破碎顶板支护技术。

一、巷道掘进过断层破碎顶板支护技术研究

（一）技术原理

掘进过断层破碎顶板支护技术是一种应对巷道掘进中断层、破碎顶板等地质条件影响的方案。这种技术通过对巷道顶部的支护，保证了巷道的稳定性，同时也能有效的防止因地质条件复杂而引起的灾害事故。其原理主要有以下四点：

一是支撑技术，采用支撑技术对巷道的顶部进行加固，保持顶部稳定性。二是预支技术，引入预支技术，对顶板较薄或有裂缝的区域进行提前支护。三则是空心注浆技术，采用空心注浆技术，将巷道中存在的空隙填充，增加了巷道的稳定性。四是预制钢筋网技术，采用预制钢筋网技术，将钢筋网嵌入巷道顶部，同时在钢筋网和巷道间注浆，增强了巷道的承载能力。

（二）技术分类及应用情况

巷道掘进过断层破碎顶板支护技术主要有钢筋网加注浆支护法、钢筋网加注浆支护法、激光预支法以及钻杆锚杆固结法。钢筋网加注浆支护法主要适用煤矿巷道、隧道等大型地下工程，通过钢筋网加注浆对巷道顶部进行加固，保持巷道的稳定。钻孔加注浆法主要适用于较硬岩层地质条件下的巷道掘进，通过对巷道顶部钻孔加注浆的方式，提高巷道的稳定性，同时也能防止顶板掉落。

激光预支法主要适用于煤矿巷道等场景，利用激光技术进行周边岩体的检测，对巷道顶部进行提前支护，避免巷道顶板破损和坍塌。钻杆锚杆固结法主要适用软岩和膏体地层的巷道支护，通过钻杆锚杆固结巷道顶部，提高巷道的稳定性。而巷道掘进过断层破碎顶板支护技术在实际应用中也得到了广泛应用。如，钢筋网加注浆支护法被广泛应用于煤矿巷道、铁路、公路和地铁等大型地下工程中。

（三）技术优缺点、应用范围及适用条件

巷道掘进过断层破碎顶板支护技术可以减少因地质条件复杂而引起的灾害事故；能够提高巷道的稳定性，延长巷道的使用寿命；针对不同地质条件，采用不同的支护技术，还具有较好的适应性。但同时，其技术上比较复杂，需要技术人员的专业知识；支护成本较高，对工程造价有一定的影响。应用范围主要包括煤矿巷道、地铁、隧道、公路、铁路等大型地下工程。适用条件包括地质条件、巷道大小、支护成本等方面的综合考虑。对于特殊地质条件，应选择相应的支护技术。在支护成本上，也应根据工程所在地区的经济水平等因素进行综合考虑。

二、巷道掘进过断层破碎顶板支护技术的工程实践

（一）工程案例分析

实测掘进出现断层破碎顶板的煤矿巷道，采用了巷道掘进过断层破碎顶板支护技术。支护方案为预埋钢筋混凝土支架和锚杆网织支护，同时加以喷浆加固。在实际施工过程中，预埋钢筋混凝土支架能够有效地控制断层破碎带的稳定性，并且受力均匀，不易出现变形。钢筋混凝土支架与锚杆网织支护结合，能够减小锚杆拉应力对巷道的影响，提高了支护整体稳定性。喷浆加固能够提高巷道围岩的强度和抗压性能，保证巷道的长期稳定性。经过实际检验，该技术方案能够有效地控制断层破碎带的稳定性，保证巷道的长期稳定性。

（二）存在的问题及解决方案

在工程实践中，巷道掘进过断层破碎顶板支护技术也存在着一些问题。例如，钢筋混凝土支架的施工难度大，工期长，造价高等问题。锚杆网织支护有时会出现锚杆拉应力过大而导致锚杆断裂的情况。为解决这些问题，需要在设计和施工过程中加以注意。在设计方案中，则需要根据具体情况合理选择支护方式，提高支护的稳定性和可靠性。在施工过程中，需要加强施工质量管理，确保支护工程的质量和安全。

（三）工程实践的总结与启示

巷道掘进过断层破碎顶板支护技术是一种比较成熟的支护技术，已经在工程实践中得到了广泛应用。通过实践证明，该技术能够有效地控制断层破碎带的稳定性，保证巷道的长期稳定性。但是，需要在设计和施工过程中加以注意，提高支护稳定性和可靠性，确保支护工程的质量和安全。总之，巷道掘进过断层破碎顶板支护技术是一种较为成熟的技术，需要结合实际的情况合理选择支护方式，加强施工质量管理，确保支护工程的质量和安全。

三、未来巷道掘进技术的发展趋势

（一）基于现状的分析与预测

目前，巷道掘进技术在我国煤矿、交通、水电等领域应用广泛。在煤矿领域，目前主要采用突破面分段掘进法、隔水带掘进法等技术。在交通领域，目前主要采用盾构法、硬岩掘进法等技术。在水电领域，主要采用洞室开挖法、隧道掘进法等技术。未来，巷道掘进技术将会在矿山深部开采、城市地下空间、海底隧道等领域得到广泛应用。随着矿山深部开采的不断加深、矿床难以开采，巷道掘进技术将会成为开采主力。在城市地下空间的建设中，巷道掘进技术将会成为一种常用施工方法。在海底隧道的建设中，巷道掘进技术也将会是一种有效的方法。

（二）未来巷道掘进技术的发展趋势分析

目前巷道掘进技术已经实现了机械化、自动化的程度，但在一些特殊条件下还需要人工参与。未来，随着掘进机械的不断改进和完善，掘进自动化程度将会更高。在巷道掘进过程中，安全稳定性是至关重要的。未来巷道掘进技术的发展将会更加注重安全稳定性的提高，掘进过程中避免发生地压、地质灾害等问题。未来巷道掘进技术将更加注重环保、节能的发展，采用低碳、节能、环保技术，减少对环境的影响。随着信息化技术的不断发展，未来巷道掘进技术将更加注重实现“智慧施工”，对施工过程进行监测、管理和控制。

（三）巷道掘进技术对矿山生产的影响及意义

巷道掘进技术对矿山生产具有重要影响和意义，巷道是连接各个采区的重要通道，对矿山生产具有重要的支撑作用。在煤矿领域，巷道则是实现开采的重要通道，采煤机、运输机等设备需要通过巷道进入采区进行开采作业。在巷道掘进过程中，需要对巷道进行支护，保证通道的安全稳定，为采煤机、运输机等设备提供安全运行的保障。因此，巷道掘进技术的发展和应用，直接关系到煤矿生产的安全高效。在城市地下空间的建设中，巷道是连接各个地下空间的重要通道，对城市地下交通、供水、排水等设施的建设具有重要支撑作用。因此，巷道掘进技术的发展和应用，对城市地下建设的发展和提高具有重要的意义。

结论

本研究通过对巷道掘进过程中断层破碎顶板支护技术的研究，分析了该技术的适用条件、支护方式、支护材料、支护效果等方面的特点和优点，并进行实验验证得出在巷道掘进过程中，断层破碎顶板的支护是掘进的关键问题之一，采用适当的支护技术可以保证掘进的安全和顺利进行。并且，断层破碎顶板支护技术需要根据具体情况采取相应的支护方式和支护材料，

参考文献

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