巷道破坏机理与支护形式的选择__墨水学术,论文发表,发表论文,职

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摘要：本文阐述了巷道破坏的机理并阐述了巷道的支护类型和适用
关键词：巷道  破坏 机理
1.巷道的破坏机理
1.1岩古的原始应力状态
开采以前，岩层都处于原始应力状态。垂直方向上由于上覆岩层的作用形成垂直应力，在垂直应力作用下，岩快要沿三个相互垂直的方向产生变形，而受到相邻岩体对岩快侧向变形的约束面产生侧向应力；一般认为水平方向上的条件是一致的而且都是由于垂直应力所引起的，侧向应力、侧太系数，取决岩快所处力学状态；需要指出的是，岩层中的原始就历程除重力应力外，还有可能存在的构造应力、温度应力和膨胀应力等。采动前存在于岩层的原始应力是采动后矿山压力的来源。
1.2巷道围岩的应力分布
1.2.1采动、采动空间和围岩
在岩体中开掘巷道和进行回采工作，称为对岩体的采动，采动所形成的空间称为“采动空间”，采动空间周围的岩体称为围岩，采动空间上方的岩层称顶板，下方的岩层称底板，两侧的岩体称为两帮。
1.2.2巷道的应力分布
采动后围岩的原始平衡状态遭到破坏，各部分应力将重新分布，应力重新颁的结果是顶板的两端出现应力集中区。其中顶板各岩层将因失去支撑面，在自重的作用下，弯曲下沉。结果在其底部遭到破坏，围岩应力的重新分布促使岩层产生新的运动。
1.3自然平衡拱的形成及破坏
当开掘井下巷道或采出煤炭后，顶板被暴露出来，好像一根梁一样承受着上下岩石的压力。如果不及时进行支护，经过一段时间，梁将向下弯曲，靠近巷道顶板的岩石产生拉应力，当拉应力超过岩石所能承受的极限时，岩石将产生裂隙；并随着裂隙不断增加，岩石开始破碎、脱落下来，其冒落范围不断向上发展，最后形成一个岩拱就不在冒落了，这种拱叫自然平衡拱。
综上所述，掘进巷道时就做好支护工作，防止顶板冒落、片帮和底鼓。因此，在掘进巷道过程中，针对巷道围岩的岩性情况适当选择恰当的支护类型是十分重要的。
2.巷道的支护类型及其适用条件
根据井下开采的需要，巷道的位置和用途可分为三类即：开拓巷道、准备巷道和回采巷道。三类巷道的支护根据其围岩特性、位置、服务年限又有所不同，常见的巷道支护有木支护，钢筋混凝土砌碹，金属支架和锚喷支护，其中锚喷支护目前应用最为广泛。
2.2支护类型的适用条件
支护的作用在于改善围岩稳定状况和控制围岩运动发展速度，以维护安全的工作空间。支护方式的选择，决定围岩的稳定状况，对受工作面采动影响小的巷道，可采用沉缩量小的刚性支护，如井下运输大巷井底车场一些开拓巷道。对受采动影响大的不稳定巷道。应采用可缩性支护，如采区的准备巷道和回采巷道。
2.2.1木支架
这种支架形式在煤矿掘进生产中比较常见，而且历史很悠久，主要结构是梯形棚子，常见有亲口棚子和鸭跟棚子两种。亲跟棚子顶梁与立柱的连接为相互咬合的亲口接合形式，这种方法最简单。它可以在各种地压条件下使用。
木棚子的架设质量要求较严格，有一点架设不好，将影响棚子支护效果，因此架设时要认真仔细作用，不能马虎，以免留有后患。
木支护的优点是重量轻，容易加工架设，具有一定的强度和可缩性，其缺点是易燃易腐回收复用率低，维护费用高。为了节约木材尽量少用或不要木材支护。
2.2.2金属支架
金属支架具有坚固耐用、防火、架设方便、可回收复用等优点，可做永久支护和临时支护。金属支架所以的钢材有槽钢，废旧风轨，矿用工字钢和“U”型钢等。采用金属支架支护时，可根据巷道的服务年限，选用钢筋混凝土背板或木背板。
在地压较大，尤其是动压较大的巷道中，使用金属拱形支架比较理想，它的缺点是重量较大，搬运和修理不方便，初期投资大。目前金属支架大部分用于煤巷，尤其是综合机械化采煤的大断面顺槽更适宜拱形金属支架。
2.2.3石材支护
石材支护是指用料石（砖

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