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厚煤层大断面煤巷支护技术研究
厚煤层大断面煤巷支护技术研究
摘要：随着煤矿深度的增加和采煤规模的扩大，厚煤层大断面煤巷的稳定性和安全性问题愈发凸显，支护技术研究成为当前煤矿安全工作的重要课题。本文通过对现有厚煤层大断面煤巷支护技术的综述和分析，提出了一种综合应用预应力锚杆与钢拱架支护技术的方案，并对其支护效果进行了评估。结果表明，这种支护技术能够显著提高厚煤层大断面煤巷的稳定性和安全性。
1.引言
随着我国煤炭产业的快速发展，厚煤层大断面煤巷的规模不断扩大。然而，由于厚煤层的自重压力大、地应力高等因素，导致煤巷的稳定性和安全性问题越发突出。因此，如何有效地进行煤巷支护成为了当前煤矿安全工作的重要课题。
2.大断面煤巷支护技术现状
目前，大断面煤巷支护技术主要包括传统的锚杆支护和钢拱架支护。锚杆支护具有施工简便、成本低廉等优点，但在应对大断面煤巷的稳定性问题上存在一定的局限性。钢拱架支护可以有效地增加煤巷的承载能力和抗冲击性能，但在一些特殊情况下，如煤巷围岩存在巨大应力差异时，钢拱架支护的稳定性也较差。
3.预应力锚杆与钢拱架支护技术方案
为了解决现有支护技术的不足，本文提出了一种综合应用预应力锚杆与钢拱架支护技术的方案。该方案通过在巷道两侧固定预应力锚杆，并利用钢拱架和锚杆之间的相互作用，实现对煤巷的有效支护和稳定。
该方案的关键技术包括以下几点：
(1)预应力锚杆的选择和布置：根据现场实际情况选择合适的预应力锚杆，并按照一定的布置规则进行固定。
(2)钢拱架的设计和加固：根据煤巷的断面尺寸和围岩条件，设计合适的钢拱架，并采用加固措施增强其稳定性。
(3)预应力锚杆与钢拱架的相互作用机理研究：通过数值模拟和实验研究，探索预应力锚杆与钢拱架之间的相互作用机理，以提高支护系统的整体性能。
4.支护效果评估
为了评估该支护技术的效果，本文在某煤矿进行了现场试验。实验结果显示，综合应用预应力锚杆与钢拱架支护技术能够显著提高煤巷的稳定性和安全性。具体表现在以下几个方面：
(1)减小煤巷变形和裂隙的发生：预应力锚杆和钢拱架的相互作用能够有效地减小煤巷变形和裂隙的发生，提高支护系统的整体刚度。
(2)提高煤巷的承载能力：通过预应力锚杆和钢拱架的共同作用，煤巷的承载能力得到显著提高，使得煤巷能够承受更大的地压力和冲击力。
(3)延长煤巷的使用寿命：综合应用预应力锚杆和钢拱架支护技术能够延长煤巷的使用寿命，降低煤矿的运营成本。
5.结论
综合应用预应力锚杆与钢拱架支护技术是一种适用于厚煤层大断面煤巷的有效支护方案。该方案通过利用预应力锚杆和钢拱架的相互作用，能够显著提高煤巷的稳定性和安全性。未来还需进一步完善该技术方案的设计和施工方法，以适应不同煤矿条件下的应用需求，并加强与其他支护技术的融合，为厚煤层大断面煤巷的支护工作提供更好的解决方案。