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破碎围岩巷道支护设计研究
随着矿井采掘深度的增加，矿井围岩压力逐渐增大，支护工程难度越来越大。矿井巷道支护是一项重要的工程技术，其稳定性直接关系到产业生产的安全和稳定。在矿井巷道支护设计中，特别是在破碎围岩巷道支护设计中，如何提高巷道支护的可靠性和持久性是一个值得探讨的问题。
一、破碎围岩巷道的特点
破碎围岩巷道是指地质体中，漏斗结构、断层、活动构造、脆性小层等因素的综合作用，导致围岩的不稳定、破碎、塌陷等现象，从而形成的巷道。破碎围岩巷道的特点是巷道与围岩的结构松散，强度低，易发生振动和塌陷，需要通过优化巷道的支护设计来保障生产安全。
二、破碎围岩巷道支护的原则
（1）稳定性原则：破碎围岩巷道支护必须要具有稳定性，支护结构应能够承受巷道的稳定性负荷，确保巷道的长期稳定和安全运行。
（2）经济性原则：巷道的支护结构必须具备经济性，支护的材料、方式和施工工序应尽量简便、经济实用。其次，尽量采用可重复利用的材料和设备等，提高巷道支护的使用寿命。
（3）适应性原则：应充分考虑巷道的位置、形状、尺寸等因素，根据巷道围岩的稳定度、破碎程度、变形情况等因素，选择适宜的支护方案和材料，确保支护效果。
（4）安全性原则：支护工程必须具备安全性，符合相关的安全标准和规定，应巧妙地利用巷道支护结构的作用，加固巷道围岩，避免发生坍塌、颓塌等事故，保障工作人员的人身安全。
三、破碎围岩巷道支护设计的关键技术
（1）支护结构的设计
支护结构的选择应根据地质条件、围岩破坏特点、巷道尺寸和形状等因素综合考虑。常用的支护结构包括锚杆、网架、喷锚、水泥注浆、钢彩网等。其中，钢彩网是一种新型的应力分担式支护结构，已被广泛应用于矿井巷道支护工程中。
（2）支护材料的选择
支护材料的选择应考虑材料的强度、可靠性、易施工性、经济性等因素。目前常用的支护材料包括高强度锚索与钻孔支护结构和喷锚支护结构等。
（3）颤振稳定性分析
针对不同情况下巷道围岩的颤振稳定性，应采用颤振法（如单向颤振法和双向颤振法）、数值模拟法、试验模拟法等方法对巷道围岩的颤振稳定性进行分析和检测。
四、破碎围岩巷道支护设计实例
某矿井采用钢彩网加锚杆的支护方式对破碎围岩巷道进行了改造设计。首先，通过现场调查和实地试验确定了稳定性原则、经济性原则、适应性原则、安全性原则，选择了钢彩网加锚杆的支护结构。接着，对钢彩网的规则进行设计，确定了网梁、连接件的参数，对锚杆的长度和数量予以定量统计。最后，进行支护材料的选择，选择了低耗、高强度的钢彩网和超高强度锚索作为支护材料。
通过使用钢彩网加锚杆的支护方案，成功保障了矿井巷道的长期稳定和安全运行。该方案具有施工简便、经济实用、安全可靠的特点，值得在今后的巷道支护设计中加以推广。
总之，破碎围岩巷道支护设计是一项重要的工程技术，需要充分考虑地质条件、围岩破坏特点、巷道尺寸和形状等因素，选择合适的支护结构和支护材料，保障矿井设备和人员的安全运行。