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主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
我國煤礦巷道支護與加固材料研究還存在哪些問題,未來的發展方向是什么?

提問者認為標題已經詳細的描述了問題的所有要點,
所以沒有再添加更多內容。

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匿名 提出于2021-05-26 16:27
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  經過多年的研究與試驗,我國煤礦巷道支護與加固材料取得了重大進展。巷道支護材料實現了從木材、水泥、混凝土到鋼材的變革;加固材料經歷了從黏土、水泥、高分子材料到復合材料的發展過程;形成了包括金屬材料、非金屬材料及復合材料的煤礦巷道支護與加固材料體系,支撐了巷道支護技術的歷次革命,包括從木支護到金屬支架的材料革命,被動的棚式支護到錨桿主動支護的技術革命,及單一支護方式到多種支護與加固方式協同控制的技術進步。新材料、新產品的不斷開發應用,顯著提高了巷道圍巖控制效果,降低了巷道維護成本,為煤礦實現安全、高效建設與生產提供了堅實的材料基礎。

  盡管如此,我國煤礦巷道支護與加固材料還存在不少問題,需繼續不斷研究與試驗。

  1)錨桿與錨索已成為煤礦巷道的主體支護方式,解決了一般條件巷道支護問題,但在高應力、強采動、大變形、沖擊地壓等復雜困難條件下,還出現錨桿、錨索破斷及支護構件失效等現象,不能完全滿足安全生產的要求。需要開發超高強度、大延伸率、高沖擊韌性錨桿與錨索新材料;低黏度、高強度、高剛度全長錨固樹脂錨固劑,及適應于含水、破碎圍巖 的新型錨固材料;根據現場需要,不斷開發新的錨桿、錨索形式,進一步優化錨桿、錨索支護構件的幾何形狀與尺寸,提高支護構件的匹配性;進一步改善錨桿加工工藝,提高錨桿加工設備的精度,不斷提高產品加工質量。

  2)工字鋼、U型鋼支架材料基本定型,在不適宜單獨采用錨桿、錨索支護的巷道中仍在使用。一方面要研究進一步提高支架穩定性和承載能力的技 術和材料,如架后高效、低成本充填材料;另一方面進一步開發適用于軟巖、高應力、大變形、沖擊地壓等巷道的新結構架型,如鋼約束混凝土支架,防沖支架等,滿足復雜困難巷道支護要求。

  3) 無機、有機注漿加固材料雖然得到廣泛應用,但不同程度地存在一些問題:水泥基材料滲透性較差、難以注入圍巖細小的裂隙中;高分子材料成本高、易著火、污染環境。需要從原材料、配比、加工工藝等方面深入研究,開發更適合煤礦巷道圍巖加固的低成本、環境友好型注漿材料,并與高壓注漿工藝 與設備相配合,顯著提高圍巖注漿加固效果。目前,無機有機復合注漿材料是未來發展方向,需要重點突破。

  4)充填材料在巷道支護加固中應用非常廣泛,包括沿空留巷巷旁支護,架后充填,鋼約束混凝土支架,泵充水泥、混凝土支柱等。需進一步開發高性能、低成本、易于輸送的新型充填材料,并考慮礦井固體廢棄物的處理與利用,以不斷滿足巷道支護對充填材料的承載能力、變形能力及耐久性等方面的要求。同時,可與充填開采緊密結合,促進綠色開采 技術的推廣應用。

  5)巷道快速掘進與支護、提高成巷速度是急需解決的重大難題?,F有巷道支護存在工序多、施工復雜等問題,很多是手工作業,還不能實現機械化、自動化、智能化。為此,需要突破傳統技術,開發與掘進自動化、智能化相配套的新型巷道支護與加固材料、構件,及新的施工工藝及裝備,以大幅提高掘進速度與效率,減少作業人員,實現巷道掘進與支護技術的跨越發展。

來源:《煤礦巷道支護與加固材料的發展及展望》

發布于 2021-05-26 16:28
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