隨著淺部礦產資源的日益枯竭,礦山開采逐漸向深部延伸,深部礦山面臨著高圍巖壓力、高地溫、高滲透壓等復雜工況,對支護材料的性能提出了更高的要求。礦用工字鋼憑借其優異的承載能力和穩定的結構特性,在深部礦山支護中得到了廣泛應用,并積累了諸多成功案例。本文以某深部煤礦的巷道支護工程為例,探討礦用工字鋼在高應力環境下的應用效果。
該煤礦開采深度達800米,井下巷道圍巖以破碎砂巖和頁巖為主,圍巖穩定性差,且存在高應力集中現象,傳統支護材料難以滿足支護要求,巷道多次出現坍塌、變形等問題,嚴重影響開采作業的安全和效率。為解決這一問題,工程技術人員經過現場勘查和力學計算,決定采用“礦用工字鋼+錨桿+錨索+金屬網”的聯合支護方案,選用36U型高強度礦用工字鋼作為支護骨架,材質為20MnSi,該材質具有高強度、高韌性的特點,能夠有效抵御高應力沖擊。
在施工過程中,嚴格按照安裝規范進行操作:首先對巷道圍巖進行清理和加固,采用錨桿進行超前支護,防止圍巖坍塌;隨后架設36U型礦用工字鋼,型鋼間距控制在0.8米,采用高強度螺栓進行連接,確保連接緊固;接著鋪設金屬網,將型鋼與圍巖緊密貼合,最后采用錨索進行二次加固,提升支護結構的整體穩定性。同時,在巷道關鍵部位安裝應力監測設備,實時監測支護結構的受力情況。
該支護方案實施后,取得了顯著的應用效果:巷道變形量控制在允許范圍內,未再出現坍塌、掉塊等安全事故;支護結構的使用壽命大幅提升,減少了支護材料的更換頻率,降低了施工成本;井下作業環境得到有效改善,保障了開采作業的順利進行。該案例表明,在深部礦山高應力環境下,選用合適型號和材質的礦用工字鋼,并結合聯合支護技術,能夠有效解決復雜工況下的支護難題,為深部礦山的安全開采提供有力保障。
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