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新型矿井内壁支护结构功能改造 　　【摘要】煤炭开采在满足社会能源供应需求方面功不可没，它为相关各个行业的正常生产提供了基本保障，加快了国内工业产业结构的优化升级。随着市场对煤炭需求量的持续增长，煤矿的井型越来越大，采掘深度也越来越深，注重矿井内壁支护结构改造是行业的必然要求。由于矿井采煤的特殊性，本文分析了我国煤矿采煤生产现状，对矿井内壁支护结构功能改造提出相关建议，以图积极营造安全可靠的井内生产环境。 【关键词】矿井；内壁支护；结构；功能改造 中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）05-01-01 一、我国煤炭生产现状 煤炭是我国经济体制改革的重要物质基础，大规模开采原煤，是推动社会经济的发展步伐的需要，并且也保证了煤炭相关产业经济的可持续发展。自改革开放以来，我国政府对煤炭产业给予了足够的重视，国家积极参与产业宏观调控以优化煤炭产业结构。 目前，煤炭市场总体呈现供需相对宽松、价格震荡回落的弱势格局。去年以来持续的宏观调控政策效应逐步显现，经济增速继续回落，实体经济景气度下降，煤炭需求量随着电力、钢铁、水泥、化肥等相关行业的低迷而下滑，能源需求受到有效抑制。 从竞争格局来看，当前全国煤炭企业数量大幅减少，在山西、陕西、贵州等省兼并重组推动下，煤炭企业平均产能由2009年的32万吨大幅提升至目前的49万吨，大型煤炭企业产量占比将大幅上升。目前，神华集团、中煤集团、山西焦煤和同煤集团前四家企业产量加起来仅占全国煤炭总产量的21%左右。我国规划在“十二五”期间建设10个亿吨级、10个5000万吨级特大型煤炭企业，产量要占到总产量的65%以上。2013年2月，国家发改委、能源局发布了共同编制的《煤炭产业政策》（修订稿），并公开征求意见。修订稿不仅提高了煤矿企业最低规模标准，而且再次强调兼并重组。其中，山西、内蒙古、陕西北部等地区煤矿企业规模不低于300万吨年，新建、改扩建矿井规模原则上不低于120万吨年。 从长远来看，初步预测到2015年，我国煤炭需求总量约为40亿吨（含净进口2亿吨）；到2020年，我国煤炭需求总量约为48亿吨（含净进口3亿吨）。 由此可见，今后一段时期，煤企发展趋势大致为：国家长远经济发展规划必将带动煤炭生产量的快速增加，煤炭大基地建设势头加快，煤炭资源争夺战将进入新的阶段。作为煤企，只有加大安全生产投入，加大煤炭科技研发投入，才能保证自身在煤炭市场中的份额，在复杂的竞争中求得生存和发展。 随着市场对煤炭需求量的持续增长和煤企自身发展需要，煤矿的井型越来越大，采掘深度也越来越深。目前，井工矿开采深度可达千米以上，为减少压炭，立井开拓方式越来越被经常采用，井径通常在φ8m以上。这对井内壁支护结构提出了更高的要求。 二、传统矿井内壁支护结构的缺陷 结合现有矿井采煤生产模式，传统矿井内壁支护结构的缺陷： 1、结构方面。早期所用支护结构层次不齐，无法适应大范围矿井支护的要求。常见的有，砌料石碹支护、喷射混凝土支护、锚喷支护、薄层现浇素混凝土支护等。这种井内壁支护结构承载性能薄弱，无法承受大荷载的矿井生产模式，极易引发煤井坍塌事故。 2、功能方面。矿井内壁支护结构关系着井内生产的安全性，其支护功能必须达到行业标准规定才能适合生产。从过去煤矿井内壁支护情况看，矿井内壁支护结构面功能较弱，仅限于单一的内壁防护层，并没有对周边围岩起到良好的保护作用。因此，停产维修井筒的案例时有发生。 三、新型矿井内壁支护结构的功能改造 1、新型矿井内部支护结构 （1）冻结井的双层井壁。冻结井的双层井壁常选用混凝土材料为支护层面，铺设于矿井内壁以作为辅助支护面，保证了内部结构的稳定性。此外，冻结井采用双层支护面为支撑，衬砌于煤矿井内壁，常作为永久性支护结构使用，降低了井内壁结构的受损率。冻结井的双层井壁显著增强了井壁的抗害性能。 （2）钢板砼复合井壁。钢板砼复合井壁涉及面广泛，适用于大型矿井，使用前需做好荷载预测。钢板砼复合井壁采用双层钢板作为筒体，纵横筋板将筒体隔成若干腔室，再以高性能混凝土充填腔室，对矿井内壁结构给予综合支撑，强化了井内壁的总体性能[2]。此种井壁支护可适用于800m深度以上的矿井支护，且取得了良好的承载效果。但该型式井壁的最大缺点是造价太高。 （3）高强度钢纤维混凝土井壁。由于C75以上高强度钢纤维混凝土井壁结构功能的优越性，使其成为了新型矿井内壁支护结构改造的主要方式，在新建矿井中得到了推广应用，避免了井壁破坏时承受过大的集中荷载。随着建筑科技的快速发展，新型建筑材料的使用为矿井内壁支护提供了有利的保障，C75以上高强度钢纤维混凝土支护具有整体性好、性能优、不易损坏等多项特点。