锚索及锚注支护技术在保护煤柱段巷道修复中的应用
锚索在煤巷中的支护作用分析及应用
图３ 所示为未受采动影响时 ，不采用棚索耦 合支护与采用棚索耦合支护 ｕ型钢支架所受弯 矩和剪力的分布图。 从图中可以看出， 普通棚式支 护支架在巷道两帮帮中位置所受弯矩大 ，拱部所
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２ １ 年 第 ６期 ０ １
尹 殿平
锚 索在 煤巷 中的支护 作用 分析 及应 用
４ １
结构单元耦合模拟锚索与 ｕ型钢支架耦合 ， 结构 单元 的参数分别参考直径 １． ｍ １６ ５ ４ｍ ８０钢绞线 ２ 和 Ｕ９ ２ 型钢 ， 锚索长度为 ５Ｔ 锚索预紧力 ７ 。 ， １ Ｉ ｔ
性试验表明，棚索耦合支护在煤层巷道中可行且 有效。
［ 考 文 献］ 参
图 ２ 数 值 计 算模 型 示 意 图
２２ 锚 索 的作用 分析 ＿
上锚索与支架耦合处在预紧力作用下会承受较大 剪力 ，但此剪力值远低于支架的强度不会对支架 造成损害。由此可见 ， 在围岩变形量较小时 ， 锚索 的主要作用是改善支架与围岩的相互作用关系 ， 让支架均匀承载 ，使支架与围岩共同形成稳定的
受 弯 矩很小 ， 力 主要 分 布在 柱脚 和起拱 线 附近 。 剪 这是 因为从 拱 形支 护 的承载特 性看 ，拱 的承载 能 力较 高 ， 而两 帮 的 承载 能力 较低 口， 道 变形 主要 ］ 巷 发生 在两 帮 ，帮部 支护 梁结 构在 围岩 变形 产生 的
载荷作用下总体将表现为梁 的两端所受剪力大 、
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强力锚杆锚索在巷道支护的研究及应用
强力锚杆锚索在巷道支护的研究及应用摘要本文介绍了一种用于巷道支护的新型强力锚杆锚索，基于有限元分析，对它的力学性能进行了详尽的研究，并介绍了在受力结构上应用的实例。
研究发现，该强力锚杆锚索可以有效地改善巷道的稳定性。
关键词：强力锚杆、锚索、巷道支护正文本文讨论了强力锚杆锚索在巷道支护中的应用及其研究。
针对当前的不同的支护方案，主要介绍了强力锚杆锚索的工作原理，研究其结构参数对强力锚杆锚索的稳定性和有效性的影响，并介绍了在巷道支护工程中的应用案例。
利用有限元分析方法，对老旧、宽厚和裂缝巷道的强力锚杆锚索进行理论计算，结果表明：强力锚杆锚索的设置可以有效改善巷道的稳定性，提高巷道的安全使用性能。
最后，文章总结了强力锚杆锚索在巷道支护中的应用，为今后相关工程可靠性的提升提供了参考。
为了更加准确的研究钢筋锚杆的性能，本文结合材料力学原理，采用ANSYS软件对不同尺寸的钢筋锚杆进行有限元分析、模拟，以揭示钢筋锚杆在受力结构中的工作原理及特性。
对于复杂老旧、裂缝宽厚的巷道，强力锚杆锚索的优势可以为结构更好的安全保护提供更好的支撑。
通过结合ANSYS和ABAQUS软件等有限元分析方法，详细的研究了复杂结构中强力锚杆锚索的受力特性和稳定性，并进行实际应用案例的模拟。
研究表明，强力锚杆锚索的使用能够有效的改善复杂结构的安全性，根据有限元分析，在适当的设计和应用下，可以起到很好的阻抗作用，起到防止结构因为地应力高发生塌方和裂缝的作用，大大提高了结构的可靠性和可用性。
综上所述，本文针对应用强力锚杆锚索进行了详细的研究和分析，对结构的可靠性和可用性给予了较为准确的评估，为强力锚杆锚索在巷道支护工程中的应用提供了参考指导。
同时，应用强力锚杆锚索也可以适当地改变巷道的整体概念设计，将支护力转移到更大的空间，分担和重新分配巷道结构支撑的负担，不仅可以改善巷道的支撑能力，还可以提高巷道内部的使用性能。
基于本文介绍的强力锚杆锚索在巷道支护中的应用，建议今后应该以抗剪主导的方法，结合地基处理、安装方式处理和对锚索设计的研究，可以更好的提高巷道的安全性，获得更好的稳定性和安全可靠性。
锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的管理与应用策略
锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的管理与应用策略摘要：在煤矿开采过程中，随着开采深度的不断增加，岩石压力问题变得非常严重，有必要在道路上使用更多的支护技术以抵抗岩石压力并避免发生安全事故。
在众多支护技术中，因其施工工艺简单、施工成本低、支护能力相对较强，锚杆支护技术已广泛用于道路上以促进煤矿开采。
然而，在锚杆支护技术的实际应用中，由于机械化程度低、行驶速度不一致，支护技术水平低，仍然存在影响锚杆技术应用和煤矿掘进的问题。
因此基于笔者多年的工作经验，本文介绍了锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的管理与应用策略。
关键词：锚杆支护技术；煤矿掘进巷道；管理与应用策略一．引言近年来，中国的煤炭工业一直在加大采矿力度，以满足人们日益增长的需求。
但是，随着采矿工作的不断加强，路段的压力比较大，传统的支护技术已经不能满足路段的压力。
应用锚杆支护技术不仅可以提高支护效果，而且可以降低支撑成本。
但是，在某些应用方面仍然存在一些问题，本文将在此背景下研究煤矿巷道的管理和应用。
通过分析应用需求，总结当前应用存在的问题，提出支护技术的管理事项、以及其应用的对策，为锚杆技术的应用提供参考资料。
二．锚杆支护技术概述锚杆支护技术是一种用于煤矿道路支护的特殊方法。
它主要通过与在道路和其他结构中钻孔相同的钢材，木材和化学材料的有效结合，来支护、加固和保护巷道。
该支护技术具有成本低、布局简单、空间利用率高、安全性高等优点，是对现有支护方法的创新改进。
这种方法具有很高的安全性能，对矿工和机械等的保护起到了很大的作用。
锚杆支护技术是一种隐蔽的支护技术，后期维护检修比较困难，并且在发生危险事故之前，通过表面的外观做出早期保护判断可能并不容易。
它也不特别适用于变形较大且道路复杂的软岩，因为软岩可能会对道路造成一定程度的破坏并使采矿作业无法使用。
因此，该技术必须严格遵守使用期间的使用标准和规则，锚杆支护技术在设计人员和施工人员的各个方面都有很高的要求，只有合理的设计、施工和维护，才能充分利用该技术的优势，为采矿作业带来更多的安全性和可靠性。
锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用
锚杆(锚索)在煤矿巷道支护中的应用【摘要】随着煤矿开挖深度的不断增加，巷道支护面临着重大问题，本文从锚杆锚索支护的作用原理、当前煤矿巷道支护现状与存在的问题，以及锚杆与锚索联合支护的分析这三个方面对锚杆锚索在煤矿巷道支护中的应用进行阐述。
【关键词】锚杆；煤矿；巷道；支护一、前言随着经济的发展，煤作为主要的能源面临的需求也越来越大，煤矿作为生产煤炭的主体行业也面临着向深部开发的问题，随着开挖深部的增加，巷道的支护面临诸多困难，为了提高支护强度，提高安全性，我们需要对锚杆支护在煤矿内部的应用进行分析。
二、锚杆锚索支护的作用原理锚杆锚索是直接作用在巷道围岩的岩石内部，不同于以往的木支护以及工字钢支护，用通俗的语言来说，就是从过去的在围岩外部的被动支护变为围岩内部的主动支护，这样可以减少巷道变形，提高支护的承载力。
由于巷道围岩的地质条件不同，锚杆锚索支护的形式也有相应的变化，使得作用机理也各不相同。
现如今主流的的锚杆支护原理主要有以下几种：悬吊理论、组合梁(拱)理论、锚杆桁架支护理论等。
悬吊理论适用于老顶较为稳定的岩层中，将锚杆与老顶通过树脂胶进行相连接，从而将直接顶悬吊起来对巷道进行支护；组合梁(拱)理论主要是通过将各个锚杆应力作用区相连接进而形成稳定的拱，提高巷道的支护强度。
在利用锚杆锚索支护时，由于锚杆锚索支护的作用强度以及刚度均大于围岩的变形值，同时在支护时改变围岩的应力状态，同时通过加强对裂隙以及破碎岩石的挤压，增加锚杆的抗剪强度，从而增大围岩自身的承载能力。
例如进行平巷掘进，在平巷掘进之后，由于直接顶缺乏支撑，将会发生沉降变形，此时可以通过锚杆锚索以及托盘将直接顶悬吊起来，将直接顶的变形值转化为锚杆对老顶的拉力，提高直接顶的稳定性，使得岩层可以形成稳定的结构。
锚杆锚索的支护作用效果比较的复杂，不能简简单单的用一个理论进行解释，尤其是在锚杆锚索对围岩岩石的加固作用效果上，其主要表现为以下几个方面：锚杆锚索通过树脂胶等胶体与岩层进行稳定的连接，提高了岩层的抗拉强度，将岩层变为一个整体。
锚注支护方式在煤矿掘进巷道中的运用
锚注支护方式在煤矿掘进巷道中的运用摘要：我国煤矿资源在经由多年的开发以后，浅层资源逐步被开发，而更多的煤矿资源集中在深层，在煤矿生产规模日益扩大的过程中，随着开采条件的日益复杂与恶劣，人们对巷道掘进与支护技术提出了更高的要求，必须要在保障煤矿安全开发的过程中，选择最佳的掘进与支护技术，提高煤矿资源开发的整体效率，为煤矿企业赢得更大的发展契机。
基于此，分析了煤矿采矿工程中巷道掘进与支护技术的具体应用，有利于为煤矿资源开发提供技术支持。
关键词：煤矿采矿工程；巷道掘进；支护技术；应用一巷道掘进与支护技术应用的重要性在煤矿资源的开发过程中，由于很多煤矿资源处于地下复杂的环境条件下，在开采过程中存在着诸多的不确定性风险，为保障煤矿资源的顺利开发，煤矿企业需要在作业之前进行详细的开采流程制定，进而在此基础上保障开发工作的顺利进行，保障开发的安全性。
地下开采作业中，采矿人员必须要结合现场的实际情况，结合煤矿的分布条件，做好施工地下的场地支撑，进而为资源开采创造相对安全的环境条件，使得在整个的煤矿资源开发过程中，相关人员能够及时将煤炭开发出来的煤炭运送出去，而在此过程中，对于支架保护方法的要求相对较高。
巷道掘进与支护技术的应用是为了保障煤炭资源的高效开发，通过这些技术的科学应用，能够使得开采作业稳步进行，并结合实际的工期要求，保障作业的安全性、高效性。
煤矿所处的地下环境相对复杂，在资源开发过程中常常会存在诸多的限制，极易诱发现场塌方等安全事故，只有保障了掘进与支护技术的科学应用，才能够从根本上预防各类事故的出现，为开采作业创造相对安全的井下环境。
二煤矿采矿工程中巷道掘进与支护技术的要点（1）做好地质勘探工作。
在煤矿资源的开发过程中，为保障资源的顺利开发，提高作业的安全性，必须要注重巷道掘进与支护技术的科学应用。
而技术应用的前提就是有关人员需要切实做好煤矿采矿工程现场的地质勘探工作，只有在掌握了工程现场的地质条件以后，方可在多种的掘进与支护技术中选择最符合现场地质条件的技术，以保障技术的科学应用。
锚注支护技术在巷道修复加固中的应用
锚注支护技术在巷道修复加固中的应用摘要：随着煤矿行业的发展，巷道破坏面积加大，巷道修复加固就成了巷道的正常使用和生产的关键，需要采取不同加固的方法对巷道进行修复加固。
本文通过对锚注支护技术机理的分析，结合张集煤矿的巷道特征，选择合理的锚注参数，结合现场监测，得到合理的支护效果。
关键词：锚注支护加固可靠性巷道底臌中图分类号:TD356Supporting technical bolting roadway repairreinforcement in the ApplicationAbstract：With the development of coal industry, increase the area of roadway damage, the roadway repair roadway reinforcement became the normal use and production of the key, reinforcing the need to be taken different ways to repair the roadway reinforcement. Based on the supporting technology bolting mechanism analysis, combining the Zhangji mine roadway characteristics, reasonable choice bolting parameters, combining site monitoring, supporting reasonable results.Keywords：Bolting Support；Reinforcement ；Reliability；Reinforcement roadway floor heave1 前言近年来国内煤矿试验应用了一种注浆锚杆技术。
锚杆锚索支护在煤矿巷道中的应用与研究
组 合梁理论和加 固拱理论等 。悬 吊理 论是最早的锚杆 造成 锚 杆 、锚 索 没 有预 应 力而 失 效 。 支护理论 ，具有直 观、易懂及使 用方便等特点 。特 别 （ ）锚 杆支护 中预应 力普 遍 偏低 。 目前 大量 矿 ５ 是 在顶板上部有稳 定岩层 ，而其 下部 存在松散 、破碎 压观 测发现 ，深 井软岩巷道 （ 包括煤巷 ）掘进 期间 围 岩层的条件下 ，这 种支护理论应 用比较广泛 。其 主要 岩变形普遍 在５ ０ ８ ０ ０ － ０ ｍｍ，金属 支架与普通 的锚杆 缺陷是仅考虑 了锚 杆的抗拉作用 ，没有涉及其抗 剪能 支护 此 阶段 即遭 到破 坏 。只 有通 过提 高 支护 的预 应
和得 到 良好 的 经 济 效 益 。 帮位 移 量 的 增 加 明 显 增 大 ，能 够 有 力 的 抑 制 巷 道 围 岩
２ 、锚杆 支护的适用条件普通 单体锚杆只适用 于加 的进一步变形 。虽然 目前我 国锚 杆支护得到 了相 对比 固稳定的岩石巷 道或 围岩岩体较 完整的巷道 ，但 在围 较广泛的应用 ，但在锚杆支护 设计和现场施 工中 ，往
岩较软或破碎 带规 模较大的岩巷 、煤巷及动压巷 道中 往都忽视 了锚杆 的高预应 力这 一关键 因素 。从中得出 锚杆支护 中预应 力普遍偏低 ，需要进行技术 和管理改 往往取不到应有的效果 ，导致 质量事故 。
３ 、锚杆支护系统 的缺点分析 （ ）锚杆支护设计 方法不科学虽然 已制 定煤巷锚 １ 杆支护规范 ，但设计时绝大 多数 采用工程类 比法 ，支 护形式和参数 确定不尽合理 ，有 可能支护强度太 高 ，
有 “ 快速 、主 动、有效”的特 点 ，得到广大煤炭 企业 （ ）锚杆支护监测仪 器与技术不能 满足现场施工 ３ 和工程技术人 员的普遍认可 。经过多年的研究 、改进 需要常用仪 器的精确度 、实用性不尽完 善 ，不能完全
锚杆-锚索支护在采动影响巷道修复中的应用
１２ 先进 的巷道修 复方 式 ．
・收稿 日期：０９—１ ８ ２０ １—１
（） ２ 注浆后 将松 散破碎 的 围岩胶结 成整 体 ， 高 提 了岩体 的内聚力 、 内摩擦角和弹性模量 ， 从而提高 了岩 体 强度 ， 以实现利用 围岩本 身作 为支护结构 的一部 可
分。
作者简介 ： （９ ３ 男 ， 赵磊 １８ 一） 河南鄢陵人 ，０７ 毕业于河南理工 ２０ 年 大学采矿工程专业 ， 助理工程师 ， 现在中平能化集 团香山矿生产科从 事技术 管理工作。
的劳动强度 、 减少巷 道 的施工成本 ， 提高工效 ， 而且保 证了矿井 的安全生产 ， 取得 了良好 的经济效益 和社会
（） ２ 施工 断面 不得 不加 大， 处理矸 石 多。为 保证 达到设计断面 ， 采用架工字钢棚和砌墙支护 ， 分别需将
正常使用 ， 且排矸 量小 ， 人工 消耗 少 ； ③可 以直接利 用
自然平衡拱原理锚 固拱外 围岩 ， 安全系数大 ， 有利于矿
工安全 ； 由于充 分利 用 围岩 自身 强度 ， ④ 形成 主动支 护， 承载体厚度大 ， 受力均匀 ， 不致形成应力集 中； ⑤修 复过程 中不受断面超高限制 ， 可将所有悬矸凿 净， 施工
（） ５ 由于被 动支 护不能 紧 固围岩 ， 成 围岩 继续 造 松动、 膨胀 ， 因岩层 的 流变 、 动作用 ， 错 易造成 应 力集
（ ） 网修复存 在着 的 问题 ： ２锚 ①修 复巷 道 围岩 裂 隙多 ， 钻锚杆孔 时易夹持钻 杆 ； 钻锚杆 孔 时易塌孔 ， ②
故位置不易 固定 ， 易造成支护密度不 均匀 ； 锚杆孔 变 ③
形、 塌孔或孔壁有裂缝后 易造成树 脂锚 固剂卷插入途 中卡住 ， 响锚固深度 。 影
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收稿日期:2009203224
作者简介:田春雨(1978-),男,黑龙江绥化人,工程师,从事采矿技术工作。
doi:10.3969/j .issn .1005-2798.2009.08.020
锚索及锚注支护技术在保护煤柱段巷道修复中的应用
田春雨
(七台河精煤集团龙湖煤矿,黑龙江七台河 154600)
摘 要:保护煤柱内巷道因处于应力集中带,巷道支护困难。
文章介绍了锚索及锚注联合支护在龙湖煤矿应力集中带内修复巷道的成功应用,说明锚索及锚注联合支护适合于高应力及围岩破碎巷道的修复。
关键词:锚索;锚注;应力集中带
中图分类号:T D353 文献标识码:B 文章编号:100522798(2009)0820049202
七煤集团龙湖煤矿,设计年生产能力180万t,井下主要运输系统为南、北运输大巷及中央主运输石门,其中南翼运输大巷机尾段位于中—下部车场及采区煤仓保护煤柱内,处在应力集中带。
首次掘进时采用锚喷支护形式,其后因采动影响,巷道破坏改为U 形棚支护,但因应力显观异常明显,巷道顶、底板及两帮最大相对移近量超过500mm ,巷道严重失修,严重影响了矿井南翼的运输。
因此,再次修复时,经过充分论证,采用锚索和锚注联合支护技术,经实践检验取得了较好的支护效果。
1 锚索及锚注支护作用机理
1.1 锚索支护机理
锚索安装在钻孔中,待内锚固段锚固后,给锚索施加预应力,外锚固端用锚具锁紧。
在预应力作用下,改善了围岩的应力状态,提高了围岩的抗变形破坏能力,有效地控制了围岩有害变形的发展,保持被加固围岩及其结构的稳定性。
1.2 锚注支护机理
1) 注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成为整体,从而大大提高了岩体自身的强度,有效地改变了岩体的力学物理性质,实现利用围岩本身作为支护结构的一部分,充分调动围岩的自承能力。
2) 利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙,配合锚喷支护,可以形成一个多层有效组合拱,从而扩大了支护结构的有效承载范围,提高了支护结构的整体性和承载能力。
3) 利用注浆锚杆注浆可以封闭水源,隔绝空气,防止围岩风化,防止围岩被水浸湿而降低围岩本身的强度,提高围岩的稳定性。
2 锚索及锚注支护方案
1) 巷道拱基线以上锚索间排距为2.1m ×
2.1m ,矩形布置。
材质为D 15.24mm 钢绞线,长10m ,每根锚索用4卷K2340型树脂锚固剂端头锚
固。
锚索托板采用L 型槽钢加工,长度400mm ,中间加焊150mm ×150mm ×10mm 的钢板,中部孔直径为16.5mm ,使用锚具锁紧。
2) 注浆锚杆规格为D 2mm ×2000mm ,采用黑铁管制作,杆体上钻有6×D 6mm 注浆孔,注浆锚杆间排距700mm ×700mm ,全断面矩形布置。
最下排注浆锚杆距巷道底板300mm ,与水平夹角30°,以控制底鼓。
注浆锚杆要求外露长度不大于50mm ,钻孔直径为42mm 。
3) 注浆加固。
水泥浆不仅起锚固锚索的作用,而且可渗透到破碎围岩结构内,更大范围加固围
岩。
水泥浆用525#
水泥配制,局部加水玻璃,其用量为水泥重量的3%～5%,注浆压力控制在1.5MPa 。
3 巷道工程监测
1) 采用锚索及锚注支护修复后,巷道两帮最
大位移量为40mm ,远远少于其它支护形式巷道的围岩变形位移量。
2) 巷道受采动影响时,除局部出现混凝土喷层剥落外,巷道稳定性较好,经受住了动压的影响,不需再采用其它的加强支护措施。
4 结 语
1) 锚索及锚注支护技术不仅提高了岩体的
完整性和强度,而且使锚索的可靠性得到了保证,使锚索既可施加较大的预应力、及时承载,又实现了锚索的全长锚固,显著提高了锚索的支护加固作用,是一种有效、经济的围岩支护加固手段。
2) 对修复巷道采用锚索及锚注支护技术,将松散破碎的围岩胶结成整体,提高了岩体的强度,使
9
4实用技术
总第118期
巷道保持稳定而不易产生破坏。
3) 将锚索及锚注支护应用于保护煤柱内集中应力大的修复巷道,简化了修复工序,降低了劳动强度,减少了重复修护的工程量,节约了人工工资及材料费用,为处于集中应力及动压区的巷道修复找到了一条有效的修复方式。
[责任编辑:魏晋英]
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表1 压滤机改造前后经济技术指标对比
参数滤布使用情况滤板使用情况单机处理量事故率入料时间改造前1350套/a36块/a16.6t/台140h/a45～85m in/循环改造后900套/a20块/a19.6t/台96h/a20～45m in/循环对比结果450套/a16块/a3t/台44h/a25～40m in/循环
经济效益162000元80000元单机处理量提高18%事故减少30%每个循环节省时间47～56%
5 结 语
经过对X MZ750/2000×1500×65型压滤机改造,既满足了入洗量逐年增加的需要,又降低了材料费用支出,最主要是消灭了安全隐患和降低了事故率。
为龙湖选煤厂“节能减排,节支增效”工作做出显著贡献。
[责任编辑:魏晋英]
信息・动态
四项国际领先煤炭技术研究成果
记者近日获悉,在由中国煤炭工业协会组织,以中国工程院院士钱鸣高、彭苏萍等专家组成的鉴定委员会对冀中能源集团有限责任公司的成果鉴定中,4项成果被鉴定为国际领先水平。
“建筑物下综合机械化充填采煤技术”首次提出将地面矸石与粉煤灰等固体废弃物通过大垂深投料井运至井下进行综合机械化充填采煤的总体技术路线,实现了运用固体废弃物充填方式进行建筑物下采煤,形成了一种建筑物下采煤的新方法;首次研制并使用了地面固体废弃物直接投入井下的大垂深投料装置、缓冲装置、井上下监控系统和保护方法;该成果对解放我国东部地区建筑物下压煤具有重大意义。
“矿井回风源热泵系统及配套技术研究”首次利用热泵技术回收矿井总回风中的热量,成功地为煤矿建筑供暖、井筒防冻和提供生活热水,从而不仅大量节约能源,还可减少由于燃烧煤炭产生的污染物排放。
“矿井水控制、处理、利用、回灌与生态环保五位一体优化结合技术研究”首次创新性的将矿井水控制、处理、利用和回灌进行优化集成的综合技术研究,成功实现矿井污水的零排放,保护了矿区生态环境,实现了绿色开采。
“掘进机智能型恒功率自动成形截割与定位控制系统”成功解决了掘进机智能化自动截割等问题,实现远程在线监视、诊断与控制,使操作人员可远离工作面迎头,以减少人员伤害事故。
该成果对实现高效自动化巷道掘进具有重大意义。
专家称,这4项成果的运用将为我国扩大煤炭可开采资源、节约利用能源、优化生产环境、提高生产效率及保护生态环境等提供技术保障和支撑。
(煤编) 05
2009年8月 田春雨:锚索及锚注支护技术在保护煤柱段巷道修复中的应用 第18卷第8期。