深井高應(yīng)力軟巖回采巷道支護(hù)對策

黃帥

摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展以及對于煤礦資源需求的不斷擴大，我國的淺層煤礦資源已經(jīng)變得越來越少。為了更好地開發(fā)和利用煤炭資源，目前煤礦開挖的深度也在不斷增加，這也是適應(yīng)當(dāng)前煤炭需求的必然選擇，但是也產(chǎn)生了一些次生害的問題，例如形成了具有特殊性的深井的高應(yīng)力軟巖。針對高應(yīng)力軟巖的特殊性，文章探討了切實有效的支護(hù)形式和方案，以保證支護(hù)工程和深部采礦工程的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：深井；高應(yīng)力軟巖；巷道支護(hù)；深部采礦；錨桿支護(hù)

中圖分類號：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0108-02

新時期新形勢下的采礦深度在逐年增加，深部采礦也逐漸成為了未來采礦行業(yè)的一個新的發(fā)展方向。目前很多的發(fā)達(dá)國家也已進(jìn)入了煤礦深部開采階段，因此對于深井高應(yīng)力軟巖的防護(hù)具有豐富的實踐經(jīng)驗，同時也在深部找礦方面取得了較為良好的發(fā)展成果，盡管如此，目前對于深井高應(yīng)力軟巖工程的支護(hù)方面還存在很多的問題，通常情況下我們還應(yīng)該根據(jù)實際情況采取切實有效的支護(hù)對策和方案。為了更好地了解深井高應(yīng)力軟巖回采巷道支護(hù)，本文從某深井礦的基本地質(zhì)環(huán)境出發(fā)，對其巷道支護(hù)過程中的問題進(jìn)行了簡單的分析，最后提出了相對應(yīng)的支護(hù)對策，希望給讀者一定的啟示。

1 某礦的地質(zhì)環(huán)境特征分析

（1）開采深度比較大，應(yīng)力比較高。通過整理該煤礦的相關(guān)資料顯示，某礦的巷道深度在680～720m之間，因此隨著煤礦深度的不斷增加，礦井的應(yīng)力也在不斷增加，其受到的綜合因素的影響程度也在不斷增加，而也正是由于高應(yīng)力的存在。礦井的環(huán)境應(yīng)力也在不斷地增加。

（2）巖層軟弱破碎。從該煤礦的地質(zhì)結(jié)構(gòu)來看，該煤礦的構(gòu)造整體上是呈NE方向傾斜的，礦井周圍的巖層主要是以斷層結(jié)構(gòu)存在，同時很多巖層地區(qū)的褶皺發(fā)育，具有很好的成礦條件。同時受到地區(qū)的構(gòu)造的影響使得煤礦巖層是呈現(xiàn)一定的角度進(jìn)行分布的，這也使得煤礦具有一定的傾斜性，礦井的巷道支護(hù)也應(yīng)該按照這個傾斜方向進(jìn)行。

（3）煤礦瓦斯含量較大。通過綜合勘探和相關(guān)的煤礦資料顯示，煤層的內(nèi)部含有大量的瓦斯，也正是由于大量瓦斯的存在，對于巷道開挖和支護(hù)過程提出了更高的要求。為了保證安全，防止出現(xiàn)瓦斯事故，在開挖的過程中，應(yīng)做好瓦斯的抽取釋放工作，但這同時也對煤層的穩(wěn)定性造成了影響，不利于后期的巷道工程和支護(hù)工程。

（4）礦井的巷道呈不對稱性分布。在實際的巷道開挖過程中，該煤礦的巷道采用的是梯形斷面，凈寬4.0m，中高為2.6m，這是礦井的巖層的不對稱性直接造成了，但是采用梯形斷面有一個缺點那就是對于高幫煤柱是不利的。

2 深井高應(yīng)力軟巖回采巷道支護(hù)存在的問題分析

（1）煤礦的巷道支護(hù)方式采用的是一種比較常規(guī)性的錨桿支護(hù)形式，并沒有一定的加固處理，因此通過這種支護(hù)方式所形成的巷道圍巖本身的承受的能力就不足，負(fù)載的承受厚度不夠，一旦出現(xiàn)地質(zhì)條件的變化或是圍巖的變動，都會給圍巖造成足夠大的壓力，直接帶來了巨大的安全隱患。

（2）當(dāng)煤礦的支護(hù)采用工字型進(jìn)行支護(hù)施工時，在初期的建設(shè)過程中，剛開始的時候支架所承受的壓力是非常有限的，同時它對于巷道圍巖的約束能力也非常的有限，這就使得部分的變形是無法承受的，特別是在建設(shè)后期，圍巖壓力更大，支架往往也會由于不能承受住巨大的壓力而出現(xiàn)下沉、變形等現(xiàn)象，不僅使得原來的支護(hù)結(jié)構(gòu)失去效果，同時給工程的進(jìn)行帶來了阻礙，給巷道的通風(fēng)、運輸、安全等帶來挑戰(zhàn)。

（3）隨著巷道深度的不斷增加，高應(yīng)力的產(chǎn)生和增加已經(jīng)成為了一個重要現(xiàn)象，因此對于深井高應(yīng)力軟巖的薄弱部位來說，會發(fā)生很大程度的變形或是出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，在受到其他的綜合性因素的影響之后，還會進(jìn)一步擴散形成所謂的破壞區(qū)，使得圍巖的承重受到威脅。

3 深井高應(yīng)力軟巖回采巷道支護(hù)對策

（1）強化錨桿支護(hù)系統(tǒng)，選擇合理的錨桿支護(hù)形式。長時間的支護(hù)實踐表明，選擇高強度、高初錨力、高阻特性的錨桿系統(tǒng)，加強網(wǎng)梁帶的強度和剛度，以增強圍巖表面約束能力，限制圍巖變形破壞破碎區(qū)向縱深發(fā)展，這是進(jìn)行深井高應(yīng)力巷道支護(hù)需要解決的首要問題，也是支護(hù)的前提和基礎(chǔ)。

（2）錨固劑選用高性能樹脂藥卷，采用全長或加長錨固方式，實現(xiàn)深部高應(yīng)力軟巖回采巷道厚壁支護(hù)。其主要體現(xiàn)在以下三個方面：一是要盡量采用全長錨固全螺紋鋼等強錨桿進(jìn)行加固，這樣不僅可以增加圍巖自承圈的厚度，實現(xiàn)了厚壁支護(hù)，同時也增加了支護(hù)的安全性和使用價值；二是要進(jìn)行錨索加固，由于錨索長度較大，能夠深入到深部較穩(wěn)定的巖層中，錨索對被加固巖體施加的預(yù)緊力高達(dá)200kN，限制圍巖有害變形的發(fā)展，改善了圍巖的受力狀態(tài)，增加圍巖自承圈厚度，實現(xiàn)厚壁支護(hù)；三是改變支護(hù)結(jié)構(gòu)，在巷道的兩底腳增加斜拉錨桿起到加固的作用。

（3）減少圍巖的破壞，增大圍巖的強度，提高圍巖自承能力。巷道幫由于煤體松軟，應(yīng)采取良好的護(hù)幫金屬格網(wǎng)里加鋪塑料網(wǎng)，一方面可以防治片幫，保證錨桿的作用充分發(fā)揮，另一方面服務(wù)周期加長。

（4）在構(gòu)造段適當(dāng)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，加補錨索增強支護(hù)強度。

（5）受煤層傾角影響，當(dāng)巷道兩幫的高差超過700mm時，巷道頂板錨桿應(yīng)根據(jù)頂板的斜長適當(dāng)增加錨桿根數(shù)，巷道兩幫錨桿應(yīng)采用不對稱布置，較高的一幫應(yīng)提高支護(hù)等級。

（6）實施動態(tài)設(shè)計和動態(tài)施工，遵循設(shè)計、實施、監(jiān)測、反饋、改進(jìn)、總結(jié)完善的程序，合理調(diào)整設(shè)計參數(shù)并指導(dǎo)施工。

4 結(jié)語

從該深井礦的實際支護(hù)效果來看，巷道支護(hù)的影響因素是來自多個方面的，外部因素以及支護(hù)方案和支護(hù)措施的落實情況等都會對軟巖回采巷道的支護(hù)效果產(chǎn)生影響。一般情況下，高應(yīng)力的軟巖巷道具有顯著的特性，尤其表現(xiàn)在巷道的變形破壞方面，比如巷道周圍的圍巖的變形量大、發(fā)生變形的概率大等。為了更好地保證深井礦的安全穩(wěn)定性，我們必須做好軟巖回采巷道的支護(hù)工作，在綜合分析了煤礦實際地質(zhì)環(huán)境后，要制定切實合理的深井高應(yīng)力的軟巖支護(hù)技術(shù)方案，采用可行的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行，進(jìn)而保證支護(hù)工程和深部采礦工程的順利進(jìn)行。

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