采準(zhǔn)巷道變形破壞及其礦壓控制

崔志雨

（七臺河技師學(xué)院，黑龍江七臺河154600）

采準(zhǔn)巷道變形破壞及其礦壓控制

崔志雨

（七臺河技師學(xué)院，黑龍江七臺河154600）

本文主要闡述了巷道圍巖壓力，巷道礦壓控制的基本方法、途徑及其優(yōu)缺點分析，巷道支架一圍巖相互作用，符合支架一圍巖共同承載原理的支護(hù)方式等問題。

采準(zhǔn)巷道；變形；破壞；礦壓控制

影響采準(zhǔn)巷道變形與破壞的因素分為自然因素和開采技術(shù)因素兩大類。自然因素分為圍巖的強(qiáng)度及變形性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、時間因素、水的影響。開采技術(shù)因素分為開采深度、巷道斷面與支護(hù)形式、巷道相對開采層與回采工作的位置、開采順序。

1　巷道圍巖壓力

1.1圍巖壓力

采掘活動造成巷道圍巖應(yīng)力重新分布和集中，使巷道周邊巖體自穩(wěn)能力降低，向巷道空間移動。為避免圍巖變形和破壞，需要對圍巖采取有效的支護(hù)措施。

1.2影響圍巖壓力的主要因素

開采技術(shù)因素中，影響圍巖壓力的諸因素是回采工作狀況，即巷道與采煤工作面相對空間、時間關(guān)系。其次是巷道保護(hù)方法。

2　巷道礦壓控制的基本方法、途徑及其優(yōu)缺點分析

2.1抵抗礦壓（抗壓）

基本途徑：巷道開掘在高壓區(qū)，用加強(qiáng)支護(hù)的手段（包括對圍巖進(jìn)行支撐和加固）對付高壓力。

優(yōu)缺點分析：巷道布置地點及掘巷時間可不受限制，為此要采用支撐能力較高的支架，因而成本較高。

2.2躲避礦壓（躲壓）

基本途徑：選擇巷道位置時，避開高壓作用的地點，把巷道布置在低壓區(qū)，或者掘巷時錯過高壓作用的時間，把巷道開掘在壓力已穩(wěn)定區(qū)。

優(yōu)缺點分析：這種情況下用成本較低的普通支架就可維護(hù)住巷道，但有時要多開一些輔助巷道，或掘進(jìn)時間受到限制，不利于采掘接替。

2.3轉(zhuǎn)移礦壓

基本途徑：航道開掘在高壓區(qū)，但用人為的卸壓措施使高壓轉(zhuǎn)移至離巷道較遠(yuǎn)的地點。

優(yōu)缺點分析：可以不影響開采設(shè)計規(guī)定的巷道布置地點及掘進(jìn)時間，但要增加與卸壓工作有關(guān)的額外費用。

2.4忍讓礦壓（讓壓）

基本途徑：巷道仍開掘在高壓區(qū)，但不用高支撐力的支架硬頂，而是允許圍巖產(chǎn)生較大變形，使圍巖中的高壓得到釋放（也稱為應(yīng)力釋放）。

優(yōu)缺點分析：可充分利用圍巖的自穩(wěn)能力，減輕支架受載，若應(yīng)用得好，巷道在使用過程中可無須維修，對生產(chǎn)非常有利。但要用結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的可縮性支架，巷道掘進(jìn)斷面要考慮縮小備用量，從而增加了掘進(jìn)費和初期支護(hù)費用。

傳統(tǒng)的巷道礦壓控制方法多以抗壓為主，此法常不能獲得良好的護(hù)巷效果。

3　巷道支架一圍巖相互作用

巷道支架與頂、底及圍巖構(gòu)成了頂板支架——底板的力學(xué)系統(tǒng)，對巷道進(jìn)行支護(hù)的目的在于緩和及減少圍巖的移動，同時可避免散離和破壞的圍巖冒落，保證巷道圍巖的穩(wěn)定，使其安全正常使用。所以，支架——圍巖相互作用主要包括以下幾個方面：

3.1支架的支護(hù)作用

在支架——圍巖所形成的平衡系統(tǒng)中，巷道圍巖壓力與支架的支護(hù)力兩者既相互對立，又同屬于平衡系統(tǒng)之中，共同保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有的各種巷道支架，即使工作阻力很大，但其支撐上覆巖層的能力也是有限的。所以，在支架——圍巖力學(xué)平衡系統(tǒng)中，支架只承擔(dān)有限的一小部分載荷。然而，該有限的支撐作用卻是極其重要的，它阻止了巖層的離層下沉，保護(hù)了頂板的完整。

3.2圍巖的承載能力

在支架——圍巖系統(tǒng)中應(yīng)充分利用圍巖的這種天然的自承能力，以盡可能地減輕支架的負(fù)擔(dān)。但圍巖的承載力是有限的，同時也受到下部巖層穩(wěn)定性及支架支撐作用的影響。

3.3相互約束狀態(tài)下共同承載

巷道圍巖承載能力的提供，前提是“結(jié)構(gòu)”一定要保持穩(wěn)定，該穩(wěn)定性受巷道頂板巖層及支架支撐力作用的影響，為充分利用圍巖的自承力，行之有效的辦法就是使巷道支架為圍巖提供一定的阻力，使得圍巖在承受一定支架阻力的條件下有限制地向巷道空間內(nèi)移動變形，雙方相互約束，共同承載，維護(hù)巷道的完整，保證巷道的正常使用。在此過程中，支架本身也將受到圍巖壓力的作用而產(chǎn)生一定的變形，雙方相互的作用力及產(chǎn)生的變形大小與各自的特性有關(guān)，并隨任一方特性的變化而變化。

4　符合支架一圍巖共同承載原理的支護(hù)方式

4.1二次支護(hù)

二次支護(hù)的作用是促使圍巖的穩(wěn)定和增加安全儲備。從原則上說它應(yīng)在固巖已產(chǎn)生一定變形和能量得到一定釋放以后進(jìn)行，所以，一般總要在一次支護(hù)以后經(jīng)過恰當(dāng)?shù)臅r間才進(jìn)行?！扒‘?dāng)”時間目前還只能按生產(chǎn)經(jīng)驗或借助于現(xiàn)場檢測手段確定，其基本原則是巷道經(jīng)過一定的變形而能量得到釋放，但其位移變形仍能使圍巖保持相對的完整。

4.2柔性支護(hù)

這類支護(hù)在向巷道提供支護(hù)阻力的同時又允許圍巖有一定的變形，以利于巷道圍巖能量繼續(xù)得到釋放。目前，廣泛應(yīng)用的可縮性金屬支架即屬于柔性支護(hù)。

4.3架后充填

目前，在我國部分礦區(qū)的軟巖巷道中采用架后充填支護(hù)，即先在巷道支架外部邊界與掘進(jìn)巷道的毛斷面之間留出空間，形成空幫和空頂；而后用充填料加以充滿，這樣它不僅有一定可縮性還使支架受力均衡。

［1］姬瑞紅.降低采準(zhǔn)巷道受壓技術(shù)探析［J］.山東煤炭科技，2009，（10）：1301-131.

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［3］鄒喜正.礦山壓力與巖層控制［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.

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Deformation Failure of Mining Tunnel and its Pressure Control

CUI Zhi-yu
(Qitaihe technician college,Qitaihe 154600,China)

This paper mainly expounds the roadway surrounding rock pressure,the basic method and the advantages and disadvantages of the basic method,the wayand the advantages and disadvantages ofthe roadwaysupport.

Developingentry;Deformation;Failure;Ground pressure controlling

TD353

A

1674-8646（2015）09-0094-02

2015-05-03

崔志雨（1979-），男，黑龍江依蘭人，講師，從事采煤教學(xué)與研究。