煤礦深井開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律與控制分析

王言波

摘 要 社會高速發(fā)展的巨大弊端就是給資源環(huán)境帶來了巨大的壓力，為了滿足經(jīng)濟發(fā)展所需的資源條件，我國當(dāng)前煤炭資源的開采在不斷加強，開采量日益增多，開采量增大就引起一系列連鎖反應(yīng)。煤礦開采的深度是有一個安全深度的，當(dāng)開采的深度超過這個安全的深度，巖石將會不斷升溫、地底的壓力也在不斷增強，這些情況都會使礦井受到巨大的影響，能夠使煤礦深井開采時的礦壓產(chǎn)生大幅變化，造成很大的安全隱患。因此礦壓顯現(xiàn)的規(guī)律是人們探究的一個重要方向，在明白礦壓的顯現(xiàn)規(guī)律后，據(jù)此對其進(jìn)行控制，防患煤礦深井開采時的安全問題。

關(guān)鍵詞 煤礦深井開采 礦壓 顯現(xiàn)規(guī)律 控制

中圖分類號：TD31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1開采工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律分析

在煤礦深井開采的過程中，在礦井地下的巖石受到了人為開采活動帶來的影響，導(dǎo)致其周圍巖體所受的應(yīng)力重新分布。在煤礦開采的工作面和巷道支護物上，重新分布后的應(yīng)力產(chǎn)生了新的作用，從而使圍巖產(chǎn)生了變形位移、支架斷裂等重大問題。這些問題就是煤礦深井中的礦壓顯現(xiàn)情況。煤礦開采工程中地質(zhì)、巖層、采煤方法、工作面的尺寸及煤礦開采的時間等，都極大的影響著綜放工作面上方三帶變化的高度。煤礦深井開采的過程中，破壞原來巖層的應(yīng)力平衡，導(dǎo)致綜放工作面承載了超前的礦壓變化。

在綜放工作面的產(chǎn)生周期過程中承載壓力，若所承受的壓力載荷超出了支護結(jié)構(gòu)的壓力承受能力，就會產(chǎn)生支護結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。比較常規(guī)的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律揭示了垮落帶的成型方式，即煤礦頂部的分巖層直接垮落成型。而巖層垮落的高度通常是煤礦開采高度的三到五倍，穩(wěn)壓區(qū)的巖層巖體發(fā)生了碎裂現(xiàn)象，膨脹系數(shù)較大。在基本頂?shù)南虏?，巖層中巖體的斷裂碎落導(dǎo)致了裂隙帶的初步形成。開采高度的八至十倍即為裂隙帶的高度，在裂隙帶中，巖體的排列方式十分整齊，膨脹系數(shù)比較小。而彎曲下沉帶的形成源自于為位移量很小的基本頂上層巖體，這一巖石帶的特性有利于其維持巖層的完好無損，并且這一巖石帶承擔(dān)著承載上部巖層的重力的重大使命。減壓區(qū)、增壓區(qū)、穩(wěn)壓區(qū)等三個區(qū)域一般會在綜放工作面進(jìn)行回采過程的前后出現(xiàn)，其根本原因是力的變化。

2深井巷道圍巖變形控制技術(shù)

2.1高強高預(yù)緊力讓壓錨桿

技術(shù)要跟的上時代的腳步就要不斷創(chuàng)新解決現(xiàn)有難題。在普通錨桿不能適應(yīng)現(xiàn)在煤礦深井開采的工作活動的情況下，更為科學(xué)的高強高預(yù)緊力讓壓錨桿在原有錨桿的基礎(chǔ)上創(chuàng)新并脫穎而出，替代其作用，更好的為開采提供便利。新型的錨桿解決了普通錨桿強度不足和預(yù)緊力不足的重大問題。通過錨桿的頭部進(jìn)入到巖層中，在巖體內(nèi)部施力對預(yù)緊力的提升是巨大的。與此同時，對非連續(xù)性變形過程中巷道緩慢的情況帶來了很大的改善，能夠更好的對錨固區(qū)中不均勻分布的載荷進(jìn)行有效的平衡，抑制了巷道抗壓能力的嚴(yán)重下降。巷道若想在支護很難的時候到更高的強度和剛度，則必須要有更高的預(yù)緊力作為保障。同時還能夠較好的固定住錨固巖層中的非線性變形。

2.2高強預(yù)應(yīng)力注漿錨索

安全生產(chǎn)的保障，應(yīng)對深井開采中出現(xiàn)的變形問題，普通錨桿的功效顯然已經(jīng)不足，高強度預(yù)應(yīng)力注漿錨索的出現(xiàn)解決了很多開采過程中困擾工程人員的難題。通過預(yù)應(yīng)力的作用，錨頭鉆打穿巖體后進(jìn)入其中，在鋼絲外將硬塑骨架固定錨索的形狀進(jìn)行小心的固定，同時應(yīng)該將一根六厘米的注漿管打通到巖層的巖體后部，通過注入漿體材料的性質(zhì)增大摩擦，能夠更為有效的控制很多破碎巖體的變形過程。

2.3注漿錨桿加固圍巖技術(shù)

對于礦壓的控制操作，錨桿是必不可少的，巷道圍巖支護也是其一大重要步驟，在這一環(huán)節(jié)中，錨桿的投入使用可以很好的控制巷道的離層、滑動和開裂等問題。但是這也有一定的局限性，例如無法對巖體及內(nèi)部的裂痕進(jìn)行改善。注漿錨桿就是通過孔隙將漿體進(jìn)行注入，然后漿液對破碎的巖石有膠結(jié)的作用，并以此來加強巖層對力的承受能力。并且通過注漿的錨桿能夠更好的保持穩(wěn)定性和整體性。

2.4底板錨桿施工技術(shù)

在較為深的內(nèi)部構(gòu)造中，應(yīng)力條件復(fù)雜、地心應(yīng)力過大，巷道的兩邊應(yīng)力也相應(yīng)增大，構(gòu)造支護結(jié)構(gòu)十分困難。圍巖體的整體性致使底板的兩角有很強大的擠壓作用，底板中部發(fā)生變形。為了從根本上解決支護不足和支護不完整的嚴(yán)重問題，不僅僅要對將圍巖置于支護結(jié)構(gòu)之中，巷道底板也是很需要控制的重要部位。

3結(jié)語

對于深井巷道的變形控制，科研工作者們依然在不斷的改善中探究新的可信性，不局限于一種思路，將更多的可能性帶到煤礦深井開采的礦壓控制工作中，為更多的煤礦開采工人減小安全隱患，為煤礦事業(yè)的發(fā)展提供更多保障。

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