矿井深部巷道支护技术研究

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பைடு நூலகம்
应用方法论
２年 ７ 科 １ ． ０ 第期 １ 霸 置 ２
矿井深部巷道 支护技术研究
李 玉 强
（ Ｉ 乡宁焦煤集 团申南 凹焦煤 有限公 司 ，山西 乡宁 ０ ２ ０ ） Ｉ西 上 ４１０ 摘 要 本文通过对矿 井深部巷道 支护的研 究分析 ， 出深井巷 道矿压 的控制应该着重考虑巷道的优化布 置和改善巷道的支 得 护形式 ，选择适 当的巷 道位 置和巷道保护方法是深井巷 道矿 压控制的基本要 求和原则 ，合理的巷道支护是深井巷道矿压控制
在 实 践 中 ， 由于支 护不 及 时 以及 支 护时 支架 通 常不 能 与 围岩 密切 接触 ，只有 在 巷道 产 生较 大 变形 后 支护 才起 作 用 。而 此 时 围 岩 无 疑 己经破 裂 。事实 上 ，深 井 巷道 一 开掘 时 围岩 就处 于 破裂 状 态 ，产生 了破 裂 区 。与 中浅部 开采 不完 全相 同 ，深 部 开采 面对 的 必 然 是开 巷后 围岩 处 于破 裂 （ 残余 强度 ） 态 。这 就是 深 井巷 道 状
的根本保证。
关键词 开采支护；矿 压控 制
中图分类号 Ｔ ３ ３ 文献标识码 Ａ 文章编号 １７ — ６ １ （ １） １ ０ ９— １ Ｄ ５ ６ ３ ９ ７ 一 ２ ２ ９ — １４ ０ ０ ０
１深部开采支护技术
围岩状 态 是 巷道 矿压 控 制 的基 础 。 由于 开采 深 度大 ，深 井 巷
基本 要求 和 原则 ，合理 的巷道 支 护 是深 井巷 道 矿压 控 制 的根本 保 证 。通 常 ，岩层 卸 压 和单 纯 的岩 层 加 固 （ 护 如锚 喷 支护 、锚 注 支 支护 等 也具 有 加 固 围岩 的作 用 ）作 为深 井巷 道 矿压 控 制 的辅 助措 施 。然 而 ，在 同岩 条件 相 当 差 的情 况下 ，岩 层 加 固是 必 须的 。在 岩层 压 力 （ 开采 深 度 ） 大 的 情 况 下 ，岩层 卸 压 是 必 须 的 。有 很 时 ，岩层 卸压 和岩层 加 固都 是 必要 的 。 深井 巷 道矿 压 控制 的难 点依 然 是采 准巷 道 ，特别 是 不得 不 布 置 在煤 层 中 的 回采 巷 道 ，在 深 部开 采 条件 下 当受 到数 倍 于原 岩应 力 的支 承 压力 作 用 时将 变得 很 难维 护 。改 善煤 层 平 巷维 护条 件 应 采 取多 方 面 的措 施 ，最 根本 的措施 是 改 变开采 体 系 ，即改后 退 式 回采 为前 进式 回采 。 目前 ，我 国普 通 采 用 后 退 式采 煤 法 ，在 深 部 开 采 中 也 不 例 外 。由于 区段 平 巷 在工 作面 回采 前一 次 掘 ，在 深 部开 采 条件 下 掘 巷 时就 会产 生 较 大变 形 ，受 采煤 Ｔ 作 面超 前支 承 压力 的影 响 ， 巷 道维 护 状况 将 进 一步 恶化 ，产 生 严重 变形 甚 至破 坏 ，结 果不 得 不 翻修 。 采 用 前进 式采 煤 体 系时 ，区段 平 巷 随采 随掘 ，不仅 维护 时 间 短 ，而 且不受 一 而前 方移 动 支 承压 力 的影 响 ，对 深部 开 采 的煤 作 层 平 巷维 护 比较 有 利 。原 西德 的 研究 表 明 ，前进 式 采煤 法 的巷 道 变 形量 比后退 式 采煤 法小 得 多 。在 开 采深度 为１０ Ｉ ６ ０ｉ的情 况下 ， Ｔ 提 前掘 进 （ 退 式 采煤 法 ）的工作 面巷 道受 一侧 采 动影 响后 ，其 后 顶 底板 相 对 移近 量 高达 巷道 原 始 高度 的 ８ ％ 。而 随工作 面开采 同 ９ 时 掘进 （ 式采 煤 法） 前进 的巷道 顶底 板相 对移 近量仅 ４ ％ 。若用 建筑 ６ 材料 充 填 则 可 以降低 到 ３ ％ 。开 采 深度 越大 ，前 进 式采 煤 体 系的 ５
的煤层 巷 道维 护 问题 出 发 ，我 国也 应推 行 前进 式采 煤 体 系 。 国外 的实践 表 明 ，通过 采 取适 当的技 术 措施 ，前 进 式采 煤 法 的通 风 安 全 问题 是可以解 决 的 。 然 而 ，需 要指 出的是 ， 由于前 进式 采煤 法 必然 要 与 沿空 留巷
题 比较 突出。这 些原 因主 要是 ： ① 深部开 采压 力大 。
２ 深井巷道矿压控制的总体原则
深 井 巷道 矿 压控 制 总 的原 则是 ：采 取一 切 可能 的措 施 ，减 小 巷 道 围岩 的破 裂 范 围。这是 由深 井巷 道 围岩 状态 的特 点决定 的 。 选 择 适 当 的巷 道位 置 和巷 道 保 护方 法是 深 井巷 道 矿压 控 制 的
道 围 岩普 遍处 于 破 裂状 态 ，这 与 中浅 部 开采 有 所不 同 。并 且 ，现 有 支 护不 可 能改 变 深井 巷道 围岩 的破 裂 状态 。 因此 ，深 部 开采 巷 道 矿 压控 制原 则 的 确定 和控 制 措施 的采 用都 应建 立 在 围岩 破裂 状
态 的基础 上 。
矿 压控制 的基 础 。
相 结合 ，而在 厚煤 层 中 沿空 留巷通 常 比较 困难 ，特 别 是 在深 部 开 采 的 条件 下 ， 因此 前进 式 采 煤法 应 首先 在 薄煤 层和 厚 度较 小 的 中 厚 煤层 中推广 应用 。 ３ 深井巷道布置原则 同中浅部 开采 一样 ，深部 开采 的巷道 也应 布置在 ： ① 开采形 成 的应力 降低 区 。 ② 强度高 、整体 性好 的稳 定岩层 中。 就 巷道 位 置而 言 。不 外 乎巷 道 的埋 藏深 度 、巷 道 与采 场 （ 采 空 区 ） 其它 巷 道 的相 对位 置 以及 巷 道所 处 的岩层 层 位 。开 采 深 或 度 是 不可 选择 的 ，因而从 这 种 意义 上说 ，巷道 埋藏 深 度 也不 可 选 择 。然而 ，巷 道 与采 空 区 的相 对位 置 和巷 道 的岩层 层 位 通常 有 较 大的选 择余地 。 岩 石力 学 性质 是 影 响深 井 巷道 矿 山压 力 的一个 主要 方 面 。好 的 围岩条 件能 在 一 定程 度上 甚 至大 大 削弱 开采 深度 和 采 动对 深 井 巷道 围 岩稳 定性 的 影响 ，因 为巷 道 围岩稳 定 性取 决 于 围岩应 力 与 围岩 强 度相互 作 用 的结 果 。 即围 岩状 态 或 围岩破 裂 范 围 。煤 矿 开 采 的实 践也表 明 ，若巷 道 围岩 为厚 层 砂 岩或 整体 性好 的石 灰岩 ， 即使 开 采深 度超 过 １０ ００ｍ，巷道 变 形量 也很 小 ，用 一般 支 护方 法 也 能成 功地 维 护 。相反 ，若 巷道 围 岩为 节理 裂 隙发 育 、强 度低 的 松散 软 弱岩层 ，即使 开 采深 度仅 ３ ０ｍ～ ０ ０ ４ ０ｍ，巷 道 变形 量 也很 大 ，常 规支 护方 法 己很 难 维 护 。因 此 ，可 以认 为 ，在深 部 开 采条 件 下 ，岩性 对巷 道 围岩稳 定性 的影 响 比中 、浅部 开采 突 出。 此 外 ，由 于 以下多 方 面 的原 因 ，使 得深 部 开采 的巷 道 底 臌 问