巷道围岩破坏机理及防护技术

巷道围岩破坏机理及防护技术

矿产资源的不断开采，开采深度不断加大，渐渐进入深部开采，深部开采引起的三高一绕动严重影响巷道的稳定性，进入千米之后的深部开采围岩压力增大、原始构造应力大、巷道围岩变化剧烈。因此巷道围岩破坏研究机理及技术是我们研究重点，针对围岩稳定的基本状况，提出有针对性的支护方案有重要意义。

标签：巷道围岩；支护；稳定性

1 巷道围岩机理研究

矿井的深部开采的巷道问题已经不能用浅部理论解决，浅部条件下的地质情况以及矿山压力破坏机理都产生变化，深部的地质状况有独特的特点，对于深部要进行特征分析以及重新建立一个符合特点的压力显现理论。根据巷道变形的特点，建立一个科学体系将弹塑性理论以及破碎理论融合，传统的连续介质不适合复杂条件。深部巷道围岩破裂区和完整区多次交替的现象，即分区破裂化。将分区破裂化定义为“在深部岩体中开挖洞室或者巷道时，在其两侧和工作面前的围岩中，会产生交替的破裂区和不破裂区。

在各类的巷道进行施工的过程中，原始的应力场遭到破坏，巷道围岩压力的调整在巷道稳定蠕变期间，一个非线性的复杂的体系是围岩体系的状态，对于深部的巷道破坏不会有明显的显现特征，我们要保证加强对高应力下的巷道控制，做到对于耦合围岩变形的特征还有围岩压力进行控制。对于上覆岩层压力以及扩容压力是围岩失稳的主要方面，破坏扩容及粘土矿物膨胀压力是影响深部软岩巷道稳定的持续性力源。不注重围岩与支护体的变形协调和祸合难以达到理想的支护效果，是不能够合理的分析破坏机理，为此，必须从围岩的变形破坏特征。矿物组成、结构特点、力学作用等多方面深入研究围岩的变形力学机制，只有这样才能设计出一个合理稳定防御体系。对巷道围岩进行分析归类，对于不同的体系采取，对于支护方案进行设计，对参数进行确定，修缮施工工艺，多角度全方位的进行支综合研究。如今支护在材料以及支护设备上有新的突破，在支护材料方面主要研发了锚杆支护、喷射混凝土支护、钢结构支护混凝土预制大弧板结构等，在支护方式是包括锚杆+喷射混凝土、锚喷网、锚喷网+锚索，锚喷网。

2 支护方案

在现场进行锚杆与卸压孔协同作用就行现场应用，评价巷道围岩稳定性。深部测点数据在埋深982m处，最大水平主应力为29.20MPa，垂直应力为23.30MPa，最大水平主应力方向N20.6°E。埋深在1034m，轨道巷中，最大水平主应力33.22/MPa最小水平主应力15.19/MPa垂直应力25.84/MPa最大水平主应力方向N35°E。在1045m深的回风巷最大水平主应力为31.27MPa，最小水平主应力为14.27MPa，垂直应力为22.38MPa，煤矿深部地层应力场类型为H大于V大于A 型应力场，最大水平主应力为最小水平主应力的1.5到2.1倍。地应力数据划分的地应力水平是超高地应力区域，巷道围岩的强度显示，在岩层的完整性来看是

比较差的，而且裂隙比较多，在局部位置存在破碎带，相对整个岩层整体看，有很大的负面影响，在这里的巷道支撑没有起到良好的效果，需要改进。

山东某矿支护方式：采取的是锚杆锚索钢带以及金属网构成，是支护的技术应用。严格按照要求布置锚索采取长度6000mm而且预应力120KN，锚索的直径是20mm。固定在顶板围岩上，穿过直接顶到达老顶。对于锚杆尤其是上帮锚杆、底角锚杆、下帮锚杆要严格按照设计要求进行布置，锚杆是无纵筋螺纹钢长度是2100mm，对于存在锚杆的预应力为60KN，间距850*950mm，上帮锚杆长度2000mm，间距750*700mm，锚杆与锚索在进行安装的时候要保证能与钻孔的孔壁有一个很好的接触，充分粘接在一起，保证一个良好锚固效果。采取的锚固时间一般定为3min，锚固剂采用树脂锚固剂。采用辅助的金属网以及其他配件进行调整。在巷道围岩支护之后，整体性得到提高，经过长时间的观测记录，没有出现严重的地板冒出、两帮片帮等现象的出现，说明本实验在进行巷道围岩的稳定性估计上很合适，这样的支护方式能够适应于同类型或者自然环境相差不大的其他巷道，顶板锚索与两帮锚索以及钢筋网片的结合可以有效的改善此类巷道的整体稳定性。

3 结论

支护效果比较显著，将应力转移，保证巷道完整稳定，峰值转移，两帮不会出现明显破碎变形及膨胀出现。由此可见在这样的支护条件下可以保证巷道围岩的稳定性，对于维修维护的费用不会太多，布置比较合理。如何能够适应更多的地质条件，我们需要进一步的探讨，对于坚硬岩石呈现弱化甚至软化情况出现破碎严重。随着工作面推进以及围岩破坏、膨胀变形、会出现大面积的顶底板冐落现象，这樣的复杂环境下的进行支护相对比较复杂有待讨论。

对于巷道的变形来说，不能单纯的考虑一种方式进行支护，围岩的稳定性支护方案也不能一概而论，要因地制宜，根据现场实际结合理论考虑，将开采深度、上部顶板厚度、压力大小、以及采动等各个方面的影响考虑在内，支护方式尽量采用主动支护，将巷道布置在压力低峰区域，从根本处理问题，巷道的开采就应该将以后维护手段进行考虑，将整个开采的过程作为一个系统进行。

参考文献：

[1]栗继祖，魏晓昕.经济新常态下煤炭资源型城市发展问题及对策研究[J].煤炭经济研究，2014，11：71-76.

吕明慧（1996- ），女，汉族，山东省青岛市，本科，山东科技大学测绘科学与工程学院2015级测绘工程专业，研究方向为测绘工程。

陆诗铭（1997- ），女，汉族，山东省青岛市，本科，山东科技大学测绘学院2015年级海洋测绘专业，研究方向为海洋测绘。

陈艇（1996- ），男，汉族，山东省青岛市，本科，山东科技大学测绘学院

2015年级海洋测绘专业，研究方向为海洋测绘。