上坪矿区巷道压力控制及

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1、上坪矿区巷道压力控制及支护现状探讨华永喜目前，上坪矿区每年用于安全支护浇筑混凝土墙体、砼顶等工程量多、费用高，安全支护千篇一律的浇筑钢筋混凝土，有部分其实在使用过程中效果还有限。矿区岩体较软，地质条件较差、高岭土化较严重，巷道的稳定性（特别是采矿区域及地质条件较差的区域）受到挑战。一直以来矿区高岭土化地段巷道的压力控制（尤其是采区地质弱面区域及高岭土化区域）是个难题，土建工程修了以修，而且现在的处理办法基本上是巷道顶及帮的稳定性受到影响形成片帮或冒顶时采用坑木支护再进行混凝土浇筑砼顶。在局部压力大的巷道

2、用低强度的坑木支护往往达不到巷道所需的防护要求，只能做为前期施工的安全措施，或短期使用，过后仍需采用较高强度的混凝土支护。在使用一段时间后又要返修、部分墙体或顶板垮蹋甚至报废，这是矿区现阶段安全支护的现状。矿区部分切割、采准等巷道服务周期短，但又在高岭土化脉带或软岩体中，受压力影响大，需要进行维护、这类巷道维护成本高，维护的投入产出比相当低。现阶段如何控制好巷道支护的强度，合理使用维护材料，做到即经济又合理，并达到技术上的要求，是目前矿区采矿及土建工作的技术难题难点。1、上坪矿区地下工程巷道的特点地下矿

3、山通常分为开拓巷道、采准巷道、生探沿脉巷道及切割巷道。矿区也不例外，开拓巷道使用时间较久一般从形成起直到闭坑采准巷道、生探巷道次之，使用期限最短的就是切割巷道。而在这些巷道中，切割巷道也可称之为临时性的巷道，使用完一次后，即采下、出完矿后就报废，巷道服务的时间比较短。投入产出比低，按道理，支护成本应与使用期限成正比相适应，不能高。现实是这类巷道是受采动、断层、矿体高岭土化影响较其它巷道历害的多，巷道变形、倒落也比其它巷道严重，需要维护的量也大，成本也高。这类巷道主要是分层巷、电耙道、底部结构的沿脉巷、装

4、矿巷道等。这些巷道直接受爆破、出矿等外力影响，岩体破坏严重，即使维护后使用一段时间，也需要进行再次支护、返修、是坑木支护与土建维护的重点部位，也是维护工程量最大的区域。而根据矿区的情况，这些作业点也基本上是岩体强度较低的区域。2、矿区的地质与支护关系概况矿区开采范围内的岩体基本为寒武系变质砂岩、夹板岩。岩体中等稳固。节理、断层等地构造较发育，「3沿脉断层沿矿区I带南侧边缘贯穿整个矿带，I带中部一条向缓倾斜断层F2将I带南北错动20余米。加之矿区矿脉及部分充填有高岭土节理发育区域软弱岩体具有较强的高岭土风

5、化特性（在稳定的温湿度环境中不易风化，往往是掘进后暴露在空气中才具有的特性），特别是在断层、节理发育范围，断层节理、裂隙中区域风化特别严重压力显现也很快，造成岩体的稳固性急剧降低，导致在采矿范围内的井巷工程需支护维护的特别多，而且多数为只使用一次的工程，如电耙道斗穿、分层巷的支护，使用期短，还需返修。这些巷道有些仅需对抗顶板压力，有些需要应付高岭土风化膨胀带来的压力，有些需要应付采动地压及采区爆破等外力的影响保障巷道的安全使用。3、影响巷道岩体压力的地质因素影响岩体压力的因素很多，通常可分为地质、开采和

6、支护等类，影响岩体压力的地质因素有：原岩应力状态、围岩力学性质及岩体结构等。(1)原岩应力状态原岩应力是引起围岩变形、破坏的基本作用力。原岩应力随开采深度的増加而增长。所以，随采深的増加，巷道岩体压力会明显增长。原岩体中主应力的大小和方向不同，对巷道的影响作用不同，也直接影响到岩体压力。(2)岩体力学性质岩体力学性质是指它的强度(包括抗压、抗拉、抗剪等各种强度和粘聚力、内摩擦角等值)和变形性质及其它力学属性。不言而喻，强度小的岩体，围岩压力必然大，反之亦然。强度和粘聚力、内摩擦角值大的岩体，其岩体压力小

7、，反之亦然。其中粘聚力的影响要较内摩擦角大。岩体的变形性质是指它的弹性、塑性和粘性。岩体的塑性变形和粘性流动是影响岩体压力大小的重要因素，许多岩体压力较大的巷道，常常是由它引起的。(3)岩体结构当结构面强度远小于结构体强度时，结构对岩体压力的影响极大。通常岩体破坏首先从弱面开始，这是岩体压力在节理和层理等弱面发育区、破坏带、断层和摺皱区显现强烈的重要原因。由于层状岩体具有定向弱面，所以层状岩体的走向和倾角也与围岩压力密切相关。如果岩层走向与巷道轴向平行或夹角很小，则岩体结构容易与巷道轴线形成不稳定的松动

8、体，因而岩体压力大。水平岩层沿巷道侧帮的稳定性较好，因而帮压较小，而顶压较大。(1)膨胀压力的影响因素影响膨胀压力的因素主要有岩石的组成与胶结状态，物理化学性质，围岩中水分的钋给状况，水与岩石的接触条件，支护和充填层的可塑性等。①岩石的组成与胶结状态粘土岩的膨胀是由大量强亲水性矿物引起的。一般如高岭土可含高达相当高的水分，大量吸附水使高岭土晶层内外表面形成发育的水化层。岩石在风干失水后，其颗粒体积缩小，并形成宏观上的收缩裂缝和微观结构的潜在