[精品]巷道围岩机理分析及对策

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1、巷道围岩机理分析及对策巷道围岩机理分析及对策［摘要］:随着矿井逐步开采，矿井围岩呈现软岩性质，巷道开挖后变形较快，变形量较大，造成返修，不仅增加了矿井巷道的维修费用，而且制约了矿井生产接续。通过对矿井巷道变形与破坏机理的分析，提出了切实有效的对策，取得了较好的防治效果。［关键词］:深井巷道破坏机理围岩1、概况新汶矿区随着矿井开采深度的增加，地温逐渐升高，矿压显现加剧。垂直地应力和水平应力明显加大，巷道开挖后变形加快，变形量加大，底臓现象十分普遍。因此，针对埋藏、高地温、高地压，富含水的恶劣地质条件，合理分析和研究巷道变形与破坏机理，采取切实有效的治理对策，对保障矿井安全

2、生产和提高经济效益有着极为重要的实践指导意义。2、深部巷道变形与破坏机理分析2.1自然因素2.1.1围岩性质围岩性质是影响巷道围岩稳定性和围岩变形诸因索中的首要因索，对巷道维护影响极大，随着开采深度的增大，围岩呈现软岩性质，围岩应力的增长影响更大。存在软弱岩石或膨胀性岩石的巷道，不仅变形与破坏的速度加快，而且变形与破坏的形式也趋于多元化。2.1.2自重应力影响对于同一性质的围岩,随着巷道埋深的增加，岩体的自重应力增加，贮藏于岩体内部的弹性能增大；巷道掘进后，市于改变了原来的受力状态，从而引起弹性能的释放，导致巷道变形其至破坏。特别是当围岩强度小于20MPa时,巷道埋深对

3、其围岩变形影响强烈，若不及时采取有效支护，则导致因变形过大巷道造破坏。2.1.3地质构造岩层层理、节理及断层的存在，使巷道围岩形成不规则的弱面结构，破坏了围岩的整体性和连续性，降低了围岩本身的承载强度。2.1.4巷道埋藏深度由于采深增加，巷道周边的集中应力超过了围岩的自身强度,致使巷道变形加剧，巷道周边塑性区范围扩大，从而使巷道塑性区范围内岩右内聚力和内摩擦角迅速下降，引起巷道失稳。此外，巷道埋藏深度增加，使地温升高。而温度升高会促使岩石由脆性向塑性转化，也容易使巷道围岩产生塑性变形。2.2开采技术因素2.2.1巷道布置巷道布置的岩层或位置不合理，使之受到较大的地质构造

4、及采动影响。受采动影响，巷道变形明显加快。而巷道受初次采动影响产生的变形乂明显比受二次采动产生的变形大。2.2.2巷道爆破方式采用钻眼爆破破岩，爆轰波对围岩具有一定的破坏作用。尤其对软岩，放炮产生的爆轰波，可使围岩产生深达1・5m的松动圈，直接破坏了围岩的整体结构，降低了围岩的强度。2.2.3支护方式与支护结构巷道采用以下三种支护方式：锚喷支护、锚带网联合支护和破碎顶板下的锚带网+架棚支护或锚带网+锚索支护。从现场情况看，单一支护巷道比联合支护巷道破坏率高,一次支护成巷乂比二次支护成巷破坏率高。3、治理对策3.1优化巷道布置3.1.1合理选择巷道层位、位置巷道布置应避开

5、构造集中应力、采动集中应力和煤柱集中应力的影响，选择在岩性较为稳定的岩石中。深部水平的主副下山之间至少要留有30m岩柱，且要交错布置。主皮带机斜巷应尽量布置在砂岩屮，和砂岩层位保持一致。区段主要运输巷至少要布置一条岩石集中巷，该岩石集中巷应避开其上覆工作面初采期间采动影响。3.1.2采用无煤柱护巷随着开采深度的加大，工作面回采后，煤体集中应力增加，塑性范围扩大，区段煤柱和井筒保护煤柱相应增大。为避免和减少集中应力对巷道的破坏，提高煤炭回采率，区段应采用沿空掘巷技术。3.1.3采用先进技术留设断层煤柱采用井下防爆直流电法超前探测、矿井红外测温仪及地质综合分析等先进技术手段

6、进行综合探测，探明掘进前方0〜80m范围内的水文地质异常情况，最终确定合理的断层保护煤柱，使巷道布置避开地质构造区，确保安全生产。3.2改革支护技术及工艺随着开采深度的增加，传统的支护形式、支护工艺及单一的支护结构已经不适应深部巷道的地质条件和变形特征，难以满足安全生产的需要，改革支护技术，优化支护结构，完善支护工艺，达到最佳支护效果，是解决深部巷道支护的关键。3.2.1全螺纹钢等强锚杆+网+混凝土组合支护全螺纹钢等强锚杆采用树脂药卷锚固，根据岩性，采用加长锚或全锚两种锚固形式，配以金属网，外加圆形铸铁托盘，采用喷锚喷、锚网喷施工工艺，支护效果良好。3.2.2采用高强高

7、预紧力锚杆支护在深部二层复合顶板，高应力集中巷道，采用高强高预紧力锚杆支护,提高锚杆预紧力，加强主动支护，使支护结构更为合理，能有效避免巷道遭受巨大的不均衡地压作用而产生失稳和破坏。3.2.3锚喷巷道二次支护工艺针对深部巷道矿压显现特点，要求巷道支护必须满足既能加固围岩，乂能提供较大的支护阻力、具有较大的可缩性和一定的初撑力等要求。试验证明，二次支护成巷工艺，基本能满足上述要求。3.3优化设计，合理确定支护参数3.3.1应力与地质评估对矿井深部巷道围岩的强度、结构、深部位移、破坏范围和地应力进行测试。通过测试可以准确了解巷道围岩受压情况和