深部复杂构造下井底车场巷道变形及防治措施

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1、深部复杂构造下井底车场巷道变形及防治措施0引言在煤矿井底车场中，巷道结构系统是它最重要的建筑。可以把它的作用分成两部分：即运输巷道以及辅助巷道。它对井底车场的构造和容积、施工工艺、巷道数和断面、生产能力以及枢纽站连接处的位置都起到了决定性的作用。这几年来，井底车场下的设计施工技术得到了很大的发展，但不可否认，井底运输巷道很多地方都采用了曲线布置，这样就会使巷道掘进的难度大大增加；施工过程中要耗费比较多的劳动力；井底车场巷道有很多的交叉点和接头，会让施工难度大大增加。本文这里介绍的矿井是结构比较复杂的地质条件，巷道

2、开发之后，因为受到断层以及其他各种因素的影响，存在巷道不完整、变形量比较大、不实用、巷道修复量比较大，要经常修复等问题。在这里对产生巷道变形的原因，该采取的措施进行了探讨。1矿井的地质条件矿井深部经过采掘之后，巷道的变形具有下面的几种特征：61）埋深度比较大，新生界的松散层大概为210m，基岩段约为680m，井底车场一水平的标高为-856m，埋的深度大约在890m，所埋的深度比较深，低压自然就会比较大，根据岩体力学，岩石的竖直应力大概为23兆帕斯卡；2）地质条件结构比较复杂，断层周围的煤层产状、厚度以及结构变化都

3、比较大，井底车场主要的轨道大巷、运输大巷以及重车线都坐落在这里。因为存在断层以及破碎带，让岩石的平稳性以及一些岩石力学的性质发生了很大的变化，给巷道的施工、使用以及修复等问题带来了很大的影响；3）大部分是软岩，因此岩性比较差。一般井底车场施工都是在二叠系上石盒子组含煤岩层，它的岩性均由砂质泥岩、花斑泥岩以及泥岩等软岩组成，岩石不稳定，软岩的岩石力学性质比较差。另外，岩石有比较显著的蠕变性，巷道严重变形，而且变形的时间也比较长。2巷道变形原理及它的防治方法深部软岩在巷道开挖以后，巷道严重失稳，变形程度比较大，而且时

4、间又比较长，特别在结构比较复杂的位置，变形还会更加严重。2.1巷道变形的原理总结几点巷道变形的原因如下：61）软岩自身的特性。因为软岩胶结能力比较差、强度不够、胶结物和矿物的成分性质都不好，自身没有很好的抗失稳能力；2）受到地质结构的影响。被破坏的围岩不仅和它的矿物成分相关，而且和结构面的发育特征及其性质、地质条件有关，特别是结构面对围岩的力学性质有着比较大的影响。其中断层、节理、层间错动、劈理以及羽状裂隙都是地质结构面的组成部分，它们直接影响着岩体的稳定性，围岩破坏的时候，一般都会受到结构面的作用；3）围岩的应

5、力变化比较显著。围岩铅直天然的应力，构造剩余的应力，因为受到施工扰动和采动的影响，巷道在开挖后的一段时间内，应力会重新分布，围岩会变形、失稳或者垮落，让新的力学保持平衡。开挖巷道以后成型，支护和变形都会和岩石应力重新分布；4）时间的影响。岩石变形和应力因为受到时间的影响，当外界条件保持原样时，那么岩石的应力和变形会因为受到时间的变化而变化，这种现象叫做流变，内容主要有蠕变、松弛以及弹性后效。因为软岩的蠕变比较厉害，会让巷道产生严重变形。2.2防治巷道变形的原则考虑到极软岩巷道围岩特性及不同支护结构的承载性能，应从

6、整体性、结构性、全面性、有效性和时效性原则出发，以积极主动的支护方式为主体，实现对巷道围岩变形的有效控制。61）整体性原则。使支护与围岩实现共同作用，保证所有锚杆均发挥可靠的锚固作用，且与锚杆控制范围内的围岩成为整体，从而使支护与围岩形成的复合体发挥协同作用；2）结构性原则。从支护与围岩共同作用形成的复合结构中的应力状态出发，通过加强锚固或增加锚固深度，改善支护结构中关键部位的应力状态；3）全面性原则。不仅加强巷道顶帮的支护，也要加强巷道底角和底板围岩的支护，形成全断面支护结构，以有效控制由于底角变形和底臌引起的

7、支护结构顶帮失稳，进而导致支护结构整体失稳破坏的状况；4）有效性原则，根据破碎围岩锚固及注浆后的力学特性进行支护结构参数的设计，保证形成的支护结构具有较大刚度和较强的承载能力；5）时效性原则，要充分考虑复杂条件下破碎围岩锚固及注浆加固后存在的流变效应，即采用支护体的长时强度，避免支护体在静动压作用下不能满足长期工作需要。2.3巷道变形的防治办法61）采用高强高阻预应力。巷道处在复杂结构应力和高应力下，那么开挖之后，围岩岩石的应力都重新分布，受到应力最大。在这时可以采用高强高阻预应力来控制变形，可以预防帮部顶部应力

8、集中，让巷道维持完整，还可以提高巷道的抗失稳能力。从上可以看出，对帮部和顶部的强度要尽量加强；2）可以提高巷道围岩自身的抗失衡能力。因为矿井井底车场周围的巷道围岩软岩比较多，那么，在开挖巷道之后，裂隙发育，许多的薄弱结构面就自然形成。这时候可以采取注浆进行加固，对旁边的围岩可以马上进行封闭，从而结构面的强度可以大大提高，把围岩的膨胀和风化降到最低；3）可以采用加固底板的办