大断面煤层巷道围岩变形特征与支护参数构建和分析_张勇利

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1、煤矿现代化2015年第2期总第125期大断面煤层巷道围岩变形特征与支护参数构建和分析张勇利（山西潞安集团五阳煤矿，山西襄垣046205）摘要巷道断面与巷道围岩稳定性之间有着密切的关系，在巷道断面的增加之下，围岩变形问题会越来越严重，为此，必须要采取相关的支护措施。从类型上而言，煤矿大断面巷道能够分为高煤帮大断面、大跨度大断面、开切眼大断面、交岔点大断面等类型，一般情况下，使用最多的就是大跨度大断面与高煤帮大断面两种类型。目前，锚杆与锚索是现阶段下大断面最为常用的支护模式，对于大断面巷道，需要使用强力锚杆、高预紧力的设计理念。本文主要分析大断面煤层巷道围岩变形特征与

2、支护参数的构建。关键词大断面煤层；巷道围岩变形特征；支护参数中图分类号：TD353文献标志码：A文章编号：1009-0797（2015）02-0042-03DOI:10.13606/j.cnki.37-1205/td.2015.02.018在现代化矿井综合机械化开采技术的发展之要在巷道中进行支护，防止围岩出现进一步的破坏。下，煤矿开采规模与开采强度也变得越来越大，为了此外，在塑性松动圈的影响之下，移近位移会越来越满足大型设备安装、矿井运输以及矿井通风的要求，大，如果位移太大，岩体失去自身的承重能力，就会煤矿巷道断面也变得越来越大，这就给巷道维护工对支护体产生极大的

3、影响。一般情况下，在围岩位移作带来了一些困难，制约着煤矿企业的安全生产，在的增加之下，可能会出现两种问题，第一种就是在围这一背景之下，大断面巷道支护技术已经受到了相岩遭到破坏之后，巷道位移逐渐的稳定；第二种就是关学界的广泛关注。在荷载因素的影响下，巷道位移会加速增长，并出现巷道破坏的问题。1大断面巷道围岩变形破坏的特征1.2.2煤帮稳定性和巷道高度的关系1.1大断面巷道形式煤帮稳定性即煤帮煤柱稳定性，一般情况下，煤从类型上而言，煤矿大断面巷道能够分为高煤帮煤柱从其内部到边缘会出现塑性区、松弛区、片帮帮大断面、大跨度大断面、开切眼大断面、交岔点大区与弹性区，其中片帮

4、区已经出现了围岩松动与坍断面等类型，一般情况下，使用最多的就是大跨度大塌的问题，无法承受垂直方向的压力，只能够承受水断面与高煤帮大断面两种类型。从采煤方式而言，大平应力；松弛区围岩也出现了位移，其强度显著降断面巷道断面综采工作面顺槽为4×3m，综放工作低，只能够承受较小的荷载，因此，这一区域是可以面顺槽为4.5×3m，在不同地区，矿区地质条件是存作为应力降低区与应力卸载区，塑性区则可以作为在着一定的差异的，巷道变形破坏问题也是不同的。应力承载区。从这一层面而言，煤帮塑性区域越大，如果巷道宽度超过了5.5m，那么就属于大跨度稳定性越差，巷道更加容易出现变形的问题。巷

5、道，一般情况下，煤层巷道都需要设置好临界高度1.3大断面巷道围岩的破坏特征分析的，如果高度超过了相关标准，那么就很容易出现片巷道围岩在应力因素的影响下会出现变形的问帮破碎的问题，因此，根据不同矿区煤体强度与地质题，这种变形会导致围岩发生失稳的问题，围岩破坏条件，需要将临界高度控制在4m左右。的形态有着多种多样的特征，不同位置的围岩在不1.2大断面巷道破坏的相关机理同的破坏阶段会出现不同的破坏的问题，其类型可1.2.1巷道围岩破坏相关机理以分为局部落石破坏、剪切破坏、重剪破坏、拉断破在煤矿巷道在开挖之前，其岩体是一种平衡、稳坏以及复合破坏几种类型。定的状态，在完成开

6、挖工作之后，围岩的平衡状态就大断面巷道的高度与跨度都较大，其断面大多会遭到破坏，之前三向应力状态也开始变为二向应是矩形，强度较低，还会受到采动因素的影响，由于力状态，其中，垂直的应力就会向煤体转移，而水平围岩破坏范围与变形量均较大，因此，其塑性区范围应力则会转移至顶板岩层中，在应力因素的影响下，较大。此外，围岩还会受到空气、水等外界因素的影部分岩石就会出现剪切位移以及裂隙问题，出现了响，就会表现出不同类型的破坏形态。冒顶问题，尤其是在裂隙、节理与断层结构中，这一2巷道围岩稳定性破坏的原因问题是很容易出现的。为了保障开挖的安全性，就需·42·煤矿现代化2015年第2

7、期总第125期2.1生产技术与地质因素的影响锚杆支护中的最关键因素就是预应力，为此，必须2.1.1岩性因素要采取科学的措施提升锚杆预应力，再应用钢带、托板岩性是煤矿巷道的物质基础，不同类型岩石构等构件来扩散锚杆的预应力，提升锚固体的完整性。造其物理性质之间是存在一些差异的，从我国的地3.2.3三高一低原则质问题而言，很多煤层顶底板岩石都属于塑性围岩，在进行锚杆支护时，还需要遵循高可靠性、高刚岩石强度与稳定性差。度、高强度以及低支护密度原则，这可以有效降低支2.1.2上覆岩层压力护的密度，保证掘进速度。在开采深度的增加之下，巷道受到的上覆岩层3.2.4匹配性原则压力

8、也越来越大