文献综述-关于围岩控制技术研究

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1、关于围岩控制技术研究摘要：沿空留巷技术是我国采煤技术的一次重大技术变革，可提高煤炭资源的回采率，降低巷道的掘进率，使采掘接替合理。开采高瓦斯煤层工作而采用沿空阳巷“Y”型通风方式，解决了工作而上隅角乩斯积聚与超限问题。巷内支护采用主动支护，巷旁墙体的力学性能与沿空留巷围岩变形相适应是沿空留巷技术的关键，结合当前理论研究发现，巷内釆用锚杆支护，巷旁运用高水材料充填可取得良好效果。关键词：沿空留巷；锚杆支护；巷旁充填1绪论随着人类对煤炭需求最的口益增加，开采规模不断扩人，浅部易采的煤炭资源口趋枯竭,地卜矿山向深部开采是必然趋势。日前我国己有一些千米深井，孙村煤矿目前平均采深1055m

2、,最深的沈阳矿务局彩屯矿达1449m,开滦矿务局赵各庄矿达1160m,一些老矿区，特别是东部矿区的部分矿井己进入深部开采，安徽淮南的谢桥、张集、丁集、顾桥、刘庄及望峰岗等矿井也己进入深部开采。我国煤矿平均采深以9・12m/a左右的速度递增，预测今后10-20a内我国很多煤矿将进入到1000-1500m深度。在我国煤炭资源埋深在1000m以下的为2.95万亿t,占煤炭资源总量的53%o这使得深部开采成了未來采矿业发展的必然趋势。1.1问题的提出及研究意义深部的岩体处于的“三高"状态，即高地应力、高温、高孔隙水压力。这必然会随采动或掘进的进行导致一系列的工程响应，如:煤与瓦斯突出、顶

3、板垮落、底板突水等，致使巷道变形严垂，从而严重影响生产效率和生命安全。随着矿山开采逐步向深部拓展，煤与瓦斯突出发生的频度和强度都逐渐增人，国有煤矿自然灾害较重。瓦斯、水、火是我国煤矿的主要灾害。原国有重点煤矿中高瓦斯矿井占26.8%,煤与瓦斯突出矿井占17.6%,除山东、内蒙古的大部分矿区为低瓦斯矿井外，其他地区的瓦斯普遍较高，并有相当一部分煤矿瓦斯涌出量大，突出次数多，强度人。近I•几年来，我国煤矿的开采技术条件发生了很人变化。一是煤矿的客观地质条件和灾害条件发牛了很人变化，煤炭人量开采使井下开采深度迅速增加，己经出现了千米深井，开采深度普遍在500m以上;二是随着开采深度的增

4、加煤层沼气含量、煤和瓦斯突出增加;三是随着开采深度增加造成应力增人，甚至出现冲击地压的危险性急剧增加。这三个客观问题，已成为准备巷道提高掘进速度的主要抑制因索，同时也使回采工作面巷道变形严重。维护巷道造成人财物的大量浪费，牛产受到不良影响。从主观上讲，市场经济对企业捉出了如何提高经济效益少留或不留煤柱，并实现安全开采的要求。传统的U型通风方式无法解决深部采煤工作面上隅角瓦斯超限问题，随着开采深度的增加，高瓦斯煤层群采煤工作面的瓦斯涌出量将显著增人。Y型通风方式是两进一回的通风系统，即采煤工作面的上、下巷都进风，而其小的副进风巷在采空区一段则变成回风巷，并由巷旁充填支护，见图1。新

5、风图1・1Y型通风工作面通风示意图它与U型通风系统相比，不仅从根本上解决了上隅角瓦斯积聚难题。而且运煤、运料设备、供电、供水等管线都在新风中，而回风巷内既无电缆、轨道，也无管路，成为专用回风巷，这样就人大捉高了安全性。同时，采煤工作面机电设备散热和采空区氧化热直接进入专用回风巷，工作而两进风巷均处于进风系统，对高温采煤工作而具有明显的降温作用，同时随着科技的发展对瓦斯（煤层气）的集中抽采利用乂提hir-种新的洁净能源利用方式。Y型通风在深部开采势在必行。深井沿空留巷必然会给巷道支护带來一系列的问题，如地压增大，巷道压力大，-其围岩变形量显著增人，支护物损坏严重，巷道翻修量剧増，巷

6、道维护变得异帘困难，深井回采巷道因围岩属性较差且受采动强烈影响，其用岩控制要比一般地下巷道困难，而其深井沿空留巷难度更大，因为沿空留巷与回采巷道不同，英巷道的一侧帮为煤体，另一侧帮为巷旁支护体，属人变形围岩，同时，还必须承受掘进和两次强烈的采动产生的叠加应力的彩响，矿压显现剧烈。巷道变形收缩量大，而通过从根本上改变围岩应力來控制减小这种变化乂是不可能的。构建合理的沿空帘巷受力模型，确定合理的巷内支护和巷旁支护形式，并对充填体强度进行了分析，使支护体能适应深井沿空留巷用岩剧烈活动规律的要求，以推动沿空留巷技术更广泛的应用，本论文对我国深部矿井实现Y型通风方式、治理工作面瓦斯超限难题

7、、提高煤炭釆出率和减少巷道掘进量具有一定的理论意义及实际应用价值,深井沿空留巷技术的发展，必将带來巨大的社会、经济效益，具有很好的推广应用前景。1.2国外研究的现状世界一些主要产煤国家为了达到少掘巷道、增加煤炭资源回收率、增加生产的连续性、提高矿井的经济效益的口的，而采用往复式“Z”形开采，前进式和后退式的工作面沿空留巷方法以实现无煤柱开采。对沿空帘巷的矿压显现、适用条件、合理支护形式及新型支护材料等都进行了大量研究。在这方而做得较多的是德国、英国、波兰等国家。俄罗斯在应用沿空留