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1、浅谈深部巷道围岩失稳机理和防治措施 摘要：随着矿井开采深度的增加及地应力的增加,巷道变形成为影响生产的重要因素。文章分析了巷道变形失稳的原因,提出了防治巷道围岩失稳主要措施。最后结合3273S上山掘进过程中的围岩失稳现象进行分析。关键词:巷道底鼓；底板注浆；全断面支护；底板卸压Abstract:withtheincreaseofminingdepthandgroundstress,deformationandbecomeanimportantfactoraffectingtheproduction.Thispaperanalyzesth
2、ecausesofinstabilityofroadwaydeformation,putsforwardthecontrolstabilityoftheroadwaysurroundingthemainmeasures.Finally,combinedwiththe3273Smountainrocktunnelingprocessinstabilityanalysis.KeyWords:floorheaveofroadway;floorgrouting;wholesectionsupportingplatepressurerelief中图
3、分类号：TD324.2文献标识码：A10巷道由于掘进或回采以及在维护过程中引起其围岩应力失衡、性质发生变化,使巷道顶底板和两帮岩体移近量增加，从而影响巷道的正常使用和后期维护，严重者可能造成航道的报废。一般而言,轻微的巷道变形对巷道的稳定性以及运输和通风功能的影响不大，不需要采取专门的防治措施。但当变量较大时就会影响巷道的有效断面,造成巷道围岩塑变量加剧，从而影响巷道的支护稳定。因此,急需对深部高应力诱发巷道变形的机理和控制方法进行深入研究。我国是一个煤炭资源丰富的国家。据煤炭资源开发和资源保护研究预测,我国总煤炭储量73.2%埋深在10
4、00m以下。具有关资料统计，目前煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加。预计在未来20年,很多煤矿的开采将进入1000～1500m的深度。随着我国地下煤炭的开采,近些年来煤炭开采逐渐走向深部,进而地应力相应增大,巷道底鼓问题日趋突出严重,从而暴露出很多影响煤矿安全生产的问题。过分底鼓而使巷道条件变坏的一个严重后果就是事故大大增加。因此,研究巷道底鼓的机理、预测方法及防治措施等问题,对于我国深部资源开采,建设高产高效矿井,提高人员安全保证有着重大的理论意义和实际应用价值。一、深部巷道围岩变形分类及机理分析10随着矿井开采深度的增加，巷道围岩
5、所承受的原始应力越大，巷道掘进或回采扰动，巷道围岩所承受的原岩应力失衡，巷道围岩会向内部应力较弱方向发生形变，具体体现为巷道底鼓，顶板来压，巷道支护体变形等，上述现象与巷道围岩应力力的传递方向、围岩性质、抗拉强度以及遇水的膨胀性质等多方面因素有关。（一）高压巷道围岩中存在高压是巷道发生形变的重要因素。随着开采深度的加大,地应力相应增大,加之由于受采动影响造成围岩应力集中,巷道顶、底板岩石松软,侧压大时压力由两帮传递到底板,加之煤层底板松软无法承受较大压力而产生塑性变形,导致巷道围岩形变加剧，严重影响巷道的正常使用功能。（二）底板岩性软弱随
6、着矿井开采深度的加大,岩体强度明显降低。由于采深增加,巷道围岩的集中应力超过了围岩的自身强度,致使围岩移近率相对增加,巷道周边塑性区范围扩大。在塑性区范围内,岩石内聚力与内摩擦角迅速下降,致使岩体稳定状态恶化。围岩强度降低,围岩孔隙率增大,加上地质构造发育的影响,导致巷道变形呈软岩特性。在围岩应力作用下表现出显著的塑性和流变性。另外，由于采深增加,地温增高，高温环境会促使岩石从脆性向塑性转化，使围岩产生塑性变形。巷道内水气增多，使围岩软化。巷道底板岩体软弱、强度低、承载力不足是造成底鼓的直接原因。10在深部开采中,由于岩石受到以上地质因素
7、的影响,很多煤层底板是比较软弱的。在巷道中受两帮的压模效应和应力作用下,或者整个巷道都位于松软碎裂的岩体内,由于围岩应力重新分布及远场地应力的作用,底板软岩石就会因受到挤压而产生流动变形（如图1）。图1底板软岩受挤压产生流动变形示意图（三）巷道的大小和形状巷道底鼓与巷道本身的规格和形状有关,特别宽大的巷道比窄巷道易发生底鼓,而巷道的宽度是由采矿作业的相关要求而决定的。在某些情况下,特别是辅助巷道,宽度能保持在一定限度以内,而通过增加巷道高度使横截面保持不变，以满足通风等的要求，这样可以减轻巷道底鼓。（四）水平构造应力对巷道稳定性的影响构造
8、应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。实测资料表明,原岩应力场内铅直应力基本上等于上覆岩层重量,而由于构造应力的存在,水平应力普遍超过金尼克假设由式(1)计算的数值,水平构造应力一般为铅直
