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倾斜岩层高应力软岩巷道围岩变形机理及支护对策研究
摘要：
随着矿山开采的不断深入，高应力软岩巷道围岩变形破坏问题越来越突出，对矿山生产和安全产生了严重的影响。本文以某矿井为例，首先分析了侵入式倾斜岩层对围岩稳定性的影响，然后探讨了高应力软岩围岩变形机理，并从支护技术和管理方面提出了改进措施，为实际生产提供参考。
关键词：倾斜岩层；高应力；软岩巷道；围岩变形；支护
一、引言
在大型矿山中，巷道稳定是保证矿山生产和员工安全的重要保障。但是，由于地质条件的限制，高应力软岩巷道围岩变形问题越来越突出，已成为影响矿山生产和安全的主要因素之一。针对这一问题，本文以某矿井为例，对其倾斜岩层高应力软岩巷道围岩变形机理及支护对策进行了研究。
二、某矿井简介
某矿井煤层走向南北，倾角约为25度，煤层厚度约为2.6m。矿井采用日采4个工作面，每个工作面长约180m，宽30m，间距约1000m。围岩为软岩和砗磲岩，煤层两侧存在侵入式倾斜岩层。
三、侵入式倾斜岩层对围岩稳定性的影响
侵入式岩层是指在岩体中以斜交或垂直倾角侵入的岩体段。在高应力软岩巷道中，侵入式倾斜岩层往往会对围岩稳定性产生重要影响。具体表现为：
1.上部岩体对下部围岩的影响
侵入式倾斜岩层上部岩体的变形和断裂会引起下部围岩的应力集中和破坏。对于某巷道，最严重的地方是在下伏侵入式岩层紧贴巷道的情况下，巷道两边围岩产生剪切裂缝，严重时造成漏煤事故。
2.岩层中的构造面对围岩稳定性的影响
侵入式倾斜岩层中包含许多构造面，这些构造面对于围岩的稳定性有着重要作用。在高应力条件下，构造面会扩展并导致围岩的破坏。因此，在巷道支护设计中，应特别考虑侵入式岩层中的构造面对围岩稳定性的影响。
四、高应力软岩巷道围岩变形机理
软岩巷道围岩变形机理复杂，主要包括实际应力状态、岩石力学参数和支护方式等因素。在高应力软岩巷道中，围岩变形机理如下：
1.围岩的变形
巷道周围的围岩随着采煤等工业活动的进行，会产生变形和破坏。首先表现为应力集中，导致围岩中出现裂隙和剪切结构；其次，软岩围岩会不断收缩，导致余应力递增，进一步加剧围岩变形和破坏。
2.岩石内部的破坏
在高应力软岩巷道中，岩石内部会出现晶间剪切破裂、断裂、剥离等现象，时常产生大量细小裂缝，导致岩体的变形和破坏。这种破坏通常被称为“岩体坍落”。
3.岩体侵入
岩体侵入是指岩体成员以剪切形式相互突入，因此当巷道围岩发生塑性变形时，岩体常常会发生侵入，导致巷道围岩的“瘪扁”。
五、支护对策
高应力软岩巷道围岩变形和破坏是一种复杂的过程，需要使用科学有效的支护方法和技术。为了保证矿山生产的安全和效益，我们应采取以下措施：
1.采用合适的支护形式
应根据实际情况选择合适的支护形式。常用的支护方式有预加应力锚杆和钢丝绳网材等。钢筋混凝土中包括机推墙、神龙方便式预制壁板、行草堆砌牢固墙体等。在选择支护形式时，应综合考虑围岩的应力状态、变形特征和应力下降规律等因素。
2.合理设计支护参数
支护参数的高低程度对矿山围岩稳定性的影响非常大，在实际工程中，应根据具体情况合理设计支护参数，对必要的落矸式顶管进行落矸式处理。
3.健全管理制度
对于巷道等工程设施，还应加强管理和检查。例如，监测围岩应力变化情况，在围岩破坏前及时进行支护，减少企事业单位突发事故。
六、结论
高应力软岩巷道围岩变形和破坏是一种复杂的过程，需要使用各种科学有效的支护和管理方法。在巷道建设和维护中，应从多个方面综合措施来解决围岩稳定性问题，以保证矿山生产的安全和效益。