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深井高围压巷道底臌诱发机理分析及治理技术研究
深井高围压巷道底臌诱发机理分析及治理技术研究
摘要：深井高围压巷道底臌是一种普遍存在的地质灾害形式，引起了工程的严重破坏，严重危及了人民的生命财产安全。本文通过对该种地质灾害形式进行机理分析，总结出主要臌型成因及其特征。在此基础上，介绍了目前应用较为广泛的治理技术，并对其优缺点进行了比较和分析。最后提出了新的治理技术及未来研究方向。
关键词：深井；高围压；巷道底臌；治理技术
一、研究背景
随着我国煤炭工业的不断发展，越来越多的煤矿向深部开采发展，深井采煤已成为我国煤炭工业的重要组成部分。然而，随着采煤深度的增加，深井高围压巷道底臌这一地质灾害形式不断加剧。据统计，仅2019年，煤矿事故中地质灾害事故高达267起，占事故总数的38.4%。因此，对深井高围压巷道底臌的治理技术研究具有重要意义。
二、机理分析
深井高围压巷道底臌是由于煤层地质构造以及采煤引起的应力变化等多种因素综合作用导致的。主要臌型有顶臌、底臌、中部臌和两侧臌。其中，中部臌是最常见的臌型，其形成机理为巷道顶板上覆岩层断裂、顶板下沉和巷道底部土层塑性流动。底臌则是由于底部支承沉降和深部地应力变化引起。
三、治理技术
目前，对于深井高围压巷道底臌的治理技术主要包括以下几种：
1、采用锚杆、预应力锚杆、螺旋钢管、高压水射流支护等措施进行巷道加固；
2、采用注浆土钉墙、顶板悬挂法等支护方式强化巷道顶部；
3、采用挖掘-支护-回填法或加固悬殊巷道支护的方法进行巷道合理断面调整；
4、通过模型试验、数值模拟等手段，优化设计支护方案；
5、定期进行巷道地质环境监测和预警，以及实施应急处置。
四、技术比较分析
上述技术各有优缺点。首先，对于深井高围压巷道底臌的治理，首要考虑的是支护措施的可行性和有效性。不同的支护措施在不同臌型的治理中具有不同的适用性和效果。例如，钢管支护在底臌中效果明显，但在中部臌中的效果较差。
其次，对于不同的支护措施，需要考虑其实施成本和工期情况。一般而言，采用注浆土钉墙、顶板悬挂法等技术的费用相对较高，同时需要较长的工期。相比之下，采用锚杆、高压水射流等技术的实施成本较低，工期也相对较短。因此，在实际施工中，需要根据现场具体情况进行选择。
最后，需要根据巷道面积、支护物料选取等不同情况对支护措施进行考虑。支护物料不同所产生的效果也不同。例如，砂浆作为常见的支护物料，其施工困难、震动大等缺点也大大限制了其在深井高围压巷道底臌治理中的应用。
五、未来发展方向
目前，深井高围压巷道底臌是国内煤炭行业的重要问题之一。针对这一问题，国内外学者们已经开展了大量的研究。未来，针对深井高围压巷道底臌的研究方向主要包括以下几个方面：
1、深入研究巷道地质环境特征及其对臌型形成的影响机制；
2、探索使用新型支护材料及技术的可行性及效果；
3、结合智能化技术，建立巷道地质环境监测系统及预警机制；
4、推广应用数字化设计及预测方法，提升支护方案设计及预警效果。
六、结论
本文对深井高围压巷道底臌的成因及特征进行了分析，介绍了常用的治理技术，并对其优缺点进行了比较和分析。建议在实际的工程处理中，应根据现场实际情况选择合适的支护方式，并结合各种技术的优缺点进行选择。同时，未来在治理技术研究方面，应注重新技术的应用及其可行性研究，并结合智能化技术，建立健全的监测系统及预警机制。