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深部“三软”不稳定煤层煤巷支护与监测技术研究
随着我国煤炭工业的不断发展，深部开采煤层的形势日趋严峻。在煤层深部开采过程中，多个因素会导致煤层岩爆、地压等问题，给煤炭生产带来严峻挑战。其中，深部“三软”不稳定煤层是极具危害性的一种煤层类型。为此，本文从深部“三软”不稳定煤层煤巷支护与监测技术两方面进行研究和探讨。
一、深部“三软”不稳定煤层的特点
深部煤层开采常会遇到“三软”地质条件，即煤层软、顶板软、地基软，其岩体力学特点是破裂面发育、断裂互穿、应力分布不均、易发生岩石贯通、顶板塌陷等，对煤层支护构成了极大的影响和挑战。
深部“三软”不稳定煤层具有以下特点：
1.岩层厚度大、自重大：深部“三软”煤层岩层厚度往往大于10m，自重较大，面临的地压、矿压等压力巨大；
2.岩体应力分布复杂：深部“三软”煤层岩体应力分布不均，同时存在多组不同方向的应力，对钢支撑及锚杆等煤巷支护物质和结构设计提出更高要求；
3.顶板易发生塌陷和煤岩贯通：煤层中的煤和岩石密度差异较大，存在分界面；煤岩贯通不易被察觉，一旦发生煤岩贯通，顶板的稳定性将大受影响。
二、煤巷不稳定因素分析
深部“三软”不稳定煤层煤巷支护首先需要了解煤巷不稳定因素。煤巷不稳定因素主要包括：顶板失稳、煤壁失稳、周围岩体破坏、煤与顶板岩石贯通、煤层瓦斯爆炸等。
1.顶板失稳
顶板稳定性是深部“三软”不稳定煤层煤巷设计施工中的重点之一。虽然钢支撑可以提高巷道的稳定性，但是不能完全避免顶板失稳问题。顶板失稳主要表现为剪切裂缝出现，甚至出现断裂带，对煤巷的安全运营构成直接威胁。
2.煤壁失稳
深部煤层开采时，由于煤体的自重和工作面的惯性力，煤壁常常发生变形、松散和破裂，煤壁围岩支护需要对煤壁失稳进行判断和应对。煤壁失稳主要表现为倾斜、塌陷、翻转等现象，导致煤巷的可用空间减少。
3.周围岩体破坏
深部“三软”不稳定煤层开采过程中，周围岩体与巷道之间的接触面积不断增大，煤巷受到周围岩体应力的作用，轻则造成巷道煤钎、锚杆等支护器件损坏，重则造成巷道失稳，威胁矿工的安全。
4.煤与顶板岩石贯通
深部“三软”不稳定煤层煤巷支护需要特别关注顶板与煤壁之间的岩层贯通问题。一旦顶板与煤壁之间出现煤岩贯通现象，煤层开采显得异常困难，严重危及生命财产安全。
5.煤层瓦斯爆炸
深层煤层开采中，伴随着煤和岩石的破碎和破坏，会释放瓦斯，容易导致瓦斯爆炸。加大煤层开采压力会使得煤与岩体相互挤压，增加煤层瓦斯释放量。煤巷的瓦斯爆炸易发生，一旦发生瓦斯爆炸会造成无法预料的灾害损失。
三、深部煤层煤巷支护技术
为了应对深部煤层开采过程中的不稳定因素，需要采取合理的煤巷支护技术。深部“三软”不稳定煤层的煤巷支护技术方案应考虑：能适应巷道变形，能抵抗不同方向的地压力、能够适应煤巷和巷道变形的协调性、具有适当的预留变形能力等。
1.钢支撑
钢支撑是一种很好的煤巷支护方法，能够有效抵御巷道两侧的压力。然而，钢支撑使用不当会导致在长时间重载的状态下存在弛松现象，使得当运载荷突然减轻时，易发生松散脱层，致使钢支撑抗应力能力降低。
2.锚杆
使用锚杆支护方法能够抵御周围岩石的破坏力度，具有较好的可靠性。锚杆支护要根据地下煤矿工程顶板的特点和煤层厚度等具体情况设计锚孔和锚杆。
3.预制置换法
预制置换法是一种新型的巷道支护方法。该方法使用的预制件和粘结材料具有很高的抗拉强度和维持破坏状态的能力，具有承载能力高、粘结强度好，适应性强等优点。
4.钢框架拱
钢框架拱支护在我国深部煤巷支护方面发展较为迅速。钢框架拱支护的主要优点是轻质化、便于搬运、装配快捷等，同时拱肋与煤巷本体的整体强化作用可以提高煤巷的稳定性和承载力，对于长跨度大断面煤巷的支护，在解决其他煤巷支护方法无法达到的效果。
四、深部煤层煤巷监测技术
监测技术对于煤巷开采的安全非常重要，可掌握煤巷变形、煤岩贯通、应力状态、瓦斯涌出等状况，从而及时进行调整和措施实施。
1.巷道变形监测
巷道的变形情况是监测的重点之一，可以通过现场勘测、激光扫描等先进技术来进行监测，实现对巷道形变的全过程动态监测，获得可靠的变形数据以支持巷道支护措施的设计和评价。
2.应力监测
应力监测是深部“三软”不稳定煤层煤巷支护的重要参数。传感器安装在钢支撑和锚杆等支护材料上，通过测量加在钢支撑和锚杆上的应力来了解领巷稳定性及用力状况，以及巷道的变形情况，为合理设计和调整支护结构提供依据。
3.瓦斯涌出监测
煤层瓦斯涌出是深部煤矿常见安全问题。采用实时监测技术，利用各种数传监测仪等设备可以实现实时监控巷道瓦斯含量异常变化情况，从而及时采取相应的处理措施。
5、结论
为有效解决深部“三软”不稳定煤层煤巷支护问题，需要不断提高煤巷支护技术设计水平和支护材料质量，以降低煤巷失稳的风险。与此同时，需要继续研究和应用先进的