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油页岩矿松软破碎围岩巷道变形机理及控制技术 1.引言 油页岩是一种含有大量有机质的泥岩,具有优异的气体储量和产气能力。在矿井开采过程中,油页岩围岩较为松软,易受外力影响而导致巷道变形失稳,给生产带来许多困难和危害。因此,探索油页岩巷道变形机理及控制技术,具有重要的实际意义。 2.油页岩巷道变形机理 2.1巷道变形分类 根据塑性变形的程度,可以将巷道变形分为弹性变形和塑性变形。其中弹性变形是指受到外力作用后,在移除外力后能恢复到原始状态,不会导致巷道失稳;而塑性变形则是指受到外力作用后,巷道中的岩石发生塑性流动,从而导致巷道无法恢复到原始状态,形成塑性变形,进而导致围岩失稳。 2.2影响巷道变形的因素 1)地质因素。油页岩的物理和力学特性受到其成因、构造背景、化学组成等多种因素的影响。其中,页岩脆性以及与生烃的关系在巷道变形中起着至关重要的作用。 2)工程因素。巷道的断面形状、支护方式以及施工工艺等方面的不同,都会对巷道变形产生影响。 3.油页岩围岩巷道变形机理 3.1弹性变形机理 在油页岩巷道开采过程中,巷道会受到多种力的作用,如重载、温度、岩层沉降和支护力等。由于岩石的弹性本质,巷道中的岩石会表现出弹性变形的特性。当受到外力作用后,岩石会承受应力,并导致应变产生,各个岩层之间的应力分布逐渐趋向平衡状态,从而引起的巷道的微小变形,一般可以通过巷道支护的加固来弥补这种变形,从而确保了巷道的稳定性。 3.2塑性变形机理 当油页岩巷道受到长期地或强烈的外部应力作用,岩石会发生塑性流动,并导致塑性变形。塑性变形不仅会引起巷道形变的现象,还会导致巷道失稳。塑性变形的机理包括弹性变形突变、岩层断裂方向的变化等多种因素。在巷道开采中,应确保对巷道围岩和压力的稳定控制,以减小巷道失稳风险。 4.工程控制技术 4.1巷道断面形状 巷道断面的形状与几何结构对围岩变形的控制起着关键性的作用。在油页岩开采中,一般采用半圆形或梨形断面,以减少巷道变形速度。 4.2巷道支护方式 巷道支护方式的选择取决于巷道围岩的力学性质和巷道稳定状态,可以采取钢筋混凝土加喷浆法、锚杆加喷浆法等多种方法。 4.3巷道施工顺序 油页岩支护施工时,应按照次序一步步进行,避免过度施工。另外,在施工中应及时发现问题并采取控制措施。 5.结论 巷道变形对巷道稳定性具有重要影响,需要通过控制巷道配置、支护和施工过程来减小其变形,确保油页岩开采过程的安全性和稳定性。需要在实际工程中进行充分的应用和研究,以提供更好的控制方案。