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关于深井开采巷道围岩控制技术及应用探讨【摘要】随着矿井开采深度的增加煤岩体承受的地应力不断升高深部围岩的物理力学性质较浅部存在差异浅部巷道的围岩控制理论很难适用在深井高地应力条件下的深井巷道。结合深井巷道围岩的特点对巷道围岩的变性特征及围岩支护加固技术进行论述提出了改善围岩受力状态、加强关键部位支护、联合支护的巷道围岩控制方法。【关键词】深井开采；高地应力；巷道围岩控制；支护加固；联合支护绪论我国的能源结构中煤炭占据约70%的比例在今后相当长的时间内煤炭在我国的经济和社会发张中仍具有不可替代的作用。长期的开采活动使得浅部煤炭资源日益匮乏进入深部开采的矿井数量逐年增加据统计埋深大于1000m的煤炭储量占我国煤炭总储量的50%以上。随着开采深度的不断增加地应力不断增大煤岩体所处的环境较为复杂导致了深井开采巷道围岩变形严重收敛变形速度快巷道的稳定性差难于维护。进入深部开采环境后巷道受到高地应力、构造应力、高围压、高孔隙水压作用巷道围岩赋存环境与浅部开采条件相比发生显著变化使得巷道围岩在强度和变形性质上与浅部有着明显的差别。因此对深部开采巷道开挖后围岩变形破坏特征以及对其围岩控制技术进行研究显得尤为迫切。1深部巷道矿压显现的特点（1）巷道围岩应力普遍超过巷道围岩强度特别是在煤层巷道和软岩巷道中无论是大巷还是采准巷道矿压显现都比较强烈。随着采深的增加巷道围岩的物理和力学性质对巷道矿压显现的影响程度随之增大；（2）巷道变形持续时间长在巷道掘进和回采过程中在采动应力的作用下巷道围岩剧烈变形难以维护且当应力运移趋于平缓时巷道围岩的流变仍在不断继续；（3）深部巷道压力具有来压迅猛围岩变形和压力大且巷道四周同时来压以及底板臌起强烈等特点。随采深加大巷道底板更易于臌起而且底臌量在顶底板移近量中所占的比重越来越大。2深部开采巷道围岩变形破坏现象随着我国煤炭开采强度的增大开采深度越来越大矿山井巷道工程及开采作业环境的地应力和构造应力趋于复杂。特别是残余构造应力大的地区大部分岩体在深部高应力状态下表现为大变形、大地压、难支护等特点。2.1巷道变形量大变形速度快持续变形深部高应力条件下巷道承受着很高的应力作用当受到采动影响时围岩变形速度较大尽管随时间推移围岩变形的速度在减慢但围岩变形的速度和围岩的变形量仍居高不下若巷道的变形量超出了支护结构所能承受的变形量时支护结构的支护作用将会失效。因此深井开采下的巷道在巷道开挖的同时应采取有效的支护措施控制围岩的变形保证巷道的安全和稳定。2.2流变已成为深部巷道变形的主要特征进入深部开采以后原岩应力明显增大巷道开挖引起了原岩应力的重新分布同时在高温高地应力高孔隙压力的影响下围岩变形具有明显的流变特性。流变特性包括蠕变、弹性后效、流动等具体表现为结构面的闭合和滑移变形。蠕变是指应力为定值应变随时间的延长而增加的现象；弹性后效是指加载后经过一段时间应变才增加到应有数值的现象是一种延迟发生的弹性变形；流动又有粘性流动和塑性流动是一种随时间延续而发生的永久变形其中粘性流动是指在微小外力作用下发生的永久变形塑性流动是指外力达到围岩屈服极限后才开始产生的塑性变形。当围岩变形达到一定程度以后便会导致巷道失稳破坏。2.3巷道底臌严重深部开采的巷道底臌现象具有普遍性.底臌是巷道围岩在垂直方向变形的主要形式。深部巷道不仅顶板下沉、两帮内移、而且底臌。据国内外部分深井资料的统计分析表明：随开采深度增大易于产生底臌的巷道比重越来越大；底臌量在顶底板相对移近量中所占的比重随开采深度增大而增大。3巷道围岩控制方法围岩的稳定性取决于围岩的强度和变形性质即围岩的力学性质又取决于其所受的应力状态。围岩体由完整岩石骨架和结构组成由于煤矿深部围岩经受了2―3亿年长期地质年代的高压作用岩石骨架致密且坚硬岩体的强度和变形性质主要受结构面控制在围岩力学性质中某些不受应力状态影响如粘结力、内摩擦角等为固有属性；而另一些力学性质则受应力状态的影响如拉压强度、变形模量、泊松比等为非固有属性。控制围岩的稳定性应从改善围岩力学性质和应力状态两方面入手由于围岩的非固有属性受应力状态影响通过改善围岩应力状态能够达到改善围岩非固有属性的目的。3.1合理布置巷道巷道布置在稳定的岩层内巷道方向尽可能与本区最大主应力方向一致减小其应力对巷道的作用；避免开采引起的支承压力的强烈作用将巷道布置在已采的采空区下；采取上部煤层预先开采跨巷回采等方法避开上部开采遗留煤柱的影响且与煤柱边沿保持一定的距离；避免相邻巷道之间的相互影响；合理开采顺序以避免采掘在相邻