煤矿深部巷道围岩控制及支护技术研究.docx

煤矿深部巷道围岩控制及支护技术研究摘要：随着我国煤矿开采深度的不断增加围岩控制及支护技术成为深部巷道开采的聚焦点。因此本文首先简要的阐述了煤矿深部巷道围岩条件及变形特点然后重点分析了煤矿深部巷道围岩稳定性控制措施及支护技术这对煤矿深部巷道安全作业提供了一些指导。关键词：深部巷道；控制措施；支护DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.0690引言据统计我国煤炭埋深大于600米的储量占到总煤炭储量的70%以上煤炭埋深大于1000米的储量占2.95×1012吨占总煤炭储量的53.17%。随着我国能源需求在进一步增加煤矿的开挖深度逐渐向更深部巷道延伸。但是由于开采深度不断加深巷道围岩条件日趋复杂开挖难度日趋增大巷道围岩控制及支护问题日趋困难。因此煤矿深部巷道围岩控制及支护技术成为制约煤矿安全稳定生产的最主要因素。基于这一现状本文首先简要叙述了煤矿深部巷道围岩条件及巷道变形的主要特点继而从围岩强度和围堰内应力两方面入手分析了煤矿深部巷道围岩稳定性的控制原理及相应的围岩支护技术措施以保证煤矿深部开采的有序进行。1煤矿深部巷道开采特点深部巷道围岩条件比较复杂只有充分了解深部巷道围岩性质的变化才能因地制宜进行有效的围岩控制。深部巷道围岩开采过程中会表现出如下特点：与上部围岩相比深部开采巷道围岩密度增加围岩变硬；开挖前岩体处于三向受力状态下由于巷道掘进后周围岩石被开挖相当于卸载致使其压力释放岩体容易破碎导致围岩强度有所下降出现大量细微裂缝围岩软化。开采巷道的变形特点：（1）由于巷道开挖后围岩会发生卸载现象岩体能量突然得到释放使得围岩塑性区和破碎区范围加大巷道两帮移近量大继而两帮高应力传到底板巷道底鼓严重；巷道变形易受扰动对外部环境影响反应十分灵敏外部作用发生变化变化巷道应力、变形均会出现显著改变。（2）巷道围岩变形的时间效应。初期来压时比较快、变形也非常显著如果不采取科学有效的支护措施极易发生冒顶、片帮等现象当围岩变形稳定后围岩则长期处于流变状态。（3）巷道围岩变形的空间效应。深井巷道来压方向大多表现为四周来压不仅是顶板、两帮发生明显的变形和破坏而且底板也会出现较强烈的变形和破坏如果不对底板采取有效控制措施巷道则会发生严重底鼓而强烈底鼓则会加剧两帮和顶板的变形和破坏。（4）巷道围岩变形的冲击性。在有明显的冲击倾向性的巷道中围岩变形有时并不是连续、逐渐变化的而是突然剧烈增加这就导致了巷道断面迅速缩小具有强烈的冲击性。2煤矿深部巷道围岩控制措施针对煤矿深部巷道围岩稳定性会降低这一问题主要是从围岩强度和围岩应力两方面入手进行控制。2.1提高深部巷道围岩强度（1）采用高强支护加固措施在围岩原来的抗剪强度上来强化围岩严格控制围岩沿原生裂隙和次生裂隙发展通过提高支护阻力来减少围岩变形量。（2）由于卸载作用导致围岩破碎区范围加大在控制裂隙继续发展的同时可以采用水泥等高强度材料通过围岩注浆的方法来填充裂隙达到修补裂隙、改善围岩布局、强化围岩的目的。（3）针对巷道两帮移近量大、巷道底鼓严重的现象要改善以往的支护习惯重视顶板支护的同时加强对两帮及底角的支护以降低两帮移近量、巷道底鼓程度维护围岩的自身残余强度。2.2改善围岩应力状态（1）深部巷道挖掘过程中围岩由三向受力转为两向受力围岩从本来的稳定状况转变为非稳定状况。研究表明700米～900米深度的巷道仅表围岩的卸载幅度大约在20MPa巷道周围的应力将会增加约60MPa因此要尽可能回复巷道的法向应力改善围岩应力状态。（2）通过水力割缝、打卸压孔等一系列卸压技术对深部巷道围岩受到的多种形式的压力进行卸压将集中分布的荷载转移到离巷道较远的支撑区减小采动支撑作业对巷道产生的应力降低作用在围岩上的压力。（3）此外统筹规划巷道位置条件允许的情况下将其设在低应力区选择合理的作业时间及先后顺序降低相邻区段作业时带来的的影响也能够提高巷道围岩稳定性。3煤矿深部巷道围岩支护技术煤矿深部巷道围岩支护需要在保持围岩自身残余强度、挥围岩本身承载能力的原则上采取相应的措施来加强围岩强度。综合现有实例及资料研究本文提出了值得注意的几点煤矿深部巷道围岩锚杆支护技术措施：（1）采用锚杆锚喷支护技术锚杆能够对围岩起到相应的支撑作用主动对围墙产生加固效果且能够充分维护围岩自身的承载能力同时喷射混凝土能够对巷道周边进行隔离降低外部因素对围岩强度的影响。（2）采取高强度、大延伸量锚杆支护高强度锚杆能够对围墙起到较大的支护阻力而大延伸量的锚杆允许围岩存在可控制范围内的变形从而降低围岩应力。（3）研究利用围岩支护新技术。在原有支护技术的基础