回采巷道破坏机理及支护论文

2021-04-25 论文

　　摘要：煤矿回采巷道变形会严重影响煤矿的正常开采工作，甚至威胁到煤矿员工的生命安全，回采巷道服务时间较短，一般在0.5~1.5 a。巷道主要受回采工作面的动压影响和相邻工作面顶板压力两方面的影响，这两方面影响使得巷道围岩变形，维修困难。

　　关键词：回采巷道;安全;变形分析;支护

　　中图分类号：TD350.1 文献标志码：A 文章编号：1674-8646(2014)02-0075-01煤矿回采巷道除了是煤矿开采工作服务的道路，还是煤矿开采工人的生命通道，因此煤矿回采通道的整体完整、巷道通风、承重能力方面非常重要。煤矿单位也非常重视煤矿回采巷道的安全性和使用完整性。

　　1 煤矿回采巷道变形机理分析及其特点

　　1.1煤矿回采巷道变形机理分析

　　当煤矿回采巷道出现变形时，会出现以下几方面问题：

　　其一，煤矿回采巷道的断面面积减少。

　　其二，受压力影响作用，巷道支架出现挤压变形甚至断裂。

　　其三，拱形、工宇钢梯支架发生变形。

　　其四，出现爬行巷道。

　　其五，巷道的支护形态发生改变等等。

　　1.2 煤矿回采巷道出现变形时所表现的特点

　　其一，针对同一煤矿回采巷道而言，拱形支架支护和工字钢梯支架支护相比，拱形支架支护效果好，回采巷道不会出现明显的变形，即使有变形情况，相对来说也不算严重。

　　其二，针对煤矿回踩巷道的稳定性而言，煤层单一、顶底岩性坚硬，煤层也相对稳定，这种回采巷道保持完好性较高。在生产过程中，基本不需要再维修。而处在地质、岩体复杂的煤层中时，其稳定性就会下降，因此它的维护量会偏大。

　　其三，处于整个煤矿上分层的回采巷道和下分层锈结假顶下的回采巷道相比，煤矿上分层的回采巷道容易保存且出现变形的几率较小。

　　其四，在煤矿回采巷道中，巷道的采空区最容易发生变形破坏，安全隐患也随之出现，而巷道两侧均为实体煤时，就不易发生变形，甚至可以长期保持。

　　其五，在同一煤矿回采巷道内，容易变形破坏的区段是受采动影响的区段。

　　2 影响煤矿回采巷道变形的因素

　　2.1 围岩应力影响

　　在煤矿的回采巷道中，围岩的变化对回采巷道有很大影响，尤其是围岩应力，它的变化与回采巷道有着密切的联系，如果围岩应力在围岩的极限范围内，也就是说围岩应力非常小时，回采巷道就很稳定，也是相对安全的状态，这时不用采取任何支护方法。但是当围岩应力超过围岩的极限范围，也就是围岩应力过大时，围岩的弹性就会消失不见，从而出现一种新的状态——塑性状态，塑性状态有它的塑性范围，围岩所处的塑性范围被称为塑性区，再加上外力的共同作用，很容易发生塑性变形，这样，煤矿回采巷道就会出现变形破坏。

　　2.2重叠支撑压力影响

　　当煤矿回采巷道出现一侧已经被采空的情况时，煤矿不断的开采，巷道随之前移，这时煤矿回采巷道就会处于采空区的支撑力和煤矿开采时的超前支撑力两种压力下，开采面产生的超前支撑压力会随着开采面转移而转移，因此在煤层采空区一旦出现凸出的拐角，就会产生高于原岩应力5倍左右的重叠支撑压力。这种情况下，煤矿回采巷道就会出现严重的变形。

　　2.3巷道支护影响

　　在已知的煤矿回采巷道支护中，煤矿单位普遍采用两种支护，一种是U型钢拱形可缩性支架支护，另一种是锚杆金属网联合支护，这里的锚杆金属网支护一般用的回采巷道所处岩石坚硬、顶板相对完整的上分层巷道或者单一的回采巷道中。这种回采巷道在生产工作中大多情况下不会出现变形。而U型钢拱形可缩性支架一般用的回采巷道顶板有破裂、有轻微脱落，矿压明显的下分层中。如果U型钢拱形支架的`可缩性不适合围岩变形或者固定的卡子强度达不到标准，就会在采动压力和围岩应力的双重压力下，U型钢拱形可缩性支架弱面处就会出现压弯，这时就应及时退出巷道，当压力大的情况下还会出现断裂、卡子压断的情况，失去其可缩性和支撑能力。但在下分层回采巷道中，巷道会受到煤矿的采动压力和巷道围岩应力两种压力的共同作用。这样，所受压力就超出了巷道支架的承受范围，钢梯支架就会发生严重的变形，钢梯支架的底部支架会向巷道中间挤出，木支架会在压力作用下发生折断。这种情况不利于煤矿开采工作的进行，更会威胁到煤矿工人的生命安全。

　　3 煤矿回采巷道支护

　　A.煤矿回采巷道在工作中，会受到两方面的压力。一方面是采动压力，另一方面是相邻采空区残余支撑力，这两方面压力会导致煤矿回采巷道出现变形等情况。为了能够防止回采巷道在工作中不会出现变形和破坏，就要对回采巷道进行支护维修管理，增加其安全性能和使用寿命。另外加强支护还要满足以下几个条件。

　　其一，要缩小塑性区的扩展范围。

　　其二，增加塑性区围岩的强度，提高围岩的自身承受能力。

　　其三，支护时不要让巷道内的基本支架受到影响。

　　其四，支护时不能影响到巷道的正常使用。

　　其五，支护要做到经济、方便。

　　其六，支护范围要根据地质条件和支护的形式而定。

　　B.煤矿回采巷道所用支护的方式，要根据上面的六项原则并且结合煤矿的实际情况而定。这种支护的作用是将无加强支护时“支架——围岩”的作用体系升级为“支架——加强层——围岩”的共同体系，这种体系的具体表现。其一，改善了支架的受力情况，使支架的受力均匀作用在基本支架周围。

　　其二，有效地减少塑性区的扩展区域，使回采巷道的周边位移逐渐减少。

　　其三，这种支护体系方便、经济，而且不会影响到回采巷道的使用。

　　参考文献：