回採巷道破壞機理及支護論文

　　摘要：煤礦回採巷道變形會嚴重影響煤礦的正常開採工作，甚至威脅到煤礦員工的生命安全，回採巷道服務時間較短，一般在0.5~1.5 a。巷道主要受回採工作面的動壓影響和相鄰工作面頂板壓力兩方面的影響，這兩方面影響使得巷道圍巖變形，維修困難。

　　關鍵詞：回採巷道;安全;變形分析;支護

　　中圖分類號：TD350.1 文獻標誌碼：A 文章編號：1674-8646(2014)02-0075-01煤礦回採巷道除了是煤礦開採工作服務的道路，還是煤礦開採工人的生命通道，因此煤礦回採通道的整體完整、巷道通風、承重能力方面非常重要。煤礦單位也非常重視煤礦回採巷道的安全性和使用完整性。

　　1 煤礦回採巷道變形機理分析及其特點

　　1.1煤礦回採巷道變形機理分析

　　當煤礦回採巷道出現變形時，會出現以下幾方面問題：

　　其一，煤礦回採巷道的斷面面積減少。

　　其二，受壓力影響作用，巷道支架出現擠壓變形甚至斷裂。

　　其三，拱形、工宇鋼梯支架發生變形。

　　其四，出現爬行巷道。

　　其五，巷道的支護形態發生改變等等。

　　1.2 煤礦回採巷道出現變形時所表現的特點

　　其一，針對同一煤礦回採巷道而言，拱形支架支護和工字鋼梯支架支護相比，拱形支架支護效果好，回採巷道不會出現明顯的變形，即使有變形情況，相對來說也不算嚴重。

　　其二，針對煤礦回踩巷道的穩定性而言，煤層單一、頂底巖性堅硬，煤層也相對穩定，這種回採巷道保持完好性較高。在生產過程中，基本不需要再維修。而處在地質、巖體複雜的煤層中時，其穩定性就會下降，因此它的維護量會偏大。

　　其三，處於整個煤礦上分層的回採巷道和下分層鏽結假頂下的回採巷道相比，煤礦上分層的回採巷道容易儲存且出現變形的機率較小。

　　其四，在煤礦回採巷道中，巷道的採空區最容易發生變形破壞，安全隱患也隨之出現，而巷道兩側均為實體煤時，就不易發生變形，甚至可以長期保持。

　　其五，在同一煤礦回採巷道內，容易變形破壞的區段是受採動影響的區段。

　　2 影響煤礦回採巷道變形的因素

　　2.1 圍巖應力影響

　　在煤礦的回採巷道中，圍巖的變化對回採巷道有很大影響，尤其是圍巖應力，它的變化與回採巷道有著密切的聯絡，如果圍巖應力在圍巖的極限範圍內，也就是說圍巖應力非常小時，回採巷道就很穩定，也是相對安全的狀態，這時不用採取任何支護方法。但是當圍巖應力超過圍巖的極限範圍，也就是圍巖應力過大時，圍巖的彈性就會消失不見，從而出現一種新的狀態——塑性狀態，塑性狀態有它的塑性範圍，圍巖所處的塑性範圍被稱為塑性區，再加上外力的共同作用，很容易發生塑性變形，這樣，煤礦回採巷道就會出現變形破壞。

　　2.2重疊支撐壓力影響

　　當煤礦回採巷道出現一側已經被採空的情況時，煤礦不斷的開採，巷道隨之前移，這時煤礦回採巷道就會處於採空區的支撐力和煤礦開採時的超前支撐力兩種壓力下，開採面產生的超前支撐壓力會隨著開採面轉移而轉移，因此在煤層採空區一旦出現凸出的拐角，就會產生高於原巖應力5倍左右的重疊支撐壓力。這種情況下，煤礦回採巷道就會出現嚴重的變形。

　　2.3巷道支護影響

　　在已知的煤礦回採巷道支護中，煤礦單位普遍採用兩種支護，一種是U型鋼拱形可縮性支架支護，另一種是錨杆金屬網聯合支護，這裡的錨杆金屬網支護一般用的回採巷道所處岩石堅硬、頂板相對完整的上分層巷道或者單一的回採巷道中。這種回採巷道在生產工作中大多情況下不會出現變形。而U型鋼拱形可縮性支架一般用的回採巷道頂板有破裂、有輕微脫落，礦壓明顯的下分層中。如果U型鋼拱形支架的可縮性不適合圍巖變形或者固定的卡子強度達不到標準，就會在採動壓力和圍巖應力的雙重壓力下，U型鋼拱形可縮性支架弱面處就會出現壓彎，這時就應及時退出巷道，當壓力大的'情況下還會出現斷裂、卡子壓斷的情況，失去其可縮性和支撐能力。但在下分層回採巷道中，巷道會受到煤礦的採動壓力和巷道圍巖應力兩種壓力的共同作用。這樣，所受壓力就超出了巷道支架的承受範圍，鋼梯支架就會發生嚴重的變形，鋼梯支架的底部支架會向巷道中間擠出，木支架會在壓力作用下發生折斷。這種情況不利於煤礦開採工作的進行，更會威脅到煤礦工人的生命安全。

　　3 煤礦回採巷道支護

　　A.煤礦回採巷道在工作中，會受到兩方面的壓力。一方面是採動壓力，另一方面是相鄰採空區殘餘支撐力，這兩方面壓力會導致煤礦回採巷道出現變形等情況。為了能夠防止回採巷道在工作中不會出現變形和破壞，就要對回採巷道進行支護維修管理，增加其安全效能和使用壽命。另外加強支護還要滿足以下幾個條件。

　　其一，要縮小塑性區的擴充套件範圍。

　　其二，增加塑性區圍巖的強度，提高圍巖的自身承受能力。

　　其三，支護時不要讓巷道內的基本支架受到影響。

　　其四，支護時不能影響到巷道的正常使用。

　　其五，支護要做到經濟、方便。

　　其六，支護範圍要根據地質條件和支護的形式而定。

　　B.煤礦回採巷道所用支護的方式，要根據上面的六項原則並且結合煤礦的實際情況而定。這種支護的作用是將無加強支護時“支架——圍巖”的作用體系升級為“支架——加強層——圍巖”的共同體系，這種體系的具體表現。其一，改善了支架的受力情況，使支架的受力均勻作用在基本支架周圍。

　　其二，有效地減少塑性區的擴充套件區域，使回採巷道的周邊位移逐漸減少。

　　其三，這種支護體系方便、經濟，而且不會影響到回採巷道的使用。

　　參考文獻：