采矿工程中煤矿深部岩巷围岩稳定研究范文

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摘要:

采矿工程中煤矿深部岩巷围岩的稳定性和支护关乎煤矿相关产业的发展，本文通过对控制围岩稳定性关键的介绍分析了控制围岩稳定性的支护技术。

关键词:

围岩稳定性;支护技术

随着我国工业发展对煤矿资源需求的不断增加，煤矿资源的开采深度越来越深入，在开采由浅入深的情况下巷道常常会变形或底鼓，这都大大影响了巷道围岩的稳定性，也给开采工作带来不安全因素。控制围岩的稳定性是保证煤矿开采顺利进行的要求。影响围岩稳定性的主要是围岩的结构面，因此，控制围岩稳定性要求对围岩的结构面和应力状态进行研究。随着煤矿深挖的进行，围岩体所受的应力状态发生变化，应力变化后会使围岩的劣化程度变快，围岩体产生裂缝会不断扩散，从而影响到围岩的稳定性。因此，保护围岩的稳定性要求在深部煤矿开采中注意做好支护工作。对围岩稳定性进行支护也需要遵循一定的原则，在科学合理性的基础上进行。

1控制围岩稳定性的关键

1．1围岩周围应力的减小控制围岩稳定性的要从围岩的实际情况出发，针对煤矿中的高应力巷道，如果单从围岩性质着手单纯地采用支护手段则可能难以有效控制巷道围岩变形，同时单纯的以支护技术采用为方法也可能带来形成较高的支护成本。因此，对围岩稳定性控制中的围岩应力减小方向采取措施时要注重从围岩应力转移的角度出发，从而有效控制围岩稳定性。减小围岩应力的方法具有科学合理性，它是在现阶段采矿技术的基础上进行合理化改进，在相应的位置构建围岩软弱区对巷道围岩的应力进行转移，从而实现巷道围岩稳定性的控制。

1．2增强围岩强度增强围岩的强度关键在于锚杆，在整个的支护措施中锚杆就是起到增强破碎围岩巷道的围岩强度，在锚杆支护能力提高的情况下锚固体的极限强度更大，锚固体的残余强度也更大，从而在此基础上提高了巷道围岩的支护能力，起到有效控制围岩稳定性的效果。增强围岩强度还要注意到对破碎深部岩巷围岩的注浆加固，对破碎围岩的加固可以有效提高锚杆锚固体以及岩体的强度，在注浆时起到隔绝空气和水的效果可以防止围岩收到空气和水的侵蚀，从而起到有效收稿日期:2016－01－08作者简介:杜剑(1984－)，河南新安县人，毕业于河南理工大学采矿工程专业，助理工程师，义马煤业集团公司总调度室工作。的支护加固效果。在对围岩进行强度增加时要更多注重关键部位的加固，对关键部位进行注浆或者支护加强可以提高锚杆锚固体以及围岩的残余强度，从而有效减缓岩体的变形和破碎，进而起到控制围岩稳定的效果，围岩加固的关键部位在两帮和底角。

1．3发挥围岩本身承载能力在控制围岩稳定性时应该围绕着发挥围岩本身承载能力来进行，这种要求下主要分全断面支护、可缩性支护和二次支护三种。在全断面支护中要求对煤矿深部巷道的围岩的支护做到全方位的要求，因为支护中需要承受的荷载压力都是来自于围岩变形造成的，因此支护需要对巷道的四周全方位进行，对底板的支护也很关键，否则可能会造成底鼓导致整体支护结构的承载能力不足，难以形成有效支护。可缩性支护时针对于当围岩变形压力过大时刚性支护无法适应，难以起到承载效用。巷道支护主体结构采用可缩性支护可以在围岩变形压力过大时，通过可缩让压进而减小支护受力达到稳定支护的效果。对巷道围岩进行二次支护是保持围岩稳定性的要求，由于围岩变形的速度快和巷道变形大的原因，对围岩进行一次支护难以具有持久支护的效应，因此要求进行二次支护。对围岩的二次支护要根据工程监测数据分析结果以最有效的支护时间实施。

2煤矿深部岩巷稳定性控制支护技术

2．1锚杆支护技术锚杆支护技术的关键在于锚杆所具备的四个方面的特性，在锚杆支护技术实施中要从锚杆特性着手针对性地进行支护措施实施。高预拉力、高强度、高刚度和高锚固点在锚杆支护技术应用中具有不同的作用。在预拉力提高到一定程度时，可以在减小或锚固范围内的岩层离层的同时，在巷道顶板形成梁结构或在整个巷道表面形成承载壳结构，从而使巷道上方的应力转移到巷道侧面，起到维护巷道顶板稳定性和对片帮的控制作用。锚杆支护技术的高强度特点可以实现高阻让压的工作状态，对控制围岩稳定性具有实际意义。高刚度材料组件可以促进螺栓载荷的扩散，且可以承受强烈动压的影响，起到对巷道围岩变形的有效控制。

2．2注浆锚索加固注浆锚索加固技术是从实际技术实施中得出的改善围岩物理学性能，提高围岩稳定性的方法。围岩的加固时利用注浆方法把围岩的弱面充实，使其和围岩的岩体胶结成为一个整体，从而提高围岩的整体的稳定性和承受压力的性能。在实际技术的实施中，注浆锚索加固在起到应有效果的同时还可以降低支护成本。通过对支护体不同部位的注浆加固可以起到不同的作用，注浆锚索具有密封围岩缝隙使其隔离空气和水的作用，还可以将松散破碎围岩胶结提高围岩整体性稳定性的优点;注浆锚索加固可以使荷载均匀作用在喷层和支架上能够承受应力集中带来的压力;对围岩缝隙的充填形成多层组合拱结构，起到扩大承载有效范围提高承载能力的作用;注浆锚索加固可以使锚杆变长使多层组合拱形成整体，提高支护结构的稳定性;注浆的方法会使支护结构面加大，降低了整个支护结构中产生的应力，可以承受更大荷载，提高了支护结构的稳定性和承受能力。

2．3底板主动卸压卸压槽的方向、深度、宽度和形状与开巷的间隔时间都能使影响卸压能力的因素，底板主动卸压技术的应用主要是通过地板中部卸压槽使底板应力分布产生改变，使底板应力想围岩深层转移，这种方法可以使巷道浅部围岩承受的应力减少，通过浅部围岩承受应力的减小可以起到控制巷道变形和毁坏，使巷道围岩的承受能力得到增加。这种情况是巷道围岩深部承载力得到调动，从而使巷道围岩的承载力得到加强。

2．4岩巷帮顶协同支护在巷道围岩稳定控制的支护技术中，岩巷帮顶协同技术是通过深部岩巷帮顶实现的，巷道围岩的协同支护理论是对围岩锚固理论、围岩支护理论和围岩承载机理理论和技术的吸收和改善，同时，围岩帮顶协统支护是基于协同的基本原理和方法进行的，在实际的实施中，使各个子系统之间和子系统内部的协同作用得以利用从而产生岩巷帮顶协统支护技术。通过巷道围岩支护系统中各个子系统之间和子系统内部的协同为目标进行锚固参数在设计上的优化，从而提高锚固构件和整个锚固结构的物理学性能，达到协同支护的效果，使巷道围岩锚固结构的应力状态得到有效改善，从而使巷道围岩的应力集中减少使围岩较大变形也得以减少。在深部岩巷帮顶协同技术的基础上可以有效达到提高围岩锚固结构承载能力的目的，同时可以提高锚固结构抗变形的能力和整体结构的稳定性，进而提高巷道围岩稳定技术实施的效果给整个支护技术的实施提供技术上的支持。

3结语

现阶段，对煤矿深度岩层的开采要求深度岩层巷道围岩具有一定的稳定性，这样才能保证煤矿开采工作的顺利进行。对围岩稳定性的控制要在一定的原则基础上进行，需要注重围岩稳定控制中的关键点以及围岩稳定控制支护技术，才能使巷道围岩稳定性有一定保障。

参考文献:

［1］王建峰，张洪亮．煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术［J］．科技传播，2011，16:152+159．

［2］赵伟，等．深部岩巷主动支护及围岩稳定性控制技术研究［J］．中州煤炭，2015，02:49－52．

作者：杜剑 单位：义马煤业集团公司