深部矿井开采中的矿压控制探究范文

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摘要：在分析深部高应力巷道围岩力学特性的基础上，通过数值模拟研究，对比分析不同支护方法在深部高应力巷道支护中的应用效果，并在此基础上结合工程实际，对深部高应力巷道的实际支护作业开展实践分析，希望能为其他矿井相似工程的开展提供借鉴。

关键词：矿井；深部开采；高应力巷道；矿压控制

0引言

煤炭作为中国主要能源储备类型，随着社会发展对能源需求的不断增加，浅层煤炭资源开采日益殆尽，煤炭回采逐渐进入深部回采时期。这使得回采作业时巷道开挖后的围岩应力平衡现象出现严重破坏，尤其是地质构造活动强烈的区域，不仅残余构造应力较大且水平构造应力大于垂直自重应力，使得巷道始终处于高水平地应力状态，一旦不能实现对矿压的有效控制，便会引起巷道变形，严重的甚至会引起冲击地压和岩爆等地质灾害，对井下生产安全有着严重威胁。针对于此，探究深部高应力巷道破坏机制，设计具有针对性的巷道支护技术，对提升矿井现代化生产水平，保证安全生产质量具有积极意义。

1深部高应力巷道围岩力学特性

a)由于岩体处于深部高应力环境中，在巷道开挖后容易出现巷帮变形、底鼓或顶板下沉现象，巷道整体极易出现严重破坏；b)巷道受开挖影响，巷道受力状态出现剧烈改变，巷道围岩发生应力集中，特别是在开挖断面的顶板区域更容易出现应力的显著聚集，且应力聚集区域还会逐渐向未开挖区域扩展；c)巷道开挖完成后，其表面往往会出现严重变形，其中最大变形多发生在底板区域，并且伴随着围岩内部的拓展，其唯一变化量便会逐步缩减。整个巷道的局部围岩受破坏最严重的区域主要为顶底板或巷肩，其随着塑性区的拓展贯通，巷道两帮出现严重收敛并发生持续破坏[1]。

2数值模拟分析

借助现代化数值模拟软件FLAC3D对深部围岩巷道支护技术进行数值研究，通过对不同支护方案的对比分析，探寻最适合深部高应力巷道的支护技术，从而为井下巷道支护的有效开展和生产作业的安全进行提供有力保障。不同支护方案数值模拟定量分析如下：此次数值模拟研究针对锚喷、锚网喷和锚网索喷三种不同的支护方案进行对比分析，为实现对不同支护方案应用效果的对比分析，选取不同支护方案中的底板中部、顶板中部和右帮中部区域10m范围内的围岩变形曲线示意图。

3实践应用分析

以A矿-860m井底车场巷道支护为研究对象，该井底车场处于2#煤层顶板，其周边围岩多为石盒子砂岩含水层和奥陶系灰岩含水层，岩层裂隙发育且存在断层和陷落柱等特殊地质构造，巷道施工与使用中存在发生顶底板或巷帮突水的风险，必须采取有效的支护防护措施[4]。

4矿压监测分析

对巷道开往后支护方案应用的稳定性和有效性进行研究，实现对服务期间巷道围岩变形状况和锚索支护状态的全面了解，针对巷道进行全面矿压监测。在巷道掘设过程时，在设计位置布设矿压监测站点，借助测枪和测杆对巷道围岩表面位移变化进行实时观测[5]。

5结语

井下深部回采作业中，由于岩层始终处于高应力状态下，巷道开挖在导致应力重新分配的同时往往会加剧围岩破碎性，一旦无法实现有效支护必然会导致井下生产作业连续开展的受阻。因此，矿井管理者必须高度重视相关问题，在实际生产中组织专业技术力量，充分结合自身实际，设计具有针对性的深部高应力巷道支护工艺，从而为井下生产作业的安全、持续、高效开展提供有力保障。

参考文献：

［1］乔卫国，宋伟杰，林登阁，等.深部高应力巷道围岩力学特征及稳定性控制技术［J］.中国矿业，2015，24(8)：92-95.

［2］谢生荣，张广超，何尚森，等.深部大采高充填开采沿空留巷围岩控制机理及应用［J］.煤炭学报，2014，39(12)：2362-2368.

［3］张帆舸.深部巷道复合围岩变形特性与耦合控制技术研究［D］.徐州：中国矿业大学，2014.

［4］谢生荣，谢国强，何尚森，等.深部软岩巷道锚喷注强化承压拱支护机理及其应用［J］.煤炭学报，2014，39(3)：404-409.

［5］苏鑫.深部巷道破碎围岩稳定性特征及控制技术研究［D］.太原：太原理工大学，2014.

［6］牛双建，靖洪文，张忠宇，等.深部软岩巷道围岩稳定控制技术研究及应用［J］.煤炭学报，2011，36(6)：914-919.

作者：郝文琦 单位：阳泉煤业集团兴峪煤业有限责任公司