回采巷道破壞機理及支護論文
摘要：煤礦回采巷道變形會(huì )嚴重影響煤礦的正常開(kāi)采工作，甚至威脅到煤礦員工的生命安全，回采巷道服務(wù)時(shí)間較短，一般在0.5~1.5 a。巷道主要受回采工作面的動(dòng)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(guān)鍵詞：回采巷道;安全;變形分析;支護
中圖分類(lèi)號：TD350.1 文獻標志碼：A 文章編號：1674-8646(2014)02-0075-01煤礦回采巷道除了是煤礦開(kāi)采工作服務(wù)的道路，還是煤礦開(kāi)采工人的生命通道，因此煤礦回采通道的整體完整、巷道通風(fēng)、承重能力方面非常重要。煤礦單位也非常重視煤礦回采巷道的安全性和使用完整性。
1 煤礦回采巷道變形機理分析及其特點(diǎn)
1.1煤礦回采巷道變形機理分析
當煤礦回采巷道出現變形時(shí)，會(huì )出現以下幾方面問(wèn)題：
其一，煤礦回采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(fā)生變形。
其四，出現爬行巷道。
其五，巷道的支護形態(tài)發(fā)生改變等等。
1.2 煤礦回采巷道出現變形時(shí)所表現的特點(diǎn)
其一，針對同一煤礦回采巷道而言，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，回采巷道不會(huì )出現明顯的變形，即使有變形情況，相對來(lái)說(shuō)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，這種回采巷道保持完好性較高。在生產(chǎn)過(guò)程中，基本不需要再維修。而處在地質(zhì)、巖體復雜的煤層中時(shí)，其穩定性就會(huì )下降，因此它的維護量會(huì )偏大。
其三，處于整個(gè)煤礦上分層的回采巷道和下分層銹結假頂下的回采巷道相比，煤礦上分層的回采巷道容易保存且出現變形的幾率較小。
其四，在煤礦回采巷道中，巷道的采空區最容易發(fā)生變形破壞，安全隱患也隨之出現，而巷道兩側均為實(shí)體煤時(shí)，就不易發(fā)生變形，甚至可以長(cháng)期保持。
其五，在同一煤礦回采巷道內，容易變形破壞的區段是受采動(dòng)影響的區段。
2 影響煤礦回采巷道變形的因素
2.1 圍巖應力影響
在煤礦的回采巷道中，圍巖的變化對回采巷道有很大影響，尤其是圍巖應力，它的變化與回采巷道有著(zhù)密切的聯(lián)系，如果圍巖應力在圍巖的極限范圍內，也就是說(shuō)圍巖應力非常小時(shí)，回采巷道就很穩定，也是相對安全的狀態(tài)，這時(shí)不用采取任何支護方法。但是當圍巖應力超過(guò)圍巖的極限范圍，也就是圍巖應力過(guò)大時(shí)，圍巖的彈性就會(huì )消失不見(jiàn)，從而出現一種新的狀態(tài)——塑性狀態(tài)，塑性狀態(tài)有它的塑性范圍，圍巖所處的塑性范圍被稱(chēng)為塑性區，再加上外力的共同作用，很容易發(fā)生塑性變形，這樣，煤礦回采巷道就會(huì )出現變形破壞。
2.2重疊支撐壓力影響
當煤礦回采巷道出現一側已經(jīng)被采空的情況時(shí)，煤礦不斷的開(kāi)采，巷道隨之前移，這時(shí)煤礦回采巷道就會(huì )處于采空區的支撐力和煤礦開(kāi)采時(shí)的超前支撐力兩種壓力下，開(kāi)采面產(chǎn)生的超前支撐壓力會(huì )隨著(zhù)開(kāi)采面轉移而轉移，因此在煤層采空區一旦出現凸出的拐角，就會(huì )產(chǎn)生高于原巖應力5倍左右的重疊支撐壓力。這種情況下，煤礦回采巷道就會(huì )出現嚴重的變形。
2.3巷道支護影響
在已知的煤礦回采巷道支護中，煤礦單位普遍采用兩種支護，一種是U型鋼拱形可縮性支架支護，另一種是錨桿金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，這里的錨桿金屬網(wǎng)支護一般用的回采巷道所處巖石堅硬、頂板相對完整的上分層巷道或者單一的回采巷道中。這種回采巷道在生產(chǎn)工作中大多情況下不會(huì )出現變形。而U型鋼拱形可縮性支架一般用的回采巷道頂板有破裂、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(huì )在采動(dòng)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(huì )出現壓彎，這時(shí)就應及時(shí)退出巷道，當壓力大的'情況下還會(huì )出現斷裂、卡子壓斷的情況，失去其可縮性和支撐能力。但在下分層回采巷道中，巷道會(huì )受到煤礦的采動(dòng)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范圍，鋼梯支架就會(huì )發(fā)生嚴重的變形，鋼梯支架的底部支架會(huì )向巷道中間擠出，木支架會(huì )在壓力作用下發(fā)生折斷。這種情況不利于煤礦開(kāi)采工作的進(jìn)行，更會(huì )威脅到煤礦工人的生命安全。
3 煤礦回采巷道支護
A.煤礦回采巷道在工作中，會(huì )受到兩方面的壓力。一方面是采動(dòng)壓力，另一方面是相鄰采空區殘余支撐力，這兩方面壓力會(huì )導致煤礦回采巷道出現變形等情況。為了能夠防止回采巷道在工作中不會(huì )出現變形和破壞，就要對回采巷道進(jìn)行支護維修管理，增加其安全性能和使用壽命。另外加強支護還要滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件。
其一，要縮小塑性區的擴展范圍。
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(shí)不要讓巷道內的基本支架受到影響。
其四，支護時(shí)不能影響到巷道的正常使用。
其五，支護要做到經(jīng)濟、方便。
其六，支護范圍要根據地質(zhì)條件和支護的形式而定。
B.煤礦回采巷道所用支護的方式，要根據上面的六項原則并且結合煤礦的實(shí)際情況而定。這種支護的作用是將無(wú)加強支護時(shí)“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?chē)?/p>
其二，有效地減少塑性區的擴展區域，使回采巷道的周邊位移逐漸減少。
其三，這種支護體系方便、經(jīng)濟，而且不會(huì )影響到回采巷道的使用。
參考文獻：
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作者簡(jiǎn)介：徐濤( 1982-)，男，黑龍江樺楠人，碩士，講師，從事圍巖控制技術(shù)研究。
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