摘要：為消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，設(shè)計(jì)在兩順槽煤巷下的巖層中各布置兩條底板抽放巷，深部礦井底板抽放巷受多種因素影響巷道壓力變大產(chǎn)生離層，通過對(duì)不同頂板離層現(xiàn)象的總結(jié)，分析了頂板離層產(chǎn)生的方式及與各參數(shù)的關(guān)系，對(duì)生產(chǎn)中頂板離層控制進(jìn)行指導(dǎo)，保障職工生命安全。

關(guān)鍵詞：底板抽放巷 離層 分析 預(yù)防

義煤集團(tuán)孟津煤礦位于河南省孟津縣橫水鎮(zhèn)境內(nèi)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.2Mt/a礦井地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層埋藏深，賦存瓦斯量大，具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，為消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，設(shè)計(jì)在兩順槽煤巷下各布置兩條底板抽放巷，深部礦井由于壓力大容易變形產(chǎn)生頂部離層，巷道頂板的離層一般不易被察覺，但其潛在危害大，頂板離層造成圍巖垮落傷人，關(guān)系到職工的人生安全，以及生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行，以下對(duì)發(fā)生頂板離層現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析及采取相應(yīng)預(yù)防措施。

一、頂板離層產(chǎn)生原因分析

（一）圍巖力學(xué)性質(zhì)及巷道斷面影響

圍巖力學(xué)特性對(duì)巷道穩(wěn)定性有重要影響，圍巖強(qiáng)度越高，巷道的變形越小，巷道越穩(wěn)定。在煤礦生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)驗(yàn)表明，頂?shù)装逡平孰S圍巖強(qiáng)度的增加而降低。當(dāng)強(qiáng)度低于30MPa時(shí)，頂?shù)装逡平孰S強(qiáng)度的降低而急劇增加。當(dāng)強(qiáng)度大于某一值50mpa時(shí)，頂?shù)装逡平孰S強(qiáng)度的變化不明顯。合理選擇巷道斷面對(duì)頂板的控制有很大影響，巷道斷面越大越不利頂板的穩(wěn)定性，不合理的斷面容易在巷道兩側(cè)產(chǎn)生高應(yīng)力集中和剪切力，穩(wěn)定性差。

（二）由于水平應(yīng)力作用而產(chǎn)生的頂板離層

（三）巖層本身賦存條件的影響

巷道頂板各分層的巖性、厚度、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度對(duì)頂板的穩(wěn)定性有很大影響，在巷道頂板巖性一定的情況下，分層厚度、層節(jié)理裂隙距離越大，發(fā)生離層的可能性越小。

特殊的地質(zhì)構(gòu)造如斷層，褶皺、破碎帶等，這些巖層都受過嚴(yán)重地壓沖擊或擠壓而成，巖層構(gòu)造裂隙也比較發(fā)育，巷道圍巖的變形和破環(huán)強(qiáng)烈，如果受到采動(dòng)影響巖層極易發(fā)生離層，在特殊的地質(zhì)巖層中很容易導(dǎo)水，當(dāng)水滲入巖石中（底抽巷主要巖性為易膨脹泥巖），巖石的體積發(fā)生膨脹，離層出現(xiàn)逐漸加劇，這種對(duì)巖層的破壞是永久的，再受到一定外力作用會(huì)發(fā)生更嚴(yán)重的離層。

二、預(yù)防頂板離層的方法

（一）加強(qiáng)對(duì)巷道頂板的維護(hù)，采用合理支護(hù)方式。

錨桿支護(hù)理論一般分為懸吊理論、松動(dòng)圈理論、組合拱理論和組合梁理論，在頂板支護(hù)過程中，錨桿的型號(hào)、間距、排距、長(zhǎng)度、安裝質(zhì)量等對(duì)巷道頂板的控制至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)中要綜合考慮支護(hù)成本和支護(hù)質(zhì)量，最大程度的滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的要求，提高錨桿的錨固力可以增加巖層錨固體的整體性，從而根本上改善巖體的承載性能，使巷道頂板由不穩(wěn)定向穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。高強(qiáng)度的應(yīng)力支護(hù)可以改善頂板的應(yīng)力狀態(tài)，消除頂板的中部的拉應(yīng)力區(qū)，同時(shí)減弱巷道兩個(gè)頂角的剪切應(yīng)力集中程度。

（二）做好對(duì)頂板的監(jiān)測(cè)工作。

引進(jìn)先進(jìn)的巷道礦壓觀測(cè)機(jī)具，如頂板離層儀、錨索測(cè)力計(jì)等，以加強(qiáng)對(duì)巷道圍巖變形觀測(cè)，根據(jù)礦壓觀測(cè)機(jī)具的各項(xiàng)參數(shù)變化，及時(shí)調(diào)整加強(qiáng)支護(hù)，確定支護(hù)質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求，平時(shí)做好監(jiān)測(cè)記錄，發(fā)現(xiàn)頂板下沉，應(yīng)該及時(shí)處理。特殊頂板情況應(yīng)該采取特殊的支護(hù)方式，如遇到斷層，交叉巷道等，采用架棚或錨索梁的支護(hù)方式加固頂板，有效控制其下沉。

（三）合理選擇巷道斷面對(duì)頂板的控制有很大影響。

巷道斷面越大越不利頂板的穩(wěn)定性，巷道的形狀中拱形斷面穩(wěn)定性最好，通過對(duì)我礦特有地質(zhì)條件分析，選擇拱形斷面能使巷道圍巖受力均勻，巷道圍巖與錨桿、網(wǎng)等形成強(qiáng)化后的共同體，抵抗外載能力得到顯著提升，有利于巷道頂板的維護(hù)。

三、結(jié)論

當(dāng)考慮采礦活動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)離層形成之后，其離層大小受采礦活動(dòng)的影響可劃分為3個(gè)階段：即掘進(jìn)階段、掘進(jìn)之后回采之前和回采階段。在掘進(jìn)階段，巷道頂板的軟弱巖層。不同巖層的界面和掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力集中是導(dǎo)致離層的主要因素。

在掘進(jìn)之后和回采之前，巷道頂板的離層主要是由于泥巖層和煤層受水影響及水平應(yīng)力造成的。

在回采階段，巷道周邊應(yīng)力急劇增加對(duì)巷道頂板軟弱巖層及不穩(wěn)定界面產(chǎn)生影響是導(dǎo)致頂板離層的主要原因。

通過有效合理的支護(hù)形式，選擇合理的斷面，加強(qiáng)對(duì)頂板的檢測(cè)工作，在不同時(shí)期考慮頂板離層的主要影響因素，將離層因素降到最低，巖體所受應(yīng)力能夠均勻的分布，達(dá)到新的平衡狀態(tài)，避免頂板離層的產(chǎn)生。通過對(duì)頂板離層因素的分析和預(yù)防措施的探討，對(duì)預(yù)報(bào)和避免頂板事故的發(fā)生進(jìn)而指導(dǎo)安全生產(chǎn)具有較大的意義。

（作者單位：義馬煤業(yè)集團(tuán)孟津煤礦有限公司）

參考文獻(xiàn)：

[1]錢鳴高.巖層控制的關(guān)鍵層理論[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 2000.10.

[2]張農(nóng)主.錨桿支護(hù)應(yīng)用中的幾個(gè)技術(shù)問題[J].煤礦支護(hù)，1999.

[3]劉志磊.煤礦技術(shù)大百科[M].銀聲音像出版社 2004.03.

[4]陳炎光，陸士良主編.中國(guó)煤礦巷道圍巖控制[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1994.