【摘 要】著重分析受采動影響的工作面壓力顯現(xiàn)規(guī)律，指出曉南礦在生產(chǎn)過程中巷道動壓的產(chǎn)生對原有巷道的影響，并提出了相應(yīng)的支護措施。

【關(guān)鍵詞】巷道；動壓；支護

1.概述

1.1礦井基本概況

曉南礦于1980年9月28日建成投產(chǎn)，原設(shè)計年產(chǎn)量90萬噸，1990年9月25日，礦 井改擴建為150萬噸現(xiàn)代化大型礦井，2004年正式核定生產(chǎn)能力214萬噸，目前年產(chǎn)量在210萬噸?，F(xiàn)已延深到二水平。由于多年回采、采空區(qū)疊加的動壓影響，直接造成巷道支護和維護十分困難，因此，解決動壓巷道的支護問題成為該礦勢在必行的任務(wù)之一。

1.2礦井壓力顯現(xiàn)特點

巷道在掘進過程中，多數(shù)處于原始應(yīng)力場中的靜壓狀態(tài)，當(dāng)采面形成并進行回采后，破壞了原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，改變了原巖應(yīng)力場中的靜壓狀態(tài)，應(yīng)力值突然增大，引起巖體內(nèi)應(yīng)力的重新分布，巷道原有靜壓狀態(tài)下穩(wěn)定平衡被打破，圍巖發(fā)生顯著變形位移和壓力增大，需要經(jīng)過應(yīng)力重新分布達到新的平衡，巷道圍巖才能重拳穩(wěn)定下來。因此，如果巷道的支護不能適應(yīng)采動影響帶來的應(yīng)力變化的情況，或者不能及時采取相應(yīng)的加固補救措施，則巷道會到不同程度的破壞、或斷面變形、或圍巖松動并失去平衡和穩(wěn)定作用，影響巷道的正常使用。

2.礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律

2.1礦山壓力的主要影響因素

首先是地質(zhì)因素：一般來說，軟巖的強度低，受力后容易產(chǎn)生變形和破壞，巖層的層理、節(jié)理發(fā)育，對其強度影響極大，開掘時容易發(fā)生冒頂；其次是開采深度：上覆巖層重量大，形成的支承壓力就越大，在開采過程中，礦山壓力顯現(xiàn)明顯；三是煤層傾角：生產(chǎn)實踐證明，煤層傾角越小，礦山壓力顯現(xiàn)大，反之，礦山壓力顯現(xiàn)稍?。凰氖巧a(chǎn)因素：生產(chǎn)因素是人為的，主要表現(xiàn)在巷道位置、支護形式、開采順序、工作面推進速度和控頂方法等。

2.2回采工作面集中區(qū)壓力分布特點

在煤層中開掘切眼后，位于切眼上方巖石的支撐點發(fā)生移動，上部巖層的重量將向巷道兩側(cè)轉(zhuǎn)移，使兩側(cè)負(fù)荷增加，形成集中壓力，在集中壓力的作用下，煤幫破壞變形，承載能力降低，高峰壓力即向煤幫深部轉(zhuǎn)移，其抗壓強度也逐漸增加，支承壓力也隨之形成，在采空區(qū)上覆巖體的重量轉(zhuǎn)嫁于采區(qū)四周，形成了各種狀態(tài)的集中壓力帶。

（1）隨著回采工作面的推進，煤炭大量的采出，在采空區(qū)上方形成垮落、斷裂、彎曲下沉而不斷移動超前集中應(yīng)力，在工作面兩側(cè)巖梁的跨度愈演愈烈，老頂就逐漸下沉，這時工作面頂板下沉加快，煤壁片幫嚴(yán)重，支柱受力增大，接著發(fā)生頂板臺階式下沉，這是工作面回采以來老頂?shù)谝淮未笠?guī)模來壓，也叫老頂初次來壓，這時工作面的推進距離在20～35米之間。對我礦多個工作面觀測分析，超前集中壓力在回采工作面前后方的分布大體可分為：不受采動影響的巖石應(yīng)力區(qū)B，可達工作面前方140～200米；受一般動壓影響的動壓區(qū)A，約在工作面前方的25～55米，動壓集中區(qū)A+B，屬應(yīng)力集中程度最高的強烈影響區(qū)，一般位于工作面煤壁前方的30～55米，以最高應(yīng)力峰值KyH為界，應(yīng)力集中系數(shù)K值一般在1.4～3.9左右。

（2）回采工作面初次來壓后，老頂巖梁由雙支承狀態(tài)變?yōu)閼冶跔顟B(tài)，隨差工作面的繼續(xù)推進，老頂懸梁周期性折斷下沉，，工作面周期性的出現(xiàn)頂板下沉加快，煤壁片幫嚴(yán)重，支柱受力增加，頂板為臺階式下沉，這時就出現(xiàn)了回采工作面的周期來壓現(xiàn)象。

總之，礦山壓力的顯現(xiàn)過程是：急劇升高——相對穩(wěn)定——又急劇升高——又相對穩(wěn)定，呈波浪狀態(tài)。

2.3動壓巷道圍巖壓力的顯現(xiàn)特點

在煤（巖）體內(nèi)掘進巷道后，巷道圍巖產(chǎn)生變形、位移、破壞甚至垮落，這時就產(chǎn)生了巷道的地壓現(xiàn)象，它主要表現(xiàn)在巷道的頂壓、側(cè)壓、底壓和巷道斜壓上。

在煤（巖）體中開掘巷道后，巷道上方的煤（巖）體失去了支撐，產(chǎn)生拉應(yīng)力，在拉應(yīng)力的作用下，煤（巖）體產(chǎn)生裂縫相互交錯，使煤（巖）體成為碎塊，這時如果沒有支護，這些碎塊就會掉下，產(chǎn)生冒頂；當(dāng)裂縫繼續(xù)延伸和擴大，達到一定高度并穩(wěn)定形成自然平衡拱后，其自然平衡拱內(nèi)的煤（巖石）重量就全部作用在巷道的支護形式上；與此同時產(chǎn)生的巷道底壓和巷道側(cè)壓也同樣作用于巷道的支護形式上。

3.動壓巷道的支護

由于支動壓巷道要經(jīng)歷由動壓的應(yīng)力狀態(tài)的多次變化，圍巖的壓力、變形、位移也隨著動壓的變化而發(fā)生多次相應(yīng)變化，從平衡到不平衡，最后又趨于平衡，而且變化劇烈，時間短暫，即體現(xiàn)在“急劇升高——相對穩(wěn)定——又急劇升高——又相對穩(wěn)定”的壓力顯現(xiàn)規(guī)律，從而導(dǎo)至巷道圍巖壓力顯現(xiàn)很大，巷道變形嚴(yán)重，維護困難；因此要使圍巖能經(jīng)受住反復(fù)的壓力變化而不松動破裂，就要求支護具有較高的抗變形能力、有較大的剛性和足夠的柔性和可縮性，錨索網(wǎng)噴支護就是具有這種特點。

3.1錨桿支護

動壓巷道采用錨桿支護時，錨桿密度應(yīng)相應(yīng)加大，減少錨桿間圍巖的跨度，使錨桿支護的抗力分布更均勻，減少錨桿間巖石的應(yīng)力和變形，防止其開裂和剝落，這樣，既可以使圍巖更加穩(wěn)固，適應(yīng)動壓的變形位移作用，又可以防止錨空現(xiàn)象，發(fā)揮錨桿的作用。在壓力集中、圍巖強度高的情況下，最好采用錨索支護，以適應(yīng)圍巖變形、位移情況，增大錨桿支護的可縮性，有效地調(diào)整和控制礦山壓力和位移。

錨桿必須有適當(dāng)?shù)?、一定強度的托板和附件相匹配，以便使錨桿固力更能均勻地分布在圍巖中，更好的控制錨桿間巖體的穩(wěn)定。另外，在煤層中掘進的巷道，錨桿托板應(yīng)稍做大些，使錨桿托板更能起到護幫的作用，防止煤壁剝落使托板空懸而影響錨桿的作用。

3.2錨網(wǎng)支護

錨網(wǎng)支護是采用錨桿、鋼筋網(wǎng)或鐵絲網(wǎng)聯(lián)合支護的一種支護方法，它適用于服務(wù)年限較長的巖石動壓巷道，為了減少巷道的維修量，通常把這種支護方法也用于服務(wù)年限較短的煤層動壓巷道中，如回采工作面的上下巷等。

實踐結(jié)果表明，錨網(wǎng)支護結(jié)構(gòu)具有較好的適應(yīng)動壓劇烈變化的能力，適用于圍巖（或煤層）強度低，整體性差，裂隙、節(jié)理發(fā)育，易剝落、片幫、冒頂而自穩(wěn)能力較差的巷道，適用于動壓集中，礦山壓力大、變形位移量大，而且動壓變化劇烈的巖巷、半煤巖巷和煤巷，是動壓巷道的一種主要支護形式。

3.3聯(lián)合支護

當(dāng)巷道過老巷、采空區(qū)及地質(zhì)構(gòu)造帶時，圍巖變形位移嚴(yán)重，動壓集中壓力會明顯增大，這時，單靠錨桿支護或錨網(wǎng)支護仍不能滿足圍巖穩(wěn)定、巷道安全使用的要求時，就可以采用聯(lián)合支護，進一步提高支護的抗壓能力，充分發(fā)揮其單獨的和共同的優(yōu)勢，保證巷道安全正常使用。

4.結(jié)束語

錨桿支護在巷道處于靜壓狀態(tài)時尚能正常安全使用，而在動力作用的影響下，單靠錨桿支護難以維持巷道穩(wěn)定時，則需及時補充傳統(tǒng)支架，形成聯(lián)合支護，以彌補錨桿支護抗力不足的一面，達到巷道的正確維護要求，保證巷道正常安全使用。

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