摘 要:本文主要對(duì)煤礦軟巖巷道支護(hù)技術(shù)問題進(jìn)行了探討,主要概述的是:軟巖的基本概念和分類以及軟巖的工程特征,并對(duì)煤礦軟巖巷道支護(hù)存在的問題進(jìn)行探討,并根據(jù)存在的問題提出相應(yīng)的對(duì)策。
關(guān)鍵詞:軟巖巷道;聯(lián)合支護(hù);巷道變形;最佳支護(hù)時(shí)間;
文章編號(hào):1674-3520(2015)-04-00-01
一、軟巖的基本概念
(一)軟巖的概念和分類。軟巖主要是指巖體經(jīng)過一定時(shí)期的膨脹、流變、強(qiáng)化風(fēng)蝕等多種多種條件下形成的一種軟弱、破碎的巖石。軟巖可以分為地質(zhì)軟巖和工程軟巖,地質(zhì)軟巖是指這種巖體的強(qiáng)度較低,孔隙相對(duì)來說比較大,而且地質(zhì)軟巖受巖體周圍的切面和風(fēng)化的影響,地質(zhì)軟巖本身含有膨脹性的粘土的礦物。工程軟巖不是本來就存在的,是在一定的工程項(xiàng)目下形成的一種塑性變形的工程巖體,在實(shí)行工程中的作用在巖體上的力的總和是工程力,共同施行的力可以是所受的重力和相作用的水平力,具有顯著的塑造性的,變形量超過了工程設(shè)計(jì)的允許變形值,這樣會(huì)影響工程的正常使用。工程軟巖在一定程度上能夠表現(xiàn)出軟巖的相對(duì)性實(shí)質(zhì),在軟巖的形成過程中,呈現(xiàn)出來的是工程力和巖體強(qiáng)度的之間的作用關(guān)系,在工程力成為特定量的時(shí)候,巖體的特性是不受控制的,也可能呈現(xiàn)出硬巖的特征,也可能呈現(xiàn)出軟巖的特征,但是在工程量的變化下,相同的一種巖石也可能呈現(xiàn)出不同的巖體性質(zhì),可能形成硬巖特征,也可能形成軟巖特征,這樣取決于工程力的高低作用,工程的軟巖和地質(zhì)軟巖的關(guān)系是,工程載荷是相對(duì)于地質(zhì)軟巖來說的,當(dāng)工程載荷比較小時(shí),地質(zhì)軟巖就不能產(chǎn)生塑性,不能稱之為工程軟巖。
(二)軟巖的工程特征。軟巖具有兩個(gè)基本的特征,是軟巖臨界載荷和軟化臨界深度,接下來對(duì)兩個(gè)工程特征進(jìn)行分析:1、軟巖臨界荷載。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)所施加的荷載小于某一荷載水平時(shí),巖石就會(huì)處于一種穩(wěn)定的變形狀態(tài),整體蠕變曲線就會(huì)趨近于某一變形值,不會(huì)再根據(jù)時(shí)間的變化而變化;當(dāng)所施加的載荷大于某一荷載水平時(shí),巖石就會(huì)出現(xiàn)明顯的塑性變化加速現(xiàn)象,產(chǎn)生不穩(wěn)定變形,以上描述中的某一載荷就是軟巖的軟化臨界載荷,即巖石發(fā)生明顯變形的最小載荷。 硬巖和軟巖的區(qū)別就在于巖石所受載荷力的大小是低于還是高于臨界載荷。2、軟化臨界深度。軟化臨界深度是與軟巖臨界荷載相互對(duì)應(yīng)的。軟化臨界深度是一個(gè)客觀量,當(dāng)巷道位置遠(yuǎn)大于某一開采深度時(shí),巷道周圍的巖石就會(huì)發(fā)生明顯的塑性變化,出現(xiàn)大地壓及難以支護(hù)等現(xiàn)象;當(dāng)巷道處于較淺位置,小于某一開采深度時(shí),巖石塑性變化、大地壓等現(xiàn)象明顯消失。這一臨界開采深度就是巖石軟化臨界深度。
二、煤礦軟巖巷道支護(hù)存在的問題
煤礦軟巖巷道的支持保護(hù)工作中,以對(duì)于軟巖回采巷道的支護(hù)工作的開展最為重要。以往對(duì)于煤礦軟巖巷道的支護(hù)工作在認(rèn)識(shí)和方法上存在一定的問題,這些問題是當(dāng)下加強(qiáng)煤礦軟巖巷道支護(hù)工作中亟待解決的。
(一)對(duì)于煤炭軟巖巷道支護(hù)工作的對(duì)策一定要根據(jù)巷道的破壞程度、破壞特征等是實(shí)際情況進(jìn)行選擇,確保所采用的對(duì)策適應(yīng)于軟巖巷道的支護(hù)工作。
(二)煤礦軟巖巷道的支護(hù)工作中,支護(hù)參數(shù)的選擇對(duì)于巷道穩(wěn)定性具有極大的影響。在以往的軟巖巷道的支護(hù)參數(shù)選擇中一般采用工程類比法,但是工程類比法具有其局限性,當(dāng)工程的地質(zhì)條件較為復(fù)雜時(shí),工程類比法是沒用辦法進(jìn)行應(yīng)用的。
(三)對(duì)于煤礦軟巖巷道的支護(hù)工作是與圍巖變形相互協(xié)調(diào)的過程,必要要對(duì)于圍巖的變形機(jī)理進(jìn)行充分深入的研究,在深刻認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,選擇適當(dāng)?shù)能泿r支護(hù)時(shí)機(jī)、支護(hù)模式及確定合適的支護(hù)參數(shù)。
(四)對(duì)于軟巖巷道進(jìn)行支護(hù)工作,不能單純的采用常規(guī)的錨噴支護(hù)、U型鋼支架等方式,這些方式難以控制圍巖軟化等問題引發(fā)的過量變形破壞,所以加強(qiáng)對(duì)于煤礦軟巖巷道支護(hù)工作的對(duì)策分析是非常重要的。
三、煤礦軟巖巷道支護(hù)技術(shù)對(duì)策探討
(一)軟巖巷道支護(hù)的技術(shù)重點(diǎn)。在實(shí)際的煤礦軟巖巷道支護(hù)工作中,由于軟巖的力學(xué)屬性、變形機(jī)制等特點(diǎn),要想對(duì)軟巖巷道成功的實(shí)施支護(hù),就需要對(duì)軟巖類型機(jī)制進(jìn)行確認(rèn),科學(xué)有效的將復(fù)合型轉(zhuǎn)化為單一型,由于軟巖巷道的圍巖并非具有單一的變形力學(xué)機(jī)制,而是同時(shí)具有多種復(fù)雜的力學(xué)機(jī)制,這就需要將復(fù)合型轉(zhuǎn)化為單一型的力學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù),只有采用聯(lián)合支護(hù)的方法,科學(xué)合理地運(yùn)用復(fù)合型向單一型的轉(zhuǎn)化技術(shù),將軟巖變形過程中的每一個(gè)支護(hù)力學(xué)措施的支護(hù)時(shí)間、支護(hù)順序相聯(lián)系,真正符合軟巖巷道圍巖的變形機(jī)制特點(diǎn),確保支護(hù)工作的成功開展。
(二)軟巖巷道的支護(hù)最佳時(shí)間分析。在煤礦中,巷道開挖后周圍的巖應(yīng)力會(huì)重新分布,各種應(yīng)力在巷道中的作用錯(cuò)綜復(fù)雜,其中切應(yīng)力主要集中在巷壁附近,切應(yīng)力的大量集中導(dǎo)致了該區(qū)域的巖層進(jìn)入塑性狀態(tài),形成了塑性區(qū)。塑性區(qū)的出現(xiàn),使得應(yīng)力的集中區(qū)開始往更深處發(fā)展,面對(duì)這種應(yīng)力集中區(qū)域逐步向更深處發(fā)展的趨勢,如果不采取適當(dāng)有效的支護(hù),就容易形成松動(dòng)破壞區(qū)。松動(dòng)破壞區(qū)和塑性區(qū)具有本質(zhì)上的不同,塑性區(qū)還具有一定的承載能力,而松動(dòng)破壞區(qū)已經(jīng)完全送試了承載能力。為了減少松動(dòng)破壞區(qū)的大面積出現(xiàn),避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生,對(duì)于高應(yīng)力軟巖巷道的支護(hù)工作來講,選擇最佳的直呼時(shí)間,最大限度的發(fā)揮塑性區(qū)的承載能力而不至于出現(xiàn)松動(dòng)破壞是非常重要的。所以,選擇最佳的支護(hù)時(shí)間對(duì)于加強(qiáng)煤炭軟巖巷道的支護(hù)效果具有積極作用。
(三)軟巖巷道支護(hù)的對(duì)策分析。在煤炭軟巖巷道的支護(hù)工作中,常規(guī)的支護(hù)方法和單一措施已經(jīng)不能滿足工程的實(shí)際需要,必須要根據(jù)巷道的實(shí)際情況選擇合適的支護(hù)對(duì)策來保障支護(hù)工作的開展進(jìn)行。在巷道中的薄弱環(huán)節(jié),要增加錨梁支護(hù),以保障圍巖表面的約束能力,加強(qiáng)網(wǎng)或噴層的強(qiáng)度剛度,防止破碎區(qū)域向縱深處發(fā)展嗎;要根據(jù)巷道支護(hù)的實(shí)際情況,選擇合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行二次支護(hù),在二次支護(hù)中要合理的增加支護(hù)強(qiáng)度,在保證巷道不失穩(wěn)的前提下,允許圍巖變形,將地能充分的釋放出去,保證初期支護(hù)器具的柔韌性;
四、結(jié)束語
本文從分析煤礦軟巖的概念分類開始,將軟巖巷道的工作特點(diǎn)、所面臨問題、問題的解決對(duì)策探究相結(jié)合,進(jìn)行了深入淺出的分析研究,對(duì)加強(qiáng)煤炭軟巖巷道支護(hù)技術(shù)提出了一些意見方法,為加強(qiáng)煤礦軟巖巷道支護(hù)的技術(shù)對(duì)策分析提供了一些參考,人們對(duì)于煤礦軟巖巷道支護(hù)的技術(shù)探討必將更加深入下去。
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