褚建偉（呼倫貝爾學院工程技術學院，內(nèi)蒙古呼倫貝爾021008）

淺析煤礦回采巷道礦山壓力控制與支護

褚建偉（呼倫貝爾學院工程技術學院，內(nèi)蒙古呼倫貝爾021008）

煤礦回采巷道礦山壓力控制在煤礦開采過程中扮演著極其重要的角色，該項工作和應力分布條件、應力場的應力大小以及巖層運動等都有密切關系。其中，重力應力場主要和巖層運動破壞以及頂板坍塌事故有著密切關聯(lián)，而巖層運動及破壞是實現(xiàn)應力條件的結果。為了確保煤礦的安全生產(chǎn)以及人們的人身安全，提升煤礦開采的經(jīng)濟效益，有必要做好煤礦回采巷道礦山壓力控制措施，設計科學、合理的巷道支護策略。

煤礦回采巷道；礦山壓力；壓力控制措施；支護策略

煤礦回采巷道主要是為采煤工作面巷道直接服務，主要是開掘兩側工作面的區(qū)段回風平巷以及區(qū)段運輸平巷。在煤礦安全生產(chǎn)管理工作中，回采工作面頂板及礦壓管理工作發(fā)揮著極其重要的作用。近年來，煤礦開采深度不斷加大，礦業(yè)作用也日益突出，對于煤礦井下開采進度具有顯著影響，如果回采工作面的礦壓顯現(xiàn)，極易導致工作面垮塌，不利于礦井的安全順利生產(chǎn)，這樣會大大增加煤礦頂板事故發(fā)生風險。為了確保煤礦的安全生產(chǎn)，煤礦企業(yè)技術人員以及安全生產(chǎn)管理人員應準確掌握關于煤礦回采工作面礦壓的顯現(xiàn)規(guī)律，做好頂板管理工作，盡可能避免安全事故發(fā)生。

1.關于煤礦回采工作面礦壓變化規(guī)律

在前期進行煤礦開采階段，由于巖體的自重作用，原巖應該處于一種靜止狀態(tài)，然而在開掘巷道或者回采的過程中，由于這種靜態(tài)平衡受到破壞，而重新分布應力狀態(tài)，如果重新形成的應力比煤層、巖體的極限強度大，這樣會在一定程度上破壞煤層以及巖體，這種破壞作用可能一直會持續(xù)到應力再次恢復平衡狀態(tài)為止。在這個過程中，礦山壓力（也即是作用力）勢必會產(chǎn)生很多力學現(xiàn)象，比如，支架變形或者折斷、壓裂，會導致媒體出現(xiàn)壓松、片幫甚至會突然被拋出，也有可能會使充填物沉縮，或者巖層、地表移動、塌陷；圍巖變形或者擠入巷道中，會導致巖體冒落、離散或者移動。這些現(xiàn)象都在一定程度上影響回采工作面，增加頂板管理以及支護設計難度，很難確保頂板支護的穩(wěn)定性及其強度，影響煤礦開采工作的安全、順利開展。

2.完善煤礦回采巷道礦山壓力控制的措施

2.1 選擇合理的巷道發(fā)掘區(qū)域

在確定內(nèi)應力場區(qū)域，也即是指煤帶寬度已經(jīng)受到破壞的區(qū)域后，應該盡量在內(nèi)應力場和外應力場臨界位置深入到巷道中，發(fā)掘直接內(nèi)應力場。假如無法兼顧回收，那么發(fā)掘內(nèi)應力場巷道的最佳手段是將留煤柱的寬度放大，這樣可以將護巷煤柱變形量及其承擔的壓力降低到最大限度，從而提高護巷煤柱的安全性。當然，也可以將內(nèi)應力場巷道留煤柱寬度縮小，這樣可有效避免出現(xiàn)漏風等不良現(xiàn)象，而且可以確保在安全、可靠狀態(tài)下發(fā)掘內(nèi)應力場巷道。

2.2 選擇合理的發(fā)掘巷道時間

在煤礦回采巷道礦山壓力控制工作中，確定正確的發(fā)掘巷道時間顯得尤為重要?；夭呻A段是控制巷道變形的重點環(huán)節(jié)，在回采的過程中應該提前計算好推進的時間范圍以及推進距離，然后發(fā)掘內(nèi)應力場巷道。在發(fā)掘內(nèi)應力場巷道的過程中，應在內(nèi)應力維護以及發(fā)掘需求范圍內(nèi)合理控制業(yè)已滯后的時間以及距離。為了確保發(fā)掘巷道時間的準確性，應該通過高精度的計算和考核獲得。選擇合理的發(fā)掘巷道時間和選擇合適的發(fā)掘巷道區(qū)域一樣重要，都需要高度重視。

3.做好煤礦回采巷道礦山壓力支護工作

3.1 全面掌握煤礦回采巷道礦山壓力發(fā)展過程

煤礦回采巷道礦山壓力支護設計中，最關鍵的影響因素主要包括巷道開掘時間、巷道維護、內(nèi)應力場變形等，因此，關于支護設計可分為形成內(nèi)應力場前階段、形成內(nèi)應力場階段。①形成前階段。主要指在推進工作面之前，處于固有的巷道壓力的約束、控制下。在推進工作面后，由于不斷推進采場會使回采空間增加，這樣也會不斷增加礦山壓力，剛開始在煤壁的邊緣產(chǎn)生彈性壓縮以及塑性破壞，然后再慢慢的向縱深方向擴張、發(fā)展。如果內(nèi)應力場推進工作面完全處于塑性破壞的狀態(tài)，在采場推進、支撐壓力的影響力，承壓壓力也會不斷減小。②形成內(nèi)應力場階段。在這個階段中，工作面的長度會對到達斷裂破壞拱內(nèi)一切上覆巖層斷裂運動產(chǎn)生一定影響，可以根據(jù)不同的影響作用分為第一、第二、第三巖梁裂斷。在整個過程中，由于礦山壓力作用，在內(nèi)應力場區(qū)域的煤層極易出現(xiàn)壓縮、變形的現(xiàn)象，但是每次壓縮、變形都會不斷減輕。

3.2 巷道支護設計策略

在巷道支護設計過程中，應將采場結構力學模型的動態(tài)發(fā)展規(guī)律作為基礎理論，這樣的話可以將不同空間狀況下內(nèi)應力場的存在、維護產(chǎn)生的各種技術問題進行系統(tǒng)的處理，同時也可以實現(xiàn)支護研究、設計的定量化。首先，應探究、分析在采動支撐對方位巖層運動以及巖層破壞產(chǎn)生影響的狀況下，內(nèi)應力場的影響區(qū)域以及巖層運動的礦山壓力規(guī)律。同時，應綜合分析各種空間形勢，合理確定礦壓控制設計基礎。其次，在確定礦山壓力大小及其來源，準確判別其對巖層破壞的影響，進一步完善支護設計。

綜上所述，煤礦回采巷道礦山壓力控制是煤礦安全生產(chǎn)管理工作中的重要內(nèi)容，在回采巷道設計過程中，應選擇合適的斷面，確定最佳的發(fā)掘巷道區(qū)域以及時間，在不同的階段設計合理的支護方案，從而確保支護效果，實現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)。

［1］寧瓊，寧齊元，段瑜.煤礦回采工作面礦壓與頂板管理探討［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2011（18）.

［2］張德良.淺析煤礦回采工作面礦壓與頂板管理［J］.科技信息，2012（12）.

褚建偉（1982-），男，黑龍江齊齊哈爾市人，內(nèi)蒙古呼倫貝爾學院，教師，碩士，研究方向：采礦工程礦山壓力。