回采巷道破壞機(jī)理及支護(hù)論文
摘要：煤礦回采巷道變形會嚴(yán)重影響煤礦的正常開采工作，甚至威脅到煤礦員工的生命安全，回采巷道服務(wù)時間較短，一般在0.5~1.5 a。巷道主要受回采工作面的動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(hù)
中圖分類號：TD350.1 文獻(xiàn)標(biāo)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采工作服務(wù)的道路，還是煤礦開采工人的生命通道，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(jī)理分析及其特點(diǎn)
1.1煤礦回采巷道變形機(jī)理分析
當(dāng)煤礦回采巷道出現(xiàn)變形時，會出現(xiàn)以下幾方面問題：
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(xiàn)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(xiàn)爬行巷道。
其五，巷道的支護(hù)形態(tài)發(fā)生改變等等。
1.2 煤礦回采巷道出現(xiàn)變形時所表現(xiàn)的特點(diǎn)
其一，針對同一煤礦回采巷道而言，拱形支架支護(hù)和工字鋼梯支架支護(hù)相比，拱形支架支護(hù)效果好，回采巷道不會出現(xiàn)明顯的變形，即使有變形情況，相對來說也不算嚴(yán)重。
其二，針對煤礦回踩巷道的穩(wěn)定性而言，煤層單一、頂?shù)讕r性堅硬，煤層也相對穩(wěn)定，這種回采巷道保持完好性較高。在生產(chǎn)過程中，基本不需要再維修。而處在地質(zhì)、巖體復(fù)雜的煤層中時，其穩(wěn)定性就會下降，因此它的維護(hù)量會偏大。
其三，處于整個煤礦上分層的回采巷道和下分層銹結(jié)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(xiàn)變形的幾率較小。
其四，在煤礦回采巷道中，巷道的采空區(qū)最容易發(fā)生變形破壞，安全隱患也隨之出現(xiàn)，而巷道兩側(cè)均為實(shí)體煤時，就不易發(fā)生變形，甚至可以長期保持。
其五，在同一煤礦回采巷道內(nèi)，容易變形破壞的區(qū)段是受采動影響的區(qū)段。
2 影響煤礦回采巷道變形的因素
2.1 圍巖應(yīng)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(yīng)力，它的變化與回采巷道有著密切的聯(lián)系，如果圍巖應(yīng)力在圍巖的極限范圍內(nèi)，也就是說圍巖應(yīng)力非常小時，回采巷道就很穩(wěn)定，也是相對安全的狀態(tài)，這時不用采取任何支護(hù)方法。但是當(dāng)圍巖應(yīng)力超過圍巖的極限范圍，也就是圍巖應(yīng)力過大時，圍巖的彈性就會消失不見，從而出現(xiàn)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為塑性區(qū)，再加上外力的共同作用，很容易發(fā)生塑性變形，這樣，煤礦回采巷道就會出現(xiàn)變形破壞。
2.2重疊支撐壓力影響
當(dāng)煤礦回采巷道出現(xiàn)一側(cè)已經(jīng)被采空的情況時，煤礦不斷的開采，巷道隨之前移，這時煤礦回采巷道就會處于采空區(qū)的支撐力和煤礦開采時的超前支撐力兩種壓力下，開采面產(chǎn)生的超前支撐壓力會隨著開采面轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移，因此在煤層采空區(qū)一旦出現(xiàn)凸出的拐角，就會產(chǎn)生高于原巖應(yīng)力5倍左右的重疊支撐壓力。這種情況下，煤礦回采巷道就會出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。
2.3巷道支護(hù)影響
在已知的煤礦回采巷道支護(hù)中，煤礦單位普遍采用兩種支護(hù)，一種是U型鋼拱形可縮性支架支護(hù)，另一種是錨桿金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，這里的錨桿金屬網(wǎng)支護(hù)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出現(xiàn)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(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，就會在采動壓力和圍巖應(yīng)力的雙重壓力下，U型鋼拱形可縮性支架弱面處就會出現(xiàn)壓彎，這時就應(yīng)及時退出巷道，當(dāng)壓力大的'情況下還會出現(xiàn)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，巷道會受到煤礦的采動壓力和巷道圍巖應(yīng)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，鋼梯支架就會發(fā)生嚴(yán)重的變形，鋼梯支架的底部支架會向巷道中間擠出，木支架會在壓力作用下發(fā)生折斷。這種情況不利于煤礦開采工作的進(jìn)行，更會威脅到煤礦工人的生命安全。
3 煤礦回采巷道支護(hù)
A.煤礦回采巷道在工作中，會受到兩方面的壓力。一方面是采動壓力，另一方面是相鄰采空區(qū)殘余支撐力，這兩方面壓力會導(dǎo)致煤礦回采巷道出現(xiàn)變形等情況。為了能夠防止回采巷道在工作中不會出現(xiàn)變形和破壞，就要對回采巷道進(jìn)行支護(hù)維修管理，增加其安全性能和使用壽命。另外加強(qiáng)支護(hù)還要滿足以下幾個條件。
其一，要縮小塑性區(qū)的擴(kuò)展范圍。
其二，增加塑性區(qū)圍巖的強(qiáng)度，提高圍巖的自身承受能力。
其三，支護(hù)時不要讓巷道內(nèi)的基本支架受到影響。
其四，支護(hù)時不能影響到巷道的正常使用。
其五，支護(hù)要做到經(jīng)濟(jì)、方便。
其六，支護(hù)范圍要根據(jù)地質(zhì)條件和支護(hù)的形式而定。
B.煤礦回采巷道所用支護(hù)的方式，要根據(jù)上面的六項(xiàng)原則并且結(jié)合煤礦的實(shí)際情況而定。這種支護(hù)的作用是將無加強(qiáng)支護(hù)時“支架——圍巖”的作用體系升級為“支架——加強(qiáng)層——圍巖”的共同體系，這種體系的具體表現(xiàn)。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圍。
其二，有效地減少塑性區(qū)的擴(kuò)展區(qū)域，使回采巷道的周邊位移逐漸減少。
其三，這種支護(hù)體系方便、經(jīng)濟(jì)，而且不會影響到回采巷道的使用。
參考文獻(xiàn)：
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[3]高宗明，李繼勇。回采巷道變形分析及支護(hù)選擇[J]中外企業(yè)家，2011，(04)61-63.收稿日期：2013-12-16
作者簡介：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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