大采高回采巷道特點(diǎn)和圍巖控制策略探析

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1、大采高回采巷道特點(diǎn)和圍巖控制策略探析煤炭是工業(yè)的糧食,是我國(guó)現(xiàn)階段工業(yè)的主要能量來(lái)源,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)其具有強(qiáng)大的依賴(lài)性。我國(guó)幅員遼闊,煤炭資源儲(chǔ)存量豐富,對(duì)其主要運(yùn)用的是大采高綜采模式,但由于其采高較高,煤層和圍巖會(huì)對(duì)巷道產(chǎn)生擠壓,存在較大安全隱患,所以要運(yùn)用有效措施對(duì)巷道圍巖進(jìn)行控制。1大采高回采巷道的特點(diǎn)巷道周?chē)男〗Y(jié)構(gòu)和大結(jié)構(gòu)起著重要作用,小結(jié)構(gòu)是指錨桿與圍巖組成的錨固體,以及在巷道四周的錨桿組合支護(hù);大結(jié)構(gòu)是巷道周?chē)膰鷰r結(jié)構(gòu),主要包括直接頂、基本頂、頂煤等。巷道周?chē)男〗Y(jié)構(gòu)和大結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接決定了回采巷道的穩(wěn)定性。在煤炭開(kāi)采中,巷道的小結(jié)構(gòu)受大采高回采巷道高度和斷面的影響,會(huì)發(fā)

2、生變化,同時(shí)巷道的大結(jié)構(gòu)受覆巖層冒落高度、裂隙帶高度、工作面超前支撐壓力等影響,也發(fā)生了相應(yīng)變化,所以大采高回采巷道具有特殊性,具有其自身的特點(diǎn)。主要表現(xiàn)在:第一,服務(wù)年限短。它一般的有效使用期在2年之內(nèi),隨著本段工作的結(jié)束而報(bào)廢,對(duì)其沒(méi)有過(guò)高的支護(hù)要求。第二,巷道斷面大、不規(guī)則。大采高工作面煤層厚度較大,巷道的挖掘大多沿每層頂?shù)装暹M(jìn)行,并布置在煤層當(dāng)中,這就造成了巷道的斷面大、成型不規(guī)則,對(duì)其的支護(hù)工作比較困難,受到煤層的擠壓之后會(huì)造成嚴(yán)重的變形。第三,巷道維護(hù)要求低。從工程角度來(lái)看,只要破壞失穩(wěn)的問(wèn)題沒(méi)有在巷道圍巖中發(fā)生,并且正常生產(chǎn)沒(méi)有受到巷道斷面的影響,便允許巷道有較大的變形量,對(duì)

3、它沒(méi)有較高的維護(hù)要求。第四,支承壓力峰值達(dá)、影響范圍大。采高大是大采高工作面的重要特點(diǎn),這個(gè)特點(diǎn)直接增大了工作面頂板的活動(dòng)空間、加大了基本頂懸臂梁結(jié)構(gòu)的彎距,導(dǎo)致工作面超前支承壓力和側(cè)向支承壓力的峰值增大,造成了大范圍的影響。第五,結(jié)構(gòu)及力學(xué)狀態(tài)處于動(dòng)態(tài)變化之中。隨著巷道的不斷掘進(jìn)和工作面的回采,導(dǎo)致巷道的結(jié)構(gòu)和受力不斷發(fā)生變化。2圍巖控制的具體策略煤炭挖掘中,圍巖對(duì)巷道安全性具有重要影響,我們?cè)诠ぷ髦幸龊脤?duì)圍巖的控制,具體控制措施主要有以下幾個(gè)方面:2.1做好圍巖的支護(hù)工作對(duì)圍巖做好支護(hù)可有效保障巷道的穩(wěn)定性,煤炭挖掘中的巷道工作是一項(xiàng)復(fù)雜工程,其力學(xué)性能、載荷大小、結(jié)構(gòu)特征等具有很大

4、的不確定性,這就要求必須做好圍巖的支護(hù)工作。支護(hù)工作不僅要充分考慮支架的支撐能力,還要充分運(yùn)用圍巖的天然結(jié)構(gòu),只有做到支架和圍巖結(jié)構(gòu)兩者共同承擔(dān)圍巖的支護(hù),才能有效保障巷道的穩(wěn)定性。圍巖的應(yīng)力與變形具有密切的聯(lián)系,其承擔(dān)應(yīng)力的大小決定了圍巖破壞程度的大小。技術(shù)人員要嚴(yán)格控制圍巖的變形量,防止圍巖因變形過(guò)大而發(fā)生重度破壞,要努力降低圍巖應(yīng)力過(guò)于集中的情況,給予其一定的支護(hù)力,減小圍巖載荷,從而減小圍巖的變形量。保持圍巖穩(wěn)定還要對(duì)其承載力實(shí)時(shí)測(cè)定,以圍巖變形量為依據(jù),增加支架所應(yīng)承擔(dān)的載荷,確保圍巖因自身承載能力的喪失而造成的強(qiáng)度破壞,因此保障圍巖的穩(wěn)定狀態(tài),必須給其提供適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)力。煤炭挖掘

5、是一項(xiàng)長(zhǎng)期的地下工作,巷道內(nèi)出現(xiàn)破壞區(qū)的現(xiàn)象很普遍,巖石之間相互摩擦、擠壓,致使圍巖結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,要對(duì)其做好支架支撐,使支護(hù)力隨結(jié)構(gòu)的變形程度而保持在合理的范圍。以上我們可以看出,圍巖應(yīng)力分布和圍巖變形過(guò)程中,支架的支撐對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的保護(hù)起著巨大作用,技術(shù)人員要以圍巖的承載結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),利用支架多樣的支護(hù)形式,保障巷道的穩(wěn)定性。2.2重視整體錨固結(jié)構(gòu)錨固結(jié)構(gòu)主要由錨桿、護(hù)表構(gòu)件和需要錨固的巖體構(gòu)成,它是對(duì)圍巖有效支撐的一種特殊支護(hù)體。錨桿是錨固結(jié)構(gòu)的重要工具,對(duì)其科學(xué)應(yīng)用可以構(gòu)建幾何形狀、結(jié)構(gòu)特征不同的錨固結(jié)構(gòu)體,使得不同的布置方式產(chǎn)生不同的支護(hù)效果,從而適應(yīng)巷道圍巖結(jié)構(gòu)的多樣性。普通錨固結(jié)構(gòu)

6、和整體錨固結(jié)構(gòu)是錨固結(jié)構(gòu)的常用的兩種方式,但整體錨固結(jié)構(gòu)比普通錨固結(jié)構(gòu)的承載能力更高,因?yàn)樗鼤?huì)使兩幫錨固體與頂板錨固體和地板錨固體相互重疊,達(dá)到巷道圍巖整體穩(wěn)固的效果。所以在加固圍巖時(shí),要多采用整體錨固結(jié)構(gòu),同時(shí)結(jié)合普通錨固結(jié)構(gòu),保證巷道兩幫的整體穩(wěn)定,對(duì)圍巖破壞區(qū)的擴(kuò)大和變形做好控制。與無(wú)支護(hù)措施的巷道相比,錨固結(jié)構(gòu)會(huì)使圍巖應(yīng)力狀態(tài)產(chǎn)生保護(hù)巷道穩(wěn)定的變化,具體表現(xiàn)在:第一,圍巖應(yīng)力集中范圍在[1][2]下一頁(yè)錨固結(jié)構(gòu)作用下得到減小,與無(wú)支護(hù)圍巖相比,錨固結(jié)構(gòu)分散了過(guò)于集中的圍巖應(yīng)力,保障了巷道安全。第二,圍巖切向應(yīng)力集中程度在錨固結(jié)構(gòu)作用下得到提高。錨固體變形模量的提高增加了巷道表面圍巖

7、局部區(qū)域的切向應(yīng)力。第三,巷道深部圍巖的應(yīng)力狀態(tài)在錨固結(jié)構(gòu)作用下得到改善?？刂苹夭上锏绹鷰r的穩(wěn)定性,要充分發(fā)揮錨桿在整體錨固結(jié)構(gòu)的重要作用。2.3做好觀測(cè)分析對(duì)回采巷道圍巖穩(wěn)固性的控制工作并不是一勞永逸的,僅僅依靠建立完善的圍巖控制的技術(shù)保障還是不夠的,技術(shù)人員還要定期對(duì)回采巷道圍巖做好觀測(cè)工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并有效解決。觀測(cè)的主要內(nèi)容包括三個(gè)部分:技術(shù)人員要利用多點(diǎn)位移離層指示儀和收斂?jī)x重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)巷道頂板圍巖、巷道兩幫圍