深井巷道支护存在的问题及解决方法

李国军

摘 要：深井巷道支护工作，主要是降低围岩的压力，提升围岩的强度。本文針对深井巷道支护存在的问题以及解决方法进行研究，论述了深井巷道支护概述，深井巷道支护存在的问题，以及深井巷道支护的解决方法。

关键词：深井巷道支护；问题；解决方法；开采

随着社会对煤矿资源的需求增大，矿山开采深度在不断增加，矿山对于深井巷道围岩的压力也在不断加深，若是围岩承受的压力强度超出范围，便会发生围岩变形，给支护工作带来困难。因此深井巷道支护，需要降低施加在围岩身上的作用力，提高围岩的强度，从而去保护围岩不受破坏。

一、深井巷道支护概述

深井巷道的支护，岩石本身的质量以及承受的作用力是主要关键。岩石是深井巷道的材料，作用力是岩石能够承受的荷载，深井巷道支护的主要问题，便是岩石材料的质量，以及加在岩石身上的作用力。深井巷道的设计与未来加载在其身上的作用力是不能预知的。深井巷道支护存在的问题，主要体现在深井巷道的围岩。围岩顶板变形，某些部位发生变形、离层等，并且围岩的各别部位出现顶底板移近量较大的现象，甚至有的大于500mm。深井巷道的围岩变形，主要是因为巷道顶板无法承受较大的水平作用力，发生剪切性破坏，导致支护结构失去约束效用。深井巷道的围岩变形，主要包括以下几方面。1、锚杆强度较低，三径的搭配不规范不合理，导致产生手套效应[1]。2、支护强度较低，锚杆托盘变形或者断裂，会严重影响支护效果。3、现场用到的绑扎金属网发生变形，致使其无法满足围岩本身强度的要求。4、现场的钢带断裂，也会导致围岩发生变形。

二、深井巷道支护存在的问题

（一）深井巷道围岩破坏机理

1、深井巷道开挖完成之后，原本的水平传递应力会作用于顶板中部位置，导致顶板底部的岩石承受的作用力增强。在较大水平作用力的负荷之下，使得顶板的承受能力到达极限，煤巷顶板岩层会发生断裂，导致深井巷道支护出现问题。2、由于岩石材料的质量以及自身特点，其可以形成沿层面的破坏，或者是部分区域内遭到破坏。主要是因为围岩经受长时间的作用力，并且作用力的大小不均匀，容易导致巷道顶板中间位置发生损坏。3、围岩在受到巨大压力的时候，压力超出其承受范围，会导致其发生破裂。破裂的围岩会形成楔形块状，容易使得围岩的强度降低，部分位置发生移动，导致围岩在作用力时，内部会发生收缩，正交方向会发生膨胀，从而造成顶板破坏。4、围岩在发生变形之后，整体会产生松动，对于外部的作用力承载能力较低。若是向其施加压力，其会将本该承担的作用力，转移到周围岩石身上，使得其周围的岩石承载力变大，严重者会导致周围的岩石遭到破坏。同时变形的岩石，对于水平作用力的传递能力较低，使得作用力作用于顶板，岩石则需承担更大的压力。5、若是岩石需要重新承受应力，并且应力的强度大于岩石上层部位的最大承载能力，会导致顶板受到新的破坏，这种破坏能够进行延伸，不进行处理，会一直扩大范围。遭到破坏的岩石，对于其下面以及周围的岩石，都会施加一定的作用力，导致其它岩石的承载负荷增大。容易造成巷道顶板岩石下沉，指导遇到质量非常坚固，承载范围较大的岩石，或者是强大的支护系统，此种破坏才会停止。

（二）深井巷道围岩破坏模式

煤矿开采深度不断提高，围岩受到的作用力强度也不断增强。若是水平应力的强度较大，巷道围岩的破坏路径通常是可以根据实际情况预测的。破坏路径的确定，主要是通过巷道围岩应力的重新分布，与不同的岩石对应力的传递。水平应力的强度，是相对变化的，例如一些出现裂纹的顶板，其能够承载的作用力较小，即使水平作用力的强度不是很大，也会造成其发生破坏。而对于一些承受荷载能力非常高的岩石，即便是水平作用力特别大，也不会对其造成破坏。

三、深井巷道支护的解决方法

（一）深井巷道的支护理论

深井巷道支护的解决方法，主要有以下几方面。1、水平应力会导致底板变形，导致底板下沉，降低水平应力，或者将水平应力转移，使其分部在顶板的两帮处，从而去缓解底板的作用力。2、垂直作用力是造成底板两帮发生偏移的主要原因，降低底板两帮需要承受的垂直作用力，能够防止底板两帮发生变化。3、剪切应力主要作用于巷道的两肩窝，并且分布在巷道的四个角。因此能够将底板切眼处两帮的锚杆度角调整为十度。两帮肩窝与底板肩窝的角度为十度，这样的设计方式，能够有效的抵御底板肩窝的剪切作用力，从而去保护其不受破坏。4、巷道容易发生移位的部分是顶板中心线与两帮的中心线，采用锚杆与锚索共同支护的方法，能够有效的防止顶板移位。

（二）深井巷道支护技术

巷道支护是深井巷道围岩压力控制的主要手段，支护方式的选择，普遍针对深井巷道压力大、变形量大的特征。现代的深井巷道支护技术，有的还不能适用于深井巷道的支护，需要及时的进行改革更新。苏联著名的专家学者认为，当顶板的移近量小于45度的时候，现有的支护技术才能够适用于深井巷道支护。若是煤矿开采深度达到1600m，刚性支架则会失去效用；利用拱形可收缩的支架，在砂岩的环境当中，能够满足碎石充填需求；对于不稳定的岩层，需要选取对应的支护材料进行支护充填。

四、结论

综上所述，深井巷道支护存在的问题，主要表现为深井巷道围岩破坏机理，以及深井巷道围岩破坏模式。深井巷道支护的解决方法，主要体现在深井巷道的支护机理，以及深井巷道支护技术。

参考文献：

[1]高延法，刘珂铭，何晓升，等.钢管混凝土支架在千米深井动压巷道中的应用[J].煤炭科学技术，2015，08：7-12.