采动力学—软岩巷道变形一点思考

发布时间:2018-08-05

巷道支护是保障井工煤矿安全、高效生产的关键技术。软岩巷道有应力型软岩巷道、地质型软岩巷道。高应力软岩巷道支护问题前面已有阐述，下面是地质类软岩的一点个人思考。

    地质型软岩巷道围岩变形大、持续时间长，单一的支护方式难以有效保证围岩长期稳定。以上海庙矿区为例，软岩变形治理一直是影响工作面高效回采一大技术难题。

    影响软岩变形的三个因素：地质条件、力学条件、施工措施。地质条件（岩性）是客观存在，无论采与不采，都在这里；力学条件是主客观存在，部分原因是地质条件形成（即构造应力），部分原因是开采形成（即采动应力）；支护措施是主观条件，通过提供补偿力实现控制变形目的。

为有效应对软岩大变形，通过改变地质条件技术难度较大，同时成本较高。目前，煤矿基本是通过改变支护措施实现控制巷道变形，如高强度螺纹钢锚杆、钢管混凝土等，取得了较好的支护效果，但成本较高。

上海庙矿区基本采用留设大煤柱，经过技术改进后拟采用留设小煤柱方式，现场仍变形较大，以底鼓为主，这主要是由于采场覆岩较软，开采后上覆岩层所有载荷作用于煤柱与实体煤，并向底板传递导致；同时，反底拱充填混凝土难以迅速固化。经过课题组研究，认为仅靠单一加强支护效果不佳，应与改变力学环境结合起来，一提高开采速度，降低作用于煤柱和实体煤上载荷；二是下一步取消煤柱，采用无煤柱开采，使底板仅承受实体煤侧载荷。

    下一步，与矿方进行技术沟通，形成技术规范，实现标准化控制，主要措施包括：

（1）研究巷道围岩应力梯度形成演化规律，实现定量支护；

（2）优化反底拱结构，并提出反底拱失稳判据；

（3）研究反底拱材料，实现早强高强；

（4）提出无煤柱开采工艺。

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