淺析井下地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巷道支護(hù)的影響

在井下巷道掘進(jìn)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到各種特殊類(lèi)型的地質(zhì)構(gòu)造，這些地質(zhì)構(gòu)造的特殊性往往會(huì)對(duì)巷道支護(hù)作業(yè)造成很?chē)?yán)重的影響。在所有類(lèi)型結(jié)構(gòu)中，褶皺是井下最常見(jiàn)的地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型。在整體井下巷道支護(hù)的過(guò)程中，即使在大范圍內(nèi)更好地進(jìn)行錨桿支護(hù)的操作，也仍然會(huì)發(fā)生變形。因此需要根據(jù)井下地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巷道支護(hù)的影響進(jìn)行全面地分析。
　　1 巷道支護(hù)的作用和材料
　　1.1 巷道支護(hù)的作用
　　巷道支護(hù)的目的是為了更好地緩和和減少?lài)鷰r的移動(dòng)，在生產(chǎn)活動(dòng)的過(guò)程中更好地防止巷道斷面不過(guò)度縮小，同時(shí)通過(guò)有效阻止圍巖的移動(dòng)來(lái)使得巷道的斷面不容易縮小[1]。要想讓巷道支護(hù)的效果變得更好，主要取決于支架本身承載能力的大小、圍巖的性質(zhì)、支架力學(xué)的性質(zhì)、支架設(shè)置的密度和支架安裝的時(shí)間等因素。
　　1.2 巷道支護(hù)材料
　　煤礦巷道的支護(hù)材料從木支護(hù)、型鋼支護(hù)過(guò)渡到了錨桿支護(hù)。從使用的頻率和效果來(lái)看，錨桿支護(hù)是最經(jīng)濟(jì)有效的支護(hù)，它不僅能夠有效地降低支護(hù)本身的使用效果，而且也能夠降低支護(hù)使用的成本，同時(shí)減輕勞動(dòng)工作強(qiáng)度，最終為煤礦的安全生產(chǎn)奠定良好的條件。
　　2 構(gòu)造應(yīng)力對(duì)巷道的影響
　　常見(jiàn)的地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型有：1小斷層在煤礦作業(yè)的整體過(guò)程中，小斷層是一種最常見(jiàn)的井下地質(zhì)構(gòu)造，這種地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型對(duì)于巷道支護(hù)將產(chǎn)生非常重要的影響。發(fā)生小斷層最明顯的標(biāo)志是煤層的頂板發(fā)生位移或者位移變得非常明顯;2復(fù)合頂板。在整個(gè)煤層的結(jié)構(gòu)中，直接頂、偽頂和老頂是3種主要的頂板結(jié)構(gòu)。而且在煤層的頂板中普遍存在著多處的薄煤線(xiàn)。通常情況下，不管是何種頂板結(jié)構(gòu)都會(huì)直接存在于直接頂和偽頂?shù)慕佑|面中。另外，復(fù)合頂板主要是由薄巖層和煤線(xiàn)一起組成的。如果在整個(gè)復(fù)合頂板的結(jié)構(gòu)內(nèi)部加入適當(dāng)?shù)南锏乐ёo(hù)，如果不及時(shí)處理的話(huà)，勢(shì)必會(huì)對(duì)整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響;3小褶皺。小褶皺是最能夠影響巷道支護(hù)的一種重要現(xiàn)象。特別在巷道支護(hù)的過(guò)程中，小褶皺發(fā)展得相當(dāng)頻繁。在整體煤礦掘進(jìn)和挖掘的過(guò)程中，煤礦頂板的主要構(gòu)造為撓曲的構(gòu)造，整體構(gòu)造具有非常大的規(guī)模，而且內(nèi)部的形狀特征也會(huì)變得非常不規(guī)則，最終會(huì)出現(xiàn)巷道周?chē)ёo(hù)煤礦層發(fā)生變形的現(xiàn)象，甚至在整個(gè)操作的過(guò)程中出現(xiàn)冒頂?shù)默F(xiàn)象。
　　構(gòu)造應(yīng)力對(duì)巷道的影響存在于掘進(jìn)、支護(hù)乃至回采的所有環(huán)節(jié)，具體特征為：巷道開(kāi)掘時(shí)期，巷道極易發(fā)生冒頂、片幫現(xiàn)象，巷道通常難以成型;巷道支護(hù)區(qū)域，支護(hù)方式不當(dāng)時(shí)，極易出現(xiàn)錨桿與錨索斷裂，同時(shí)頂板與兩幫會(huì)發(fā)生劇烈變形與運(yùn)移;回采時(shí)期，巷道在構(gòu)造應(yīng)力與采動(dòng)應(yīng)力的雙重作用下，巷道所受影響進(jìn)一步增強(qiáng)[2]。鑒于此，為確保構(gòu)造應(yīng)力區(qū)域巷道支護(hù)的有效性，支護(hù)形式在達(dá)到常規(guī)支護(hù)需求的同時(shí)還應(yīng)具備以下幾點(diǎn)要求：1具備較強(qiáng)的承載性能。鑒于構(gòu)造應(yīng)力的對(duì)外釋放多以水平應(yīng)力為主，且猛烈、突然，因此巷道支護(hù)時(shí)應(yīng)當(dāng)在其應(yīng)力集中側(cè)提供充足的支護(hù)強(qiáng)度。而當(dāng)在深部巷道中，應(yīng)當(dāng)為巷道頂?shù)装寮皟蓭途峁┏渥愕闹ёo(hù)強(qiáng)度，以保證能夠?qū)?gòu)造應(yīng)力的釋放起到良好的控制;2確保支護(hù)材料的抗沖擊性。鑒于構(gòu)造應(yīng)力區(qū)域內(nèi)巷道變形的突然性，支護(hù)材料必須具備一定的抗彎曲變形能力，使其在承受巷道圍巖變形時(shí)能夠通過(guò)彎曲來(lái)釋放壓力，避免發(fā)生斷裂;3確保圍巖整體穩(wěn)定。構(gòu)造應(yīng)力釋放時(shí)的沖擊能極大，這就對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有較強(qiáng)需求，以確保面對(duì)激烈的變形能夠避免失穩(wěn)破壞;4確保圍巖整體性。通常而言，巷道變形破壞多發(fā)生于支護(hù)薄弱環(huán)節(jié)，因此針對(duì)構(gòu)造應(yīng)力區(qū)域，支護(hù)應(yīng)采取全斷面支護(hù)方法，確保支護(hù)體整體完整閉合，以消除薄弱環(huán)節(jié)。
　　3 遇到構(gòu)造的注意事項(xiàng)
　　3.1 正斷層掘進(jìn)
　　當(dāng)煤礦掘進(jìn)的過(guò)程中，斷層出現(xiàn)在人們的視野中時(shí)，如果煤層頂板突然出現(xiàn)上升趨勢(shì)，而后冒頂，又或者在掘進(jìn)的過(guò)程中，斷層突然出現(xiàn)在視野中而煤層的頂板突然出現(xiàn)下降趨勢(shì)的話(huà)，此時(shí)就要注意做好過(guò)斷層的準(zhǔn)備。如果需要掘進(jìn)的話(huà)，尤其要注意防止出現(xiàn)冒進(jìn)或者其他的風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是，在過(guò)斷層的過(guò)程中尤其要充分利用帶網(wǎng)支護(hù)，必要時(shí)注漿加固，這樣才不會(huì)使得其在支護(hù)的過(guò)程中出現(xiàn)塌方。
　　3.2 頂板撓曲構(gòu)造
　　一旦遇到撓曲構(gòu)造，就要對(duì)其構(gòu)造的特別進(jìn)行全面的觀(guān)察，之后再全方位地做好預(yù)防的工作。如果在整體的過(guò)程中出現(xiàn)煤層的傾斜角度不斷加大的情況，就應(yīng)該尤其注意采用錨索鉆機(jī)來(lái)全面探查煤層頂部本身的情況，在這個(gè)基礎(chǔ)上在做好加密支護(hù)的工作。
　　4 結(jié)束語(yǔ)
　　巷道支護(hù)科學(xué)、有效是確保井下生產(chǎn)作業(yè)安全、持續(xù)、高效開(kāi)展的必要前提，而褶曲作為井下巷道開(kāi)掘中常見(jiàn)的地質(zhì)構(gòu)造形式，確保通過(guò)此類(lèi)區(qū)域時(shí)巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的科學(xué)性十分必要。礦井管理者應(yīng)組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員開(kāi)展針對(duì)性探究，分析相應(yīng)的構(gòu)造力釋放特征，從而設(shè)計(jì)針對(duì)性的支護(hù)方案，從而確保礦井長(zhǎng)久持續(xù)發(fā)展。