圍巖的結(jié)構(gòu)面和應(yīng)力狀態(tài)是影響圍巖穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,煤礦的逐漸挖深很可能會(huì)改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài),容易導(dǎo)致其產(chǎn)生裂縫,并且裂縫程度逐漸增大,不利于圍巖的穩(wěn)定,破壞了其平衡性,需要對(duì)其全方面進(jìn)行分析和研究。因此,為確保采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩(wěn)定性需加強(qiáng)其支護(hù)工作,科學(xué)合理進(jìn)行研究,有原則性地采取有效措施,確保工程能夠順利、安全進(jìn)行。
1深部巖巷圍巖穩(wěn)定支護(hù)現(xiàn)狀
高地壓巷道支護(hù)研究初步成果,還遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足高地壓巷道圍巖控制的要求。歸納起來(lái),還存在以下問(wèn)題:1)雖然在目前的相關(guān)研究工作中,已經(jīng)出現(xiàn)了相當(dāng)一部分深部巷道支護(hù)理論,但是這些理論體系本身都存在著一定缺陷,無(wú)法切實(shí)有效的對(duì)于深部高低壓巷道圍巖破壞、變形機(jī)理進(jìn)行揭示。當(dāng)前,絕大部分高低壓煤礦開(kāi)采巷道,所采用的都是二次支護(hù)理論,也就是實(shí)際執(zhí)行支護(hù)工作的過(guò)程中,其支護(hù)工作主要是分兩次來(lái)進(jìn)行:第一次支護(hù)只是一定程度上保持圍巖穩(wěn)定,并且允許巷道圍巖一定程度上進(jìn)行壓力釋放;在壓力釋放基本穩(wěn)定之后,便可以開(kāi)始第二次支護(hù),如此以來(lái)便能夠更好的進(jìn)行穩(wěn)定工作。但是,隨著深度不斷加深,這一加固理論已經(jīng)無(wú)法為相關(guān)深部煤礦提供幫助,即便是二次支護(hù)之后,依然會(huì)發(fā)生變形、破壞現(xiàn)象,部分情況下需要周而復(fù)始的三次、四次進(jìn)行加固,這一支護(hù)措施無(wú)法為煤礦提供保障。2)雖然目前有多種巷道支護(hù)形式,但各種支護(hù)形式都存在不足。對(duì)于高地壓巷道本身來(lái)說(shuō),還沒(méi)有切實(shí)有效的支護(hù)措施,巷道本身所可能出現(xiàn)的變形、破壞都極有可能使得巷道坍塌,必須要通過(guò)有效的措施不斷進(jìn)行翻修、維護(hù)。如此以來(lái),支護(hù)成本便會(huì)大幅度的提升,并且煤礦開(kāi)采的掘進(jìn)速度極為緩慢,不僅效果不加,各個(gè)方面的隱患也較多,極大的影響到了采煤推進(jìn)工作以及采煤產(chǎn)量、效益。3)由于錨桿、錨索強(qiáng)度和剛度偏低,導(dǎo)致單位面積上錨桿、錨索數(shù)多,間排距小,支護(hù)密度大,嚴(yán)重影響巷道掘進(jìn)速度,造成采掘接續(xù)緊張。
2采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩(wěn)定性控制支護(hù)對(duì)策
2.1采用錨桿支護(hù)技術(shù)
錨桿支護(hù)技術(shù)是保持圍巖穩(wěn)定的關(guān)鍵,在工作過(guò)程中主要是發(fā)揮高預(yù)緊性、高強(qiáng)度、高剛度和高錨固點(diǎn)的優(yōu)勢(shì),并具有不同的特性效果,以保證支持效果。當(dāng)預(yù)緊力達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí),有利于承重殼體結(jié)構(gòu)的形成,有助于將應(yīng)力轉(zhuǎn)移到其它方面,從而有效地控制圍巖的穩(wěn)定性。螺栓技術(shù)的高強(qiáng)度特性主要體現(xiàn)在其高抗壓能力上。在實(shí)際應(yīng)用中,控制圍巖穩(wěn)定性具有重要的意義。在材料的使用中,采用高剛度材料的組合來(lái)提高承載能力,從而控制圍巖變形。
2.2進(jìn)行注漿錨索加固
注漿錨索加固技術(shù)是從實(shí)際技術(shù)實(shí)施中得出的改善圍巖物理學(xué)性能提高圍巖穩(wěn)定性的方法。圍巖的加固時(shí)利用注漿方法把圍巖的弱面充實(shí),使其和圍巖的巖體膠結(jié)成為一個(gè)整體,從而提高圍巖的整體的穩(wěn)定性和承受壓力的性能。在實(shí)際技術(shù)的實(shí)施中,注漿錨索加固在起到應(yīng)有效果的同時(shí)還可以降低支護(hù)成本。通過(guò)對(duì)支護(hù)體不同部位的注漿加固可以起到不同的作用,注漿錨索具有密封圍巖縫隙使其隔離空氣和水的作用,還可以將松散破碎圍巖膠結(jié)提高圍巖整體性穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn);注漿錨索加固可以使荷載均勻作用在噴層和支架上能夠承受應(yīng)力集中帶來(lái)的壓力;對(duì)圍巖縫隙的充填形成多層組合拱結(jié)構(gòu),起到擴(kuò)大承載有效范圍提高承載能力的作用;注漿錨索加固可以使錨桿變長(zhǎng)使多層組合拱形成整體,提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;注漿的方法會(huì)使支護(hù)結(jié)構(gòu)面加大,降低了整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的應(yīng)力,可以承受更大荷載,提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承受能力。
2.3底板主動(dòng)卸壓
圍巖所承受的壓力一般都是集中在底板上面,因此需要對(duì)底板進(jìn)行卸壓處理,已減輕對(duì)地板所造成的壓力。而底板卸壓受多方面的因素影響,主要是卸壓槽的方向、深度、寬度和形狀與開(kāi)巷的間隔時(shí)間等方面,在底板卸壓過(guò)程中需要將底板的應(yīng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)移,降低圍巖承受的應(yīng)力,從而避免巖道的變形和損壞。底板主動(dòng)卸壓技術(shù)能夠調(diào)整整個(gè)圍巖的受壓情況,加強(qiáng)其承載力,進(jìn)而改善煤礦深部巖巷圍巖穩(wěn)定性。
2.4巖巷幫頂協(xié)同支護(hù)
在巷道圍巖穩(wěn)定控制的支護(hù)技術(shù)中,巖巷幫頂協(xié)同技術(shù)是通過(guò)深部巖巷幫頂實(shí)現(xiàn)的,巷道圍巖的協(xié)同支護(hù)理論是對(duì)圍巖錨固理論、圍巖支護(hù)理論和圍巖承載機(jī)理理論和技術(shù)的吸收和改善,同時(shí),圍巖幫頂協(xié)統(tǒng)支護(hù)是基于協(xié)同的基本原理和方法進(jìn)行的,在實(shí)際的實(shí)施中,使各個(gè)子系統(tǒng)之間和子系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)同作用得以利用從而產(chǎn)生巖巷幫頂協(xié)統(tǒng)支護(hù)技術(shù)。通過(guò)巷道圍巖支護(hù)系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)之間和子系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)同為目標(biāo)進(jìn)行錨固參數(shù)在設(shè)計(jì)上的優(yōu)化,從而提高錨固構(gòu)件和整個(gè)錨固結(jié)構(gòu)的物理學(xué)性能,達(dá)到協(xié)同支護(hù)的效果,使巷道圍巖錨固結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)得到有效改善,從而使巷道圍巖的應(yīng)力集中減少使圍巖較大變形也得以減少。在深部巖巷幫頂協(xié)同技術(shù)的基礎(chǔ)上可以有效達(dá)到提高圍巖錨固結(jié)構(gòu)承載能力的目的,同時(shí)可以提高錨固結(jié)構(gòu)抗變形的能力和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,進(jìn)而提高巷道圍巖穩(wěn)定技術(shù)實(shí)施的效果給整個(gè)支護(hù)技術(shù)的實(shí)施提供技術(shù)上的支持。
結(jié)束語(yǔ)
總之,隨著采礦工程力度的加強(qiáng),煤礦的開(kāi)采深度越來(lái)越深,嚴(yán)重影響了深部巖巷圍巖的穩(wěn)定性,礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)人員應(yīng)高度重視加強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定工作,從而確保開(kāi)采工作安全、順利地進(jìn)行。圍巖的穩(wěn)定支護(hù)工作應(yīng)有一定的原則和基礎(chǔ),找準(zhǔn)關(guān)鍵點(diǎn)后采取有效的措施和對(duì)策,真正實(shí)現(xiàn)圍巖支護(hù)工作的效益。