论文(压力显现).doc

谈巷道动压显现与支护技术
周如柳
贵州盘江煤电集团公司老屋基矿
摘要:着重分析受采动影响的工作面压力显现规律,指出老屋基矿在生产过程中巷道动压的产生对原有巷道的影响,并提出了相应的支护措施。
一、概述
1、矿井基本概况
老屋基矿于1975年投产,设计生产能力90万吨,由41部队建井,移交时的设计能力只有60万吨,经过近30年的生产和技术改造,到2005年实际产量达102万吨,现已延深到+1260水平(第二水平),相对高差已达500米。由于多年回采、采空区叠加的动压影响,直接造成巷道支护和维护十分困难,因此,解决动压巷道的支护问题成为该矿势在必行的任务之一。
2、矿井压力显现特点
开采前,岩体处于静止状态,所以原岩处于原始平衡状态,巷道在掘进过程中,多数处于原始应力场中的静压状态,当采面形成并进行回采后,破坏了原来的应力平衡状态,改变了原岩应力场中的静压状态,应力值突然增大,引起岩体内应力的重新分布,巷道原有静压状态下稳定平衡被打破,围岩发生显著变形位移和压力增大,需要经过应力重新分布达到新的平衡,巷道围岩才能重拳稳定下来。因此,如果巷道的支护不能适应采动影响带来的应力变化的情况,或者不能及时采取相应的加固补救措施,则巷道会到不同程度的破坏、或断面变形、或围岩松动并失去平衡和稳定作用,影响巷道的正常使用。
二、矿山压力的显现规律
1、矿山压力的主要影响因素
首先是地质因素:一般来说,软岩的强度低,受力后容易产生变形和破坏,岩层的层理、节理发育,对其强度影响极大,开掘时容易发生冒顶;其次是开采深度:上覆岩层重量大,形成的支承压力就越大,在开采过程中,矿山压力显现明显;三是煤层倾角:生产实践证明,煤层倾角越小,矿山压力显现大,反之,矿山压力显现稍小;四是生产因素:生产因素是人为的,主要表现在巷道位置、支护形式、开采顺序、工作面推进速度和控顶方法等;
围岩自稳时间短、来压快。在没有支护的情况下,围岩从暴露起开始失稳冒落时间仅为几十分钟到几个小时,甚至在没有进行超前支护就随着围岩的暴露而马上冒落。围岩自稳时间长短主要取决于围岩强度和地压大小,同时和巷道断面形状、掘进方法及巷道所处的位置等有关。
围岩变形量大、速度快、持续时间长。根据国内大量统计数据,一般软岩掘进后第1~2天,变形速度小的为5~10mm,大的为50~100mm;变形持续时间一般为25~60天,有的达半年以上。在支护不当加之巷道位置处于应力集中区域,变形速度更快,如该矿131217回风巷在12#煤层(属三软煤层)中掘进,原设计留6m煤柱,正好处于应力集中区,造成刚掘巷道在一个月内由原来的下宽×中高=5270mm×3600mm变形为下宽×中高=3500mm×2600mm。
围岩四周来压、底鼓明显。松软岩石由于结构疏松、强度低,很难支撑上覆岩层的重量,围岩在自重的作用下,以垂直变形为主,垂直变形中又以底鼓为主。底鼓明显是软岩巷道的重要特征。软岩巷道如果底板不支护,就出现一个支护结构的薄弱带,巷道破坏就从底板底鼓开始,又因底鼓导致巷道两帮移近和巷道帮脚破坏而片帮冒顶,造成巷道全部破坏。
围岩遇水膨胀、变形加剧。软岩一般都富含亲水性很强的蒙脱石、伊利石等粘土矿物的岩石,这些岩石遇水后软化,体积急剧膨胀,从而产生很大的膨胀力,变形也更加剧烈。
普通刚性支护普遍破坏。软岩巷道