深部礦井開采中的礦壓控制探究范文

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摘要：在分析深部高應力巷道圍巖力學特性的基礎上，通過數值模擬研究，對比分析不同支護方法在深部高應力巷道支護中的應用效果，并在此基礎上結合工程實際，對深部高應力巷道的實際支護作業開展實踐分析，希望能為其他礦井相似工程的開展提供借鑒。

關鍵詞：礦井；深部開采；高應力巷道；礦壓控制

0引言

煤炭作為中國主要能源儲備類型，隨著社會發展對能源需求的不斷增加，淺層煤炭資源開采日益殆盡，煤炭回采逐漸進入深部回采時期。這使得回采作業時巷道開挖后的圍巖應力平衡現象出現嚴重破壞，尤其是地質構造活動強烈的區域，不僅殘余構造應力較大且水平構造應力大于垂直自重應力，使得巷道始終處于高水平地應力狀態，一旦不能實現對礦壓的有效控制，便會引起巷道變形，嚴重的甚至會引起沖擊地壓和巖爆等地質災害，對井下生產安全有著嚴重威脅。針對于此，探究深部高應力巷道破壞機制，設計具有針對性的巷道支護技術，對提升礦井現代化生產水平，保證安全生產質量具有積極意義。

1深部高應力巷道圍巖力學特性

a)由于巖體處于深部高應力環境中，在巷道開挖后容易出現巷幫變形、底鼓或頂板下沉現象，巷道整體極易出現嚴重破壞；b)巷道受開挖影響，巷道受力狀態出現劇烈改變，巷道圍巖發生應力集中，特別是在開挖斷面的頂板區域更容易出現應力的顯著聚集，且應力聚集區域還會逐漸向未開挖區域擴展；c)巷道開挖完成后，其表面往往會出現嚴重變形，其中最大變形多發生在底板區域，并且伴隨著圍巖內部的拓展，其唯一變化量便會逐步縮減。整個巷道的局部圍巖受破壞最嚴重的區域主要為頂底板或巷肩，其隨著塑性區的拓展貫通，巷道兩幫出現嚴重收斂并發生持續破壞[1]。

2數值模擬分析

借助現代化數值模擬軟件FLAC3D對深部圍巖巷道支護技術進行數值研究，通過對不同支護方案的對比分析，探尋最適合深部高應力巷道的支護技術，從而為井下巷道支護的有效開展和生產作業的安全進行提供有力保障。不同支護方案數值模擬定量分析如下：此次數值模擬研究針對錨噴、錨網噴和錨網索噴三種不同的支護方案進行對比分析，為實現對不同支護方案應用效果的對比分析，選取不同支護方案中的底板中部、頂板中部和右幫中部區域10m范圍內的圍巖變形曲線示意圖。

3實踐應用分析

以A礦-860m井底車場巷道支護為研究對象，該井底車場處于2#煤層頂板，其周邊圍巖多為石盒子砂巖含水層和奧陶系灰巖含水層，巖層裂隙發育且存在斷層和陷落柱等特殊地質構造，巷道施工與使用中存在發生頂底板或巷幫突水的風險，必須采取有效的支護防護措施[4]。

4礦壓監測分析

對巷道開往后支護方案應用的穩定性和有效性進行研究，實現對服務期間巷道圍巖變形狀況和錨索支護狀態的全面了解，針對巷道進行全面礦壓監測。在巷道掘設過程時，在設計位置布設礦壓監測站點，借助測槍和測桿對巷道圍巖表面位移變化進行實時觀測[5]。

5結語

井下深部回采作業中，由于巖層始終處于高應力狀態下，巷道開挖在導致應力重新分配的同時往往會加劇圍巖破碎性，一旦無法實現有效支護必然會導致井下生產作業連續開展的受阻。因此，礦井管理者必須高度重視相關問題，在實際生產中組織專業技術力量，充分結合自身實際，設計具有針對性的深部高應力巷道支護工藝，從而為井下生產作業的安全、持續、高效開展提供有力保障。

參考文獻：

［1］喬衛國，宋偉杰，林登閣，等.深部高應力巷道圍巖力學特征及穩定性控制技術［J］.中國礦業，2015，24(8)：92-95.

［2］謝生榮，張廣超，何尚森，等.深部大采高充填開采沿空留巷圍巖控制機理及應用［J］.煤炭學報，2014，39(12)：2362-2368.

［3］張帆舸.深部巷道復合圍巖變形特性與耦合控制技術研究［D］.徐州：中國礦業大學，2014.

［4］謝生榮，謝國強，何尚森，等.深部軟巖巷道錨噴注強化承壓拱支護機理及其應用［J］.煤炭學報，2014，39(3)：404-409.

［5］蘇鑫.深部巷道破碎圍巖穩定性特征及控制技術研究［D］.太原：太原理工大學，2014.

［6］牛雙建，靖洪文，張忠宇，等.深部軟巖巷道圍巖穩定控制技術研究及應用［J］.煤炭學報，2011，36(6)：914-919.

作者：郝文琦 單位：陽泉煤業集團興峪煤業有限責任公司