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深矿井卸压开采中卸压巷道控制研究论文

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深矿井卸压开采中卸压巷道控制研究论文

摘要：在矿山地下开采深度不断增加，卸压开采的同时，会导致上覆煤层产生膨胀变形。伴随透气性明显增加，同时让压巷道作为回采工作面的排放瓦斯尾巷，有效减少了采压活动对回采作业的影响，并回收大量损失矿量。

关键词：深部回采巷道：深井：卸压巷道

随着人们对煤炭的需求量不断增加，对矿山的开采逐渐加大，据不完全统计，国外开采的矿山深度已超千米，而国内目前的开采深度也已达到900m。深度开采的开发，伴随而来的主要问题就是压力问题，采用卸压开采的方式可以降低开采区域的应力，应力降低，支护形式也能得到合理安排，从而达到维护巷道的安全性和稳定性。

1深部回采巷道

A.回采巷道作为深矿中最主要的构成部分，它的稳定性直接决定了深矿的稳定和安全。影响回采巷道的主要因素一方面是围岩的应力，随着巷道的不断向下深入，围岩应力会随着巷道的深入而不断增加。在巷道深度达到一定程度时，除了围岩应力的增加，还有其岩体组织结构变化、岩体温度上升、地表压力对深矿巷道的影响等问题。这些问题会导致在深部开采的过程中出现不稳定的因素，包括岩爆等灾害性问题。

B.根据已有研究表明，岩爆的出现是由于岩体中有较高的地应力，这种地应力超出了岩石本身的强度，同时岩石本身还具有较高的脆性和弹性。这时如果有地下施工工程不小心破坏了岩体的平衡，就会出现强大的能量破坏岩石，并抛出。严重时可以测到4～6级的震级。

C.影响深井巷道稳定性的因素：岩石中含有膨胀性物质成分，例如伊利石、蒙托石、高岭石，它们的含量如果超过了相应指标就会产生膨胀，特别是遇到水后更为严重，从而导致巷道受到破坏、变形。

随着开采深度的不断加深，矿井中的空气以及巷道周围的岩体温度都会升高。井下温度升高会影响到工人劳动正常热交换的进行，工人长期在高温环境中工作会导致一些疾病，如热疲劳、热痉挛等。因此工作条件的恶化会导致劳动生产率降低，疾病威胁是深部开采的一个新的问题。

D.回采巷道的服务年限越长，对生产方面越重要的巷道越需要更高的工程质量，以此来保证在生产过程中能够长期使用，回采巷道的服务年限一般为1~2a，维护时间较短，对于服务年限长的瓦斯抽采巷道或服务年限更长的大巷，经历下伏煤层回采阶段性集中应力作用。根据围岩的应力情况，选择合理的断面形态。减少巷道的低效加固区，保证巷道的最小加固长度。所以，巷道维护是一个动态的控制过程。只有不断地维护、检修，才能保证其安全和稳定。

2 深部矿井与上覆煤层

深部矿井在目前开采中还存在许多问题，主要有以下几方面：

A.深部矿井中存在大量的瓦斯，因为矿井深部的低压大，瓦斯的压力也会相应增加，而且瓦斯没有外力的挤压，所以也没有逸出。这样就在开采过程中可能会造成瓦斯突出，在深部矿井中，瓦斯突出是非常危险的。在我国范围内瓦斯低透气性煤层分布很广泛，一般情况下都会选择瓦斯含量小，安全隐患可控的煤层开采，但这些可控煤层也有不稳定因素出现，一般利用岩层移动引起的卸压增透效应，使吸附的瓦斯充分解吸为游离状态的瓦斯，并实施瓦斯抽采，在瓦斯充分抽采的基础上再进行煤层的开采，这也是煤矿防治瓦斯灾害非常有效的途径之一。

B.随着深部矿井的'深入，其巷道的支护方面就会出现难度，深部巷道围岩和浅部巷道围岩不同，浅部巷道围岩应力相对稳定，岩层组织结构相对稳定，而深部矿井围岩应力会随矿井深度的增加而变化。其矿井内部地压也相应增加。

C.我国煤层的地质构造非常复杂，而煤层的条件则直接决定巷道的布置方式，适宜开采的首采层常常位于煤层群中间或下部煤层，这就需要在上行卸压开采采动影响范围内的特定区域中布置抽采巷道，这些巷道通常位于裂隙带或弯曲下沉带内，巷道围岩稳定性差，控制难度也很大。

D.由于矿井的巷道较长，矿井的通风阻力会受影响，这样就会导致开采工作的风量不足。

3 卸压开采

A.卸压开采是解决高应力区回采的有效手段。卸压开采主要运用了应力的转移，将巷道回采区的应力通过相应的卸压措施转移到四周，使巷道回采区的应力降低，改善岩体的应力分布，控制应力增高带的相互重叠压力，以便进行顺利开采。

B.卸压开采主要分为垂直卸压和水平卸压。其中垂直卸压是将巷道回采区的压力转移到四周，应力明显降低，便于开采。水平卸压是将矿体上的水平应力隔绝，形成水平应力，水平应力降低可以减少对采矿工程和采矿人员的危害，降低了安全隐患。

C.卸压巷道的位置选择方面尤为重要，因为它是控制回采巷道围岩变形的有效方法。所以卸压巷道应选在采空区的集中应力峰值附近最好。为了保护巷道的围岩压力，压煤柱中心应设置相应的弹性区宽度，来承担一定的围岩压力。另外卸压巷道还可以作为排瓦斯尾巷，除了可以起到巷道卸压的作用，还可以排放瓦斯，从而降低成本。

D.卸压区的顶板对于巷道来说是关键的部分，因此围岩岩性、围岩的应力不同，卸压巷道的开采位置就会有所变化，垂直方向中，在垮落带内不可以有巷道，裂痕带内可以有回采巷道，弯曲下沉带内可有准备巷道和回采巷道。水平方向中，在采动范围内都可布置巷道。但还是要综合考虑围岩应力等问题，尽量处于有利的层面中。另外，在高应力区矿块回采时注意不要多段同时作业。因为多段作业会产生连锁破坏反应，对巷道产生危害，更会危及施工人员的安全。

参考文献：

[1]王明洋，宋华，郑大亮.深部巷道围岩的分区裂痕机制及深部界定探讨[J]岩石力学与工程学报，2006，25(9)：1771-1776.

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