深矿井开采的矿压治理分析

深矿井开采的矿压治理分析

宋东民

〖摘要〗我国目前煤炭工业的快速度发展，矿井开采深度每年平均增加近9米，我们每年都有一些矿井进入深矿井开采。深矿井开采的矿山压力大、顶板管理复杂、顶板事故多巷道维修、维护量大，因此，掌握深矿井地压规律，合理布置、支护和维护巷道成为深矿井开采的一项重要任务。

〖关键词〗深矿井开采；矿压；治理

随着矿井的增多、深度的延伸，深矿井开采问题的日益突出，我们必然会面临着许多问题研究、分析、解决。

深矿井开采就是指埋藏在距地表深度大于800米的煤炭。深矿井开采也叫深井筒开采，深矿井开采具有如下主要特征，地压大主要表现为：1.原岩应力大；2.岩体塑性大；3.矿山压力显现剧烈，矿山压力显现剧烈表现为：（1）.围岩移动量大，移动速度快。（2）.冲击地压发生频率高，冲击能量大。

在深矿井开采中，由于地压大，巷道从掘进到报废要经受比较大的变形和破坏。巷道需要反复维修，从而造成巷道的维护费用高出掘进费用数倍。因此，掌握深矿井地压规律，合理布置、支护和维护巷道就成为深矿井开采的一项重要任务。

一.巷道布置

根据深矿井地压的特点，巷道布置要掌握以下三个原则：

1.开拓和准备巷道应布置在岩石力学性能好的岩层中。岩石力学性能好指岩石强度大,破坏小。

2.巷道应布置在受采动影响小的位置。（1）.在采空区下方掘巷；（2）.在采空区冒落矸石中成巷；（3）.加大大巷或上山距煤层底板的垂直距离；（4）.跨巷道采煤；（5）.沿空掘巷；（6）.沿空留巷。

3.缩短巷道服务年限；缩短巷道服务年限主要是指缩短准备巷道和回采巷道的服务年限，而且重点是那些变形大，破坏严重需要反复维修才能继续使用的巷道。缩短区段平巷服务年限的措施有：(1).采用区段集中平巷，分层或分煤层平巷采用超前平巷。这种方法虽在浅部开采中使用越来越少，但在深部开采中、当巷道维护困难，维护费用增大时，它将是一种较好的方法；(2).采用前进式开采；(3).减小工作面推进长度；工作面的推进长度是工作面的一个重要参数。

缩短准备巷道的途径是增加采区的集中生产程度，提高采区生产能力，能够缩短准备巷道服务年限，但应保证采区正常接替。

二.巷道布置

在深矿井开采中，巷道支护结构应满足以下要求：

1.支护强度大，能抵抗高地压。

2.可缩性好，可缩量大，能适应围岩的大变形。

3.封闭性能好，能够有效地防止底鼔。

一般单一品种的支架很难同时满足这些要求，因此在高地压区或软岩巷道，多采用封闭的多种支架共用的复合支护结构。

三.巷道维护

在深矿井开采中，对于在高地压区掘进的巷道，除了采取有效的支护结构来控制巷道的变形和破坏外，还可以在巷道形成前后或形成期间采取相应的措施来减小巷道受压，即卸压或加固围岩，以达到保护巷道的目的。巷道维护的主要办法有：

1.卸压法

(1).超前导硐

超前导硐是在大断面巷道中先开一个小断面导硐，然后扩大导硐达到设计断面。导硐和扩巷相隔一定时间，其目的就是通过导硐释放围岩压力以减小成巷后支架的受力和变形。这种方法卸压效果明显，对后期巷道维护十分有利，一般不需要增加支护费用，但要影响巷道掘进速度。

(2).爆破卸压

爆破卸压就是用爆破松动围岩，实现卸压。最常见的是底板卸压，即在巷道掘进工作面后方一定距离，由底板向下打一组钻孔，装入炸药爆破，在孔底形成爆破松动区，各孔松动区相连在底板中形成松动带。松动带岩石吸收和减缓了外部压力对底板的作用，从而减小了巷道底鼓量。

(3).钻孔卸压

钻孔卸压就是在围岩中打钻孔，通过钻孔变形实现卸压。钻孔卸压对减小巷道底鼓，两帮移近量以及冲击地压都有显著的效果。但是由于钻孔工作量大，耗工耗时多，费用高，这种方法目前应用很少。

(4).宽巷卸压

巷道掘进宽度大于使用宽度，仅支护使用宽度，宽掘部分可自由变形,这就是宽巷掘进；与此类似的方法是在巷道底脚向两帮掏槽，用这种方法进行卸压，就是宽巷卸压。

除上述卸压方法以外，还有一些专门用于控制冲击地压的卸压方法，如开采解放层、煤层注水等。

2.围岩加固法

围岩加固的目的就是提高围岩的支撑能力。围岩加固分为：(1).机械加固，锚杆是最常用的机械加固方法。(2).化学加固，即将化学材料注入围岩裂隙内，凝固后能在围岩中起到粘结作用，从而达到加固的目的，这就是化学加固。

化学加固的材料有：水泥浆、合成树脂和聚胺酯等。水泥浆成本低，但加固效果差；聚胺酯在与围岩反应时发泡，体积膨胀，凝固迅速且具有塑性和较高的粘着能力，因此加固效果最好，但成本高；合成树脂加固效果和成本介于二者之间，是目前国内外使用最多的一种化学加固材料。化学加固多用于围岩裂隙发育的巷道中。

深矿井开采作为煤炭开采的一个阶段具有普遍性一般当浅部煤炭采完后，开采逐渐向深部发展而进入深矿井开采。

参考文献

[1]徐永圻等，煤矿开采学；中国矿业大学出版社1993

[2]郭忠平煤矿开采新技术；中国矿业大学出版社1999