煤矿回采巷道矿山压力控制及支护要点

煤矿回采巷道矿山压力控制及支护要点

梁自强

五虎山矿业有限责任公司，内蒙古 乌海 016000

摘要：煤炭作为推动我国经济飞速发展的主要能源之一，巷道支护作为控制围岩变形的重要措施，其设计工作不仅涉及工程力学、岩土力学等理论知识，还要考虑巷道周围的实际地质条件，必须做到理论与实际的有效结合。锚杆支护作为一种有效的主动巷道支护方式，已在强化巷道围岩和提高围岩稳定性方面表现出了较好的应用效果，并且具有支护成本低、巷道断面利用率高、维护简单等优点。因此针对某煤矿现有支护过程中存在的问题，开展支护方式的改进设计工作，对于提高企业采煤的安全性和效益具有重要的意义。

关键词：煤矿开采；矿山压力；支护要点

引言

伴随着我国经济的发展，工业的壮大，对能源的需要也越来越大。煤炭资源作为中国的传统能源之一，受到社会的广泛关注，巷道掘进和支护技术是煤炭开采过程中的重要组成环节，对其进行有效的分析利用是开采埋藏较深的煤矿的前提条件。同时，煤炭开采工作的安全性是人们关注的重要问题，加强支护技术的应用可有效的保障煤炭开采的安全性。因此，巷道掘进和支护技术对煤炭采矿工程的发展具有十分重要的意义。

1煤矿回采巷道矿山压力控制的重要性

矿山在开采过程中对矿山诸多方面会造成很大的影响，主要体现在矿山整体的压力分布情况、岩层轨迹运动情况、矿山应力压力分布情况。井下作业中，在矿体还有开采之前矿体处于一种平衡状态，巷道挖掘、煤矿回采后形成了地下空间，破坏了矿体原始的平衡。巷道上方的山体对巷道内壁、顶端的作用力必然增大，矿体内部应力重新分布，重新达到矿体的平衡状态。但这种应力的作用力较高对巷道顶端和内壁的破坏较大，对岩层运动也有很大的影响，若没有控制好会导致回采巷道支撑墙出现裂纹，甚至会造成巷道坍塌，阻塞巷道内部还会引发人员伤亡的现象。矿体在回采中受到的力会使内部各部分产生相互作用的力，并且产生对这种力的抵抗，试图恢复原样。矿山应力若没有正确科学的处理，会引发巷道、矿山的开裂、翘曲及变形还会导致巷道内部发生变化。因此在煤矿回采作业中需要注意矿山压力控制的问题。在过去煤炭开采主要是人力完成，煤炭开采工人没有科学理论作为支撑，主要凭靠经验或者前辈的带领开煤采矿，因此在开采的过程中煤矿爆炸、巷道塌方、渗水等这些情况出现频率较高，技术人员和技术工人的生命财产安全难以得到保障。甚至在矿山因为不合理的开采导致开采后出现塌方，对当地居民的安全，居住环境造成很大的影响。现如今5G时代的到来给煤炭开采工作也带来了更进一步的发展，为了煤矿开采工作的可持续发展，增加煤矿开采作业效益，对矿山压力控制问题展开针对性的研究十分重要。

2巷道掘进和支护技术的影响因素

2.1围岩环境

巷道的环境以及稳定性与围岩密不可分，围岩的稳定性是保障施工正常进行和采矿人员安全的基础。在开采之前，需要专业的勘查人员对开采地的岩石情况进行勘测，查看围岩情况，修建符合行业标准的巷道。巷道掘进工作必须要重视围岩，如果周围的岩石比较脆弱，在施工的时候就很容易发生塌方，进而堵塞洞口，威胁采矿人员的生命健康。所以在巷道掘进的时候，一定要注意地质应力的载荷能力，如果围岩过于脆弱，可以采用锚杆技术，增强围岩的强度。支护作用也要重视围岩的强度，根据围岩不同的情况分析，支护力度不一样，采用的方法和材料也不一样。

2.2地质条件

巷道掘进和支护技术必须要注意地质条件，我国的面积广阔，地质条件复杂，有些地区的地质环境非常脆弱。地下的环境相对于地表来说更脆弱，而且不容易被勘测到完整的参数。地下有时候会出现地下水、断层、岩石等不同的情况，这些情况都会给采矿工程带来难度，有时候还会影响其稳定性，进而威胁采矿工人的生命安全。所以，在进行巷道掘进和支护技术的工作时，一定要注意当地的地质条件，在地质环境比较复杂的地区要注重综合分析，结合当地的实际情况，因地制宜，对工程措施做出调整。

3煤矿回采巷道矿山压力控制研究及合理措施

3.1锚杆支护技术应用

在现阶段中，锚杆支护技术属于煤矿巷道建设与煤矿采掘工作中最为普遍的支护方式，可以在很大程度上提升煤炭资源采掘的速度和质量。这一支护方式主要可以对锚固区域的形变、缝隙、围岩离层等问题进行有效控制，防止问题朝严重方向发育。在支护实践工作中，必须充分确保锚固区域围岩所承压力是稳定不变的，以有效缩减拉伸围岩的强度，防止围岩出现形变和裂痕的几率。在支护的标准效果中对于锚杆支护设备的强度具有较高要求，因为在施工期间极易遭受固定预应力的干扰，所以应该按照巷道围岩的具体状态来稳固预应力，能够保证在高预应力的影响下支护设备仍能维持良好的稳固性。在具体运用期间，必须利用应力较大的高强度锚杆来开展巷道的支撑保护工作，以充分降低围岩形变和围岩应力继续提高的几率。另外，锚杆预应力的提高与扩充也会在很大程度上影响到支护的成效，必须通过质量较强的托板、金属网与钢带等支护设备来加以辅助，同时综合其它结构部件来有效控制锚杆预应力的扩充。

3.2明确承载范围，加强关键部位支护设计

在正常情况下，巷道通常布置在平缓的地层中。为了控制煤矿巷道的矿井压力，有必要结合项目实际情况，做好数据模拟工作。施工巷道处于非对称变形状态。根据巷道的特殊变形特征，重要位置应采用非对称加固方法。由于巷道顶板局部位移现象明显，应结合工程现场调查和变形机理。在设计过程中，应综合考虑由于巷道侧角应力集中较大而发生顶鼓，顶板或顶煤冒顶现象。在这种情况下，有必要科学地设置锚杆的加固位置，即加强拐角处围岩的强度，使拐角处的应力集中在围岩的深处，因此，以实现围岩的固结。在计算锚索的布设密度的过程中，有必要结合悬架理论来实现锚索的加固设计，以确保锚索具有承受潜在岩石重量的能力。落在其轴承范围内。如果将锚杆安装在回风巷道的顶部和底部，则可以有效地防止顶板和侧面的位移和变形。而且回风巷道的屋顶相对狭窄。根据计算结果，对两个肩部进行了适当的致密化处理，以提高两个肩部的承载能力。

3.3矿山压力控制的分析方法

首先避免煤壁破损和端面冒顶的措施就要在工作面的生产过程之中，对工作面的生产的推进速度进行加快，在此基础上可以对对煤壁的暴露时间进行缩短，从而扼杀煤壁破损的可能性，同时加快企业的生产的效率，提高其经济效益。其次就要恰当地确认工作面的采高，从而避免冒顶事故的发生。最后就要强化支护的质量监测，在确保工作面支架末期支护力的基础上，减少煤体的压力 ；在此基础上提升液压支架的可靠性，强化其稳定性的维护工作，在此基础上避免泄露和液体的串槽，确保支架的初始支护力不低于额定值的 80%，从而满足其强度的要求，提升支架围岩系统的整体刚度，确保了支护位置可以达到其要求。在应用各种方法的过程中，一定要严苛确保采煤的质量，使液压支架能对顶板起到一个支撑的作用，充分发挥液压支架的性能。而放顶煤时，应尽量均匀地卸煤，保证其受力的均匀化，从而提高其稳定性。同时当支护强度满足要求时，就可整体地提升围岩的刚度，确保支护位置妥当。

结语

煤矿开采是一项危险系数很高的工作，因为不科学不规范的开采行为往往会造成惨重的人员伤亡和经济损失，煤矿回采巷道的矿山压力控制和支护措施对保障施工作业安全有很大的作用，在煤矿施工作业中分析好内外应力场和压力分散状况十分重要，根据矿山的实际环境采取可行性较高的措施，提高巷道回采作业的效益，保障安全性。

参考文献

[1]石浩.浅谈煤矿回采巷道矿山压力控制与支护[J].内蒙古煤炭经济,2020(05):75.

[2]袁增卫,李开贵,陈正.煤矿回采巷道矿山压力控制与支护分析[J].内蒙古煤炭经济,2019(15):8-9.