煤矿巷道支护矿压观测探究

煤矿巷道支护矿压观测探究

计瑞飞

富源县十八连山镇四角地煤矿有限公司

摘要：随着经济建设的发展和安全指标要求的提升，煤矿矿压观测分析变得异常重要，利用现代数字化技术可使得整体的观测效率得到相应提升。这就需要在巷道掘进过程中通过科学的支护措施来确保开采空间围岩的稳定性以及掘进作业的安全性。在巷道支护以及掘进作业中还需要按照规定的流程进行矿压监测，分析和总结矿压规律来对空顶作业进行避免来降低巷道掘进中的事故概率。

关键词：采煤；矿山压力观测；道路支护技术

1巷道支护概述

对于巷道支护技术而言，不管是从技术手段，还是从理论层面来说，它都具有多元化特性。从宏观层面着手，主要存在围岩支护、加固与多元支护等不同技术。其中围岩支护也是被动支护，以金属支架支护为代表，借助金属支架作用于巷道围岩表面，以此来规避或者控制围岩变形。此种支护属于临时性支护，在具体的使用过程，存在一定的隐患，安全性不高；围岩加固属于主动支护，以锚杆支护为主，随着技术的发展，该技术日益成熟，支护力度作用于围岩中的巷道，不仅可支护巷道围岩表层，还可调整围岩变形周期；多元支护是一种最为常用的巷道支护技术，也被叫做复合支护，同时使用几种支护形式。

2矿压观测技术现状

根据相关的统计调查表明，在当前阶段的多种煤矿安全生产事故当中，煤矿顶板事故发生的概率较高，占据总事故比的45%左右，该事故的发生对人的生命安全以及财产安全造成非常严重的威胁。对该事故开展更为深入的研究发现，顶底板发生事故与矿山的压力存在着非常密切的联系。基于此，对矿山压力所发生的变化情况给予更为深入地探索，明确其变化规律，这对于实现顶底板事故的有效避免和控制来说意义重大。

2.1 矿压观测的主要目的

实际矿井压力观测的主要目的是在深入探索采掘工作面压力间距和强度规律的基础上制定围岩控制措施，为后续采煤工作的顺利开展奠定坚实的基础，并为矿井压力观测工作提供相应的指导。

2.2岩石压力观测工作内容

对于实际矿山压力观测工作，主要观测内容主要包括围岩位移变形和压力两部分。观察主要依靠相关人员的统计实践经验。此外，利用现代矿井压力观测仪器对工作面和巷道状况进行观测是常见的。

3某煤矿巷道矿压观测试验

位于山西省某煤矿企业，目前主要为15号煤开采，这一层煤结构比较简单，以明煤为主，非常适合其开采，厚度从2.4m到3.8m不等，平均厚度在2.9m左右，部分部位含脉石。可以发现脉石的主要成分为灰黑色泥岩和炭质泥岩。矿井压力观测工作的主要观测对象为15103输送槽。观测的主要内容是巷道位移、巷道两侧位移和锚杆荷载。

4巷道顶板位移的观测

巷道顶板的实际位移需要加强顶板分离仪的应用，并给出完整的操作记录。对于煤和半煤岩石巷道分离仪设置间距控制在50m以内，对于岩石巷道控制在100m以内，在巷道的开孔和交叉位置也进行了顶板分离仪的安装，顶板分离仪的浅基准点安装在锚杆末端的相应位置，该位置比锚杆长度短10 cm;对于顶板离层仪的深基准点必须安装在稳定岩层位置，如果实际稳定岩层与巷道顶板之间距离较大，那么此时离层仪的深基准点需要比锚索锚固侧高出1米以上或1米以上。安装时，外点的安装范围为5mm ~ 15mm。获得的相关观测数据表明，在掘进工作过程中，前50天位移速度较快，变形量比较明显；巷道变形速度在开挖50 ~ 80 d期间明显减缓；经过80天的掘进工作，巷道基本没有继续移位。整个巷道位移变化的观测持续了245天。顶板位移为328 mm，底板位移为263 mm，两者的平均位移速度分别为1.34 mm/d和1.07 mm/d。

4.1 围岩两帮移近量的观测

观测点设置在运输槽内各测量站段的顶、楼、两侧中间位置。测点布置的方法是交叉分布法。锚网支护部分，两侧中间位置安装钢板，每隔100m安装锚杆。钢板厚度为10 cm7 cm，作为巷道围岩观测点。要在巷道底板测点处对浮煤进行清理，一直清理到煤层底板。它也可以作为一个参考，沿着通道铺设轨道和其他物体。掘进施工时，每隔100米设置一组围岩观测点。围岩观测工作的主要目的是监测顶底板进路和两侧进路。监测过程如下：第一周每天1次；1周后1个月内不间隔10天进行监测；一个月后需要每月进行一次监测。在整个监测工作过程中，巷道两侧位移合计为250mm。在开挖工作的前80天，两侧的位移比较明显。80天后，两侧位移相对稳定，基本没有明显变化。

4.2螺栓荷载观察

在锚网支护巷道开挖过程中，每100 m安装1台锚杆测功机。在实际安装测功机之前，需要对地脚螺栓的80mm范围区域进行相应的清洗工作，并保证该区域的平整度。需要注意的是，包含凸台的地脚螺栓测功机的一侧朝向外部，并将其设置在地脚螺栓上。为加强监测，距离机头100米以内每天监测一次，距离机头100米以外每周监测一次。最后，相关数据结果表明，巷道中段锚杆受力最大，应力最大时可达45 MPa。巷道左右肩锚杆受力相对较小，基本为20 MPa。巷道一侧锚杆受力最小，仅为10 MPa。

5巷道围岩控制措施

巷道开挖导致围岩应力平衡状态被破坏，围岩应力重新分布。为了实现对围岩变形的有效控制，进一步提高围岩的承载能力，有必要加强围岩锚杆支护。在此基础上，可以更好地为采矿巷道支护参数的设计提供相应的依据。在巷道开挖过程中，如果围岩变形不是很明显，具有较强脆性特征的岩体就会出现开裂、滑动、裂纹扩展等现象，导致围岩强度大幅度降低。因此，巷道开挖过程中需要对巷道围岩进行弹性变形和塑性变形。如果变形较严重，则可能存在围岩破碎带。在这种情况下，巷道支护的重要性不言而喻。实际上，地下岩体工程是高度复杂的，影响巷道稳定性和围岩压力的因素很多，如围岩强度、围岩地应力和岩体的完整性等。必须有效控制巷道围岩变形，避免巷道围岩变形进一步发展，为煤矿安全生产提供有效保障。

根据巷道矿压观测结果分析，巷道部分顶板已被破坏，沉陷较大，两侧围岩变形比较严重。如果监测工作存在相应的不足，不能及时采取相应的措施对巷道进行养护，就容易导致顶板事故的发生。为了有效避免这种情况的发生，可采取以下措施：一是在实际施工前，要对工作面50m范围内的巷道特别是行人应急巷道进行清理，对顶板支护给予有效观察；其次，在施工过程中，要全面实行敲顶制度，避免空顶操作的发生。应合理控制空顶距离，不能超过1.5m或小于0.5m。在进行永久支撑工作之前，我们需要做好临时支撑工作，我们需要保证永久支撑的质量和支撑工作的合理性。

结语

矿压观测工作的有效开展，能够更好地了解巷道围岩所发生变形的规律，以此便能够对围岩的稳定性给予准确的判断。根据实际煤矿的地质条件情况，不断加大力度开展矿压的监测，对工作面和井巷矿压的规律有一个更好地了解，通过对具有充分精准性以及可靠性支护信息的应用，便能够为现场的煤矿生产工作开展提供相应的指导。总之，在煤矿工程项目中，应当需要依据设计要求进行有计划的开挖工作，采取使用有效的施工方法，并进行一连串的支护处理程序，才能有效提升工程设计的安全性和安全性。为煤矿予以保障，为工程设计全方位质量优化予以保障。

参考文献

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[3]秦东平.煤矿综放开采矿压显现规律实测分析[J].煤炭科技,2019,40(06):5-8.