煤矿回采巷道压力控制与支护分析

摘 要：文章将对巷道压力控制与支护技术进行详细的分析，并且对巷道的形状进行探讨，研究各种不同形状对巷道性能的影响。

关键词：煤矿回采；巷道矿山；压力控制；支护技术

1 煤矿回采巷道压力控制

一般来说，煤矿的开采通常是在矿山的内部或者是地底，由于要将煤从矿里面挖出来，我们就必须要有一条开采巷道，而巷道只能在山里面或者地底，就要承受山体或者地面对其的压力，这种压力，就称为煤矿回采巷道压力。这种压力受到几个因素的影响，其中包括巷道应力的分布以及大小和地壳岩层的运动。在很多煤矿灾难事故中，巷道的垮塌都是由于顶板的运动遭到破坏而导致的，岩层的运动破坏了巷道原有的压力分布和顶板的运动，使得巷道在受到破坏后没有内应力支撑而发生垮塌，因此巷道的压力与内应力场的分布紧密相连，而内应力场的分布和大小又取决于矿山山体的重力以及地面的压力等等因素的影响，所以对于巷道压力的合理控制，需要我们深入的分析和研究。

2 回采巷道压力的种类

2.1 在原始的应力场中开发巷道

所谓原始应力场中发掘和维护的巷道，其实就是不在采动支撑压力影响范围之内发掘和维护巷道。简单来说这种应力包括两种，一种是岩层自身的重力，另一种是混合应力。

2.2 不在采动支撑压力分布范围之外的应力场中开发巷道

不在采动支撑压力分布范围的外的应力场中开发巷道，这是一种很常见的情况，一般来说，岩层的重力是影响采巷道内的应力大小以及分布状况的决定性因素。

2.3 在采动支撑压力分布范围中外应力场中开发巷道

我们通常所称作的外应力场，也叫做高压力区。他们叫法不同，但含义是相似的，在这种开采方式中，重力支撑是围岩应力的仅有来源。

3 恰当控制巷道的压力以及选择支护

3.1 正确选定矿山的开挖巷道处

当应力场的大致方位初步确定后，要最大限度的把开挖巷道所造成的内部应力场增加到在安全许可范围内的最大内部的应力场值处。如果不对其进行重复利用，当处于内部存在有应力场的环境下进行巷道的开挖时，其比较合理的手段就是适当把留煤柱的长度增加到最大许可范围，这种方法就可以保证用来维持巷道内稳定的护煤柱可以经受的荷载及变形能够减少到最小，要是荷载及变形值缩小了，那么巷道内就越安全。换句话说，要想实现在内部存在应力场的巷道内来有效降低留煤柱的长度还是有可能的，然而这就要需要在巷道内不存在漏风的环境下才能进行，并且要确保巷道里面的应力场充分保持不变后方可开挖巷道。

3.2 把握好开挖巷道所需的时间

在进行巷道的开挖中出除了要对其方位进行合理选择之外，把握好开挖巷道所需要的时间也是十分关键的。依据前面分析到的在巷道里面的煤区的应力分布情况以及承受的荷载规律，还有巷道方位和他们存在的联系可以得出，正确把握好开挖巷道所需的时间也是在进行巷道里面的压力控制中一个非常重要的环节，一定要加以重视。要想保证巷道所受的荷载和变形在允许的范围内，其核心就是在进行煤矿的回采时，要讲工作量安排在事先已经设计和预算好了的时间间隔中，然后在这个基础上继续对巷道进行开挖。但是我们在进行巷道开挖中，始终要把由于计算不精确造成的时间顺延安排在保持巷道内的应力不变的开挖上，这个前提也是非常必要的。要想精确把握住开挖巷道所需的时间，对现场环境进行合理勘察和进行周密的演算，然后结合以前类似工程的一些宝贵经验为依托是必不可少的，其价值所在不亚于前面提到的正确选择开挖巷道的方位，他们都是在整个施工过程中严格控制的指标。

3.3 科学的选择支护

要想保证整个煤矿回采工作的安全和顺利进行，除了在选择巷道的开挖地点和把握好开挖巷道所需时间外，对支护的相关参数进行选择也是可以充分确保工作圆满完成的有利条件之一。本文对此部分分为两个环节进行探讨，分别分析在巷道内的应力场产生之前所在过程以及在内部应力场产生之后的过程。

3.3.1 巷道应力场产生之前的过程。在所有巷道应力场产生的过程中，之前的部分也是十分重要的，其可以详细划分为以下几个过程；（1）在通过开挖机械对巷道里面的工作面没有进行进一步延伸时，整个操作就在巷道开挖的初始阶段；（2）在对巷道内的工作面进行进一步延伸时，由于采煤工作的进一步实施以及回采产生的空洞的进一步变大，它们所带来的压力也在相应的加大。在这个过程中，因为弹力作用而导致的变形会在煤矿的边缘处产生，而随着回采工作的持续向着煤矿更深处进行延伸；（3）在对巷道内的工作面延伸到了应力场中时，整个煤矿由于被开采所引起的塑性变形已经发展到了最大程度，而以后相应的压力也会随之增加。

3.3.2 巷道应力场产生以后的过程。巷道里面的应力场产生的过程就是在煤矿层中被演示掩盖的断裂带的整个演变阶段，而且工作面的范围也就基本确定着在接受断裂产生的变形后期具体的运动情况，当应力场发生这样的变化后，在整个区域里面的煤矿周围，其因为存在很大荷载而导致的变形也在进一步扩大，这样一来造成的直接结果就是在由于荷载导致变形之后，依然会发生显著的降低或者上升，因此，在对由于应力场决定着的巷道进行开挖时，要根据具体的实际情况进行准确的定位和分析，对于存在差异的开挖以及进行养护所需要的时间进行方法的选择。

总体说来，在对煤矿进行开采的过程中，对巷道压力的控制是不容忽视的，其中利用巷道支护的理论进行煤矿的回采时，关键就是要灵活运用矿山的结构力学的模型作为理论依据，要采取更加强有力的措施来控制巷道里面煤矿的压力以及合理选择支护。因此，要想进一步加快煤矿巷道回采技术的进程，就要做好以下几个方面的探究；（1）准确推测应力场的规模以及规律。在严格控制好了煤矿里面的断裂带后，要对由于应力场的存在而导致其被进一步破坏的规模以及相关的规律作详细研究。（2）继续完善控制巷道里面的压力的理论基础。由于不同的巷道其空间结构存在差异，因此，对巷道里面产生压力的规模和变化情况也会有所不停，这就需要相关的研究人员运用专业的力学等物理知识对他们作系统的探究。（3）完善好科学的支护体系。在对巷道里面产生压力的规模及变化趋势进行详细研究后，还要充分考虑到一系列诸如岩层发生突然变化的情况下对支护造成的后果，利用以往的经验和相关研究报告来完善对支护的研究体系。

在对煤矿里面的巷道压力控制以及支护进行科学严谨的分析和探讨之后，对他们的认识和了解也在一定程度上更深了。对这些理论进行分析和探讨目的在于总结前人研究的理论成果，并对其中一些不合理的地方加以修改，进一步完善巷道压力控制和支护的理论体系，为将来的煤矿开采进行科学的指导。其中对巷道压力进行有效控制也就更加清晰的恩熙了应力场的性质和变化趋势，对支护进行研究就保证了巷道内结构的安全稳定。

参考文献

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