浅谈煤矿深井软岩巷道支护
【摘 要】软岩巷道支护随着煤矿开采深度增加变得愈加困难,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。针对此类矿山需求,本文以软岩巷道支护为研究对象,在阐述了软岩的基本概念和软岩巷道支护现状的基础上,提出了可缩性金属支架结合锚注支护的复合型支护方式,对于巷道围岩控制具有重要意义。
【关键词】深井;软岩巷道;可缩性金属支架;复合型支护
1. 软岩的基本概念
软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高应力的岩体之总称,分为地质软岩和工程软岩两类。前者是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量的膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱层;后者是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体,工程力是指作用在工程岩体上的力的总和,它可以是重力、构造残余应力、水平作用力和工程扰动力以及膨胀应力等,显著性塑性变形是指以塑性变形为主体的变形量超过了工程设计的允许变形值,并影响了工程的正常使用。工程软岩的基本概念揭示了软岩的相对性实质,即是否为软岩取决于工程力与岩体强度的相互关系。当工程力一定时,不同岩体可能表现为硬岩特性,也可能表现为软岩的特性,而对于同一种岩石,在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性,在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。
2. 深井软岩巷道支护存在的问题
牵涉到工程安全问题时,人们对此关注度较高。我国历来重视软岩巷道支护安全,尤其是在当前大多数煤炭进入深井开采模式的背景之下,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。但在关于软岩巷道支护理论认识和方法研究方面还是存在一定误差,依笔者来看主要包括以下几个方面:
(1)围岩变形破坏机理。以往人们普遍认为巷道支护仅是巷道开挖后采取支架支护的过程。巷道支护是对围岩的支护过程这个说法没什么问题,但必须建立在充分认识围岩变形破坏机理的基础上,只有深入透彻地研究变形机理,才能选择适当的支护时机和支护形式,使支护与围岩变形相协调。
(2)支护对策。采用硬岩巷道的支护方式来解决软岩支护问题这种做法是不正确的,因为软岩巷道与硬岩巷道的变形破坏特征完全不同,需要研究适合于软岩的支护对策。
(3)支护参数。巷道稳定性是巷道支护主要考虑的问题,选择合适的支护参数对于巷道稳定性十分重要。以往人们通常采用工程类比法,工程地质条件较简单时类比法基本满足要求,但在地质条件复杂的情况下很难通过此法来决定软
浅谈煤矿深井软岩巷道支护
【摘 要】软岩巷道支护随着煤矿开采深度增加变得愈加困难,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。针对此类矿山需求,本文以软岩巷道支护为研究对象,在阐述了软岩的基本概念和软岩巷道支护现状的基础上,提出了可缩性金属支架结合锚注支护的复合型支护方式,对于巷道围岩控制具有重要意义。
【关键词】深井;软岩巷道;可缩性金属支架;复合型支护
1. 软岩的基本概念
软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高应力的岩体之总称,分为地质软岩和工程软岩两类。前者是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量的膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱层;后者是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体,工程力是指作用在工程岩体上的力的总和,它可以是重力、构造残余应力、水平作用力和工程扰动力以及膨胀应力等,显著性塑性变形是指以塑性变形为主体的变形量超过了工程设计的允许变形值,并影响了工程的正常使用。工程软岩的基本概念揭示了软岩的相对性实质,即是否为软岩取决于工程力与岩体强度的相互关系。当工程力一定时,不同岩体可能表现为硬岩特性,也可能表现为软岩的特性,而对于同一种岩石,在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性,在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。
2. 深井软岩巷道支护存在的问题
牵涉到工程安全问题时,人们对此关注度较高。我国历来重视软岩巷道支护安全,尤其是在当前大多数煤炭进入深井开采模式的背景之下,迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。但在关于软岩巷道支护理论认识和方法研究方面还是存在一定误差,依笔者来看主要包括以下几个方面:
(1)围岩变形破坏机理。以往人们普遍认为巷道支护仅是巷道开挖后采取支架支护的过程。巷道支护是对围岩的支护过程这个说法没什么问题,但必须建立在充分认识围岩变形破坏机理的基础上,只有深入透彻地研究变形机理,才能选择适当的支护时机和支护形式,使支护与围岩变形相协调。
(2)支护对策。采用硬岩巷道的支护方式来解决软岩支护问题这种做法是不正确的,因为软岩巷道与硬岩巷道的变形破坏特征完全不同,需要研究适合于软岩的支护对策。
(3)支护参数。巷道稳定性是巷道支护主要考虑的问题,选择合适的支护参数对于巷道稳定性十分重要。以往人们通常采用工程类比法,工程地质条件较简单时类比法基本满足要求,但在地质条件复杂的情况下很难通过此法来决定软