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浅谈软岩巷道支护
作者:张法兵来源:《科学与财富》2016年第13期
摘要:随着煤矿开采深度的加大,矿山压力显现明显,巷道支护十分困难,许多原本不是软岩的岩体成为工程软岩。软岩巷道问题长期困扰着矿井正常的生产接续。通过对软岩巷道稳定性研究,可对复杂条件下巷道的支护、施工技术起到补充、完善的作用。研究软岩巷道支护、施工对煤矿安全生产和经济效益有着重大的意义。
关键词:煤矿巷道掘进软岩支护方式
一、前言
深井地压问题是矿井开采达到一定深度后出现的一大技术难题。当开采深度达到一定深度后,巷道周边的集中应力超过了巷道围岩的强度,巷道周边会产生各种形式的破坏,矿压显现变得更剧烈,与浅部岩层相比,差异较大。在矿井深部,即使在岩体本身强度较高的岩层内,也会出现类似软岩问题,即围岩压力大,支护困难。
二、软岩巷道的特征及支护
1、软岩巷道的特征
软岩巷道最明显的特征是地压显现比较剧烈,巷道维护困难,主要表现在围岩的自稳时间短、来压快、围岩变形量大、速度快、持续时间长、四周来压、底鼓明显、遇水膨胀、变形加剧,可以用4个字来概括:松、散、软、弱。
2、软岩巷道支护困难原因
造成软岩巷道矿压显现明显,支护困难的原因是多方面的,最主要的原因有以下几个方面。
(1)岩层成岩年代晚,胶结程度差
我国软岩矿区主要分布在开采新生界第三纪褐煤和开采中生界上侏罗纪的褐煤的矿区,这些矿区岩层非常松软破碎,易风化,因此怕风、怕水、怕震。
(2)岩石强度低
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煤矿软岩多为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩等,单项抗压强度都比较低。由于岩石强度低,在中等或稍高应力水平状态下就能产生较大的围岩变形,支护困难。
(3)节理发育,岩体破碎
有些矿区,虽然岩体强度较高,但由于节理比较发育,岩体破碎,支护也十分困难。所以,在岩体强度高的节理发育地层,也会出现软岩的特征。
(4)围岩应力水平高
岩石强度低是形成软岩的重要因素,但这只是问题的一个方面。岩石强度高低是一个相对概念,它与地应力紧密相联,如果岩石强度低,但地应力绝对值也低,就变现不出软岩的特征。围岩应力水平高,表现在以下三个方面:
①巷道埋深大②构造应力大③集中应力作用
(5)岩石吸水膨胀
遇水膨胀地层多含有蒙脱石、伊利石、高岭石等粘土矿物成分,亲水后产生明显的体积膨胀,巷道开挖在这种地层中,若治水措施不当极难支护。
3、软岩巷道围岩变形破坏机理
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