軟巖礦井采區巷道優化設計分析論文

時間：2021-04-18 15:28:15 論文我要投稿

軟巖礦井采區巷道優化設計分析論文

　　【摘要】在礦區采礦的過程中需要修建礦井，以便于深度采礦工作的開展。在礦井建設的過程中，會遇到一些軟巖地帶，因為巖土強度較低，給礦井采礦區巷道施工帶來了一定的難度。本文結合實際案例，就詳細的分析探討了軟巖礦井采礦區巷道的優化設計，為我國軟巖礦井采礦巷道的設計提供了相應的案例。

軟巖礦井采區巷道優化設計分析論文

　　【關鍵詞】軟巖；礦井；采區；巷道；優化設計

　　1案例概述

　　某煤礦東西寬度為4.81km，南北方向的長度為6.03km，總面積為28.99km2。在經過詳細的勘察計算后于1990年年底移交投入生產。在開采過程中采用中央立井單水平上下山開拓，通風方式選擇的是中央并列式通風方式。在進行井下生產的過程中，實施的是一井一面的生產模式，通過綜放開采技術進行開采，在生產過程中實現了全過程的監控生產，確保了生產過程的透明化。該煤礦原巖最大主應力值為9.79～12.05MPa，傾角為1.5～9.6°，方位角為254～274°，近水平最大主應力值約為垂直應力值的1.7倍。

　　2巷道圍巖變形破壞特征

　　因為巷道的圍巖是碎裂結構，因此其節理發育強度很低。在進行煤礦挖掘的過程中，巷道會受到采動的影響，進而導致圍巖發生一定的'擠壓流動性變形。在實際的采礦過程中，巷道所發生的變形主要具有以下特點：巷道在挖好后因為原來的內部壓力發生變化，使得圍巖存在較大的變形，因為巷道的存在會是整個巷道內的整體結構發生變化，導致礦壓發生劇烈的變化。在回采巷道掘進時，巷道的頂板以及底板移近的速度最高能夠超高100mm/d。此外，巷道內圍巖流動性較強，在挖掘后很長一段時間都無法保持穩定，發生變形的速度相對較快。因為圍巖結構穩定性較低，因此其極易受到外界的影響，在采礦過程中無論是返修還是放炮，都會導致整體的結構發生變化，使得圍巖的變形進一步的加大。因為巷道的底板處的移動量要大于兩側，因此存在十分嚴重的變形形象，底板處的鼓包十分的嚴重。在礦區開采的過程中，影響的范圍十分的大，越是靠近工作區域的巷道所受到的影響越大，變形十分的影響。

　　3軟巖礦井采區巷道優化設計

　　為了提高亢進采礦區巷道的整體強度，確保采礦時巷道的穩定性，相關的部門對于巷道進行了整體的優化設計，針對地質條件進行了相應的優化設計，具體包括以下內容：

　　3.1巷道位置優化

　　考慮到該礦區所在區域的巖層分布十分的不均勻，因此必然存在一些巖層是非軟巖地質，因此在進行采取選擇時，進行巷道的開鑿時盡量的選擇一些巖層強度較高的區域，盡量避免軟巖區域，這樣能夠有效的提高巷道的穩定性，確保采取時巷道的強度能夠滿足相應的適應要求。

　　3.2對巷道方向進行優化

　　在進行礦區巷道設計的過程中，巷道開挖后重新分布的應力與開挖之前的應力比值就是應力集中系數，其能夠有效的反映出巷道中應力的集中情況。在進行巷道設計的過程中，不同形狀的巷道在設計時其頂板的應力集中系數會跟隨自然應力比值系數的變化而進行線性增加。在構造應力的作用之下，自然應力的比值系數一般都在1以上，而底板的重新分布應力因為集中程度過高，很容易被破壞，容易導致底板發生變形。因此在巷道設計的過程中一定要注意控制構造應力，其往往是導致巷道發生變形的主要原因。在進行巷道設計的過程中，通過優化巷道的方向能夠有效的控制構造應力，確保巷道的穩定，降低其對于巷道穩定性的影響。

　　3.3控制回采工作面接續

　　在該礦區開采的過程中，剛開始接續工作面采取采區內工作面前進式跳采，導致中巷始終受到采動壓力的影響；并同時形成“孤島”式工作面開采的問題，而“孤島”式開采導致工作面兩巷始終受到采動壓的影響。采用將中巷送到采區邊界，從采區邊界進行后退式兩翼跳采，即一翼開采，另一翼進行準備；從而避免了中巷始終受到采動壓力影響及“孤島”式工作面開采的問題。

　　3.4礦井巷道斷面幾何形狀的優化

　　軟巖礦井巷道斷面幾何形狀的選定，既要滿足設備布置與安全運行、通風、排水、行人等綜合需要，還要保證圍巖及支護承受應力的狀態良好，提高圍巖自支撐能力。

　　3.5巷道應力集中區的優化

　　軟巖巷道在交叉處及曲率變化，斷面大小更迭時多在其處產生集中應力；為此在設計過程中盡量避免或減少大斷面巷道交岔、直角度交岔或斷面直接變換，做成曲線變換和斷面大小過度變換。

　　4結語

　　在進行礦區開采的過程中，礦井開采區巷道的穩定性直接影響著礦井的安全與開采效率。軟巖去的礦區地質較為松軟，并且在采礦過程中會導致礦區內圍巖發生應力變化，導致巷道發生變形，對此相關的設計人員應當對巷道進行優化設計，綜合采用多種方法提高巷道的穩定性，確保礦區的正常開采。

　　參考文獻

　　[1]張勝軍，方旭華.軟巖礦井采區巷道優化設計[J].大科技，2016，22（7）：215~216.

　　[2]張志強，王平.靈東煤礦軟巖巷道底臌機理與治理方法[J].科技與企業，2014，19（11）：239.

　　[3]劉磊.沛城煤礦過軟巖巷道支護設計[J].大科技，2015，21（32）：117~118.

　　[4]李英輝，張延斌.金寶屯煤礦深礦井軟巖巷道支護的研究[J].管理學家：學術版，2014，32（1）：195~196.

　　[5]遲福海.高應力軟巖下礦井巷道支護措施探討[J].黑龍江科技信息，2014，16（1）：95.