煤矿回采巷道矿山压力控制与支护
李屹博1 2
1河南理工大学，河南洛阳471000
2洛阳市煤炭工业管理局河南洛阳471000
摘要：在煤矿生产中，对回采巷道矿山压力控制和支护关系着采煤工作的安全，这项内容也是我国煤矿产业技术人员所致力研究的重要课题之一。

文章提出了回采巷道矿山压力控制的理论和模型，接着确定了回采巷道侧煤柱支护参数，最后文章还分析了巷道矿山压力控制和支护选型设计，提出了相应的煤矿顶板控制策略。

希望通过这样的探讨分析能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对煤矿回采巷道矿山压力控制与支护的实际工作发挥指导作用。

关键词：煤矿；回采巷道；矿山压力；支护技术；压力控制
前言：在煤矿开采过程中，煤矿回采巷道矿山压力控制与岩层运动、应力场应力大小、应力分布条件等有着紧密的联系。

其中，顶板坍塌事故、岩层运动破坏与重力应力场密切相联，应力条件的实现都是岩层运动和破坏的结果。

为了保证煤矿生产的安全，保证人们的生命安全，提高煤矿开采的效益，探讨分析煤矿回采巷道矿山压力控制的相关问题，并提出相应的压力控制与巷道支护策略无疑具有重要的现实意义。

1 回采巷道矿山压力控制的理论和模型
在回采巷道开掘和维护的过程中，促使围岩运动破坏的矿山压力来源及其相对推进的位置和时间可以分为三种类型，
1.1采动支承压力压力影响范围之外，也就是在原始应力场中开掘和维护的巷道。

从原始应力场的的特征来看，该压力的来源可能有两种情况，一种是来源于上覆岩层的重力，它是单一重力作用的原始应力场；另一种是来源于重力和残余构造应力的综合作用，存在残余构造应力的原始应力场。

1.2在采动支承压力分布范围的内应力场中开掘和维护巷道。

在这个范围之内，巷道围岩应力大小由岩层重力所决定的。

在实际工作中，如果岩层运动完全停止，那么该范围内的应力便会变得非常小。

1.3在采动支承压力分布中高应力区中开掘和维护的巷道。

在这种情况下，围岩的应力来源于围岩整体重力。

2 煤矿回采巷道矿山压力控制措施
2.1 科学地确定巷道开掘地点在岩层运动已受到破坏的煤层开掘中，应该先要确定内应力场的影响范围，最大程度地将巷道开掘的内应力场推置到内外应力场临界点上，即内应力场的边界位置。

在不进行回收的前提下，对内应力场中巷道进行开掘的最好方法为增加留煤柱的宽度值，这种方法的优势在于：可把护巷煤柱受到的压力以及变形量削减至最低限，当限度减少时，对应的安全系数就会增加；如果线缩小内应力场内的巷道留煤柱宽度，就应该防止巷道漏风等不良状况的出
现，并且等到内应力场彻底稳定后方可开展巷道开掘作业。

2.2合理设置巷道开掘时间通过对煤矿回采巷道内应力场煤层带的应力与变形量的分析，在充分认识对应位置所体现关系的基础上，可以得出以下结论：这些作业的重要内容组成就是对巷道开掘时间加以严格确定。

对巷道变形破坏进行控制的重点就是：在确保回采工作顺利进行的前提下，当开掘至特定距离以及事先计算并设定的时间内，再开掘内应力场中的巷道。

在开掘进程中，应严格关注滞后时间域距离，使其能够达到回采巷道开掘与维护稳定、持续进行的目的。

对巷道的开掘时间来讲，应要进行精确计算与考核，保持其正确、合理，开掘时间与开掘位置一样，是回采巷道开掘与维护的工作重点，在矿山压力控制中不容忽视的。

3 做好相应的支护设计工作
3.1 认清发展过程支护设计的影响因素有巷道开掘与维护时间、内应力场受力变形过程等内容。

根据影响因素，将支护设计过程分成内应力场形成前阶段与形成阶段。

（1）形成前阶段的发展过程。

其一是在工作面推进之前，在原有巷道压力作用影响下的发展过程；其二是工作面推进后，由采场推进作用而引起的回采空间增加，矿山压力呈现递增状态，弹性压缩与塑性破坏自煤壁边沿起始，逐渐纵深扩张的过程；其三，当工作面推进到内应力场中完全处于塑性破坏状态时，在采场推进与支撑压力持续增加形势下，承压压力快速递减的发展过程。

（2）内应力场形成阶段。

即工作面长度决定进入裂断破坏拱内所有上覆岩层裂断运动和发展的全过程，通常是第一岩梁裂断运动的发展过程、第二岩梁裂断运动的发展过程、第三岩梁裂断运动的发展过程。

此阶段中，在矿山压力作用下，内应力场范围煤层会出现压缩变形现象，其显著特点就是每次压力和压缩变形都具有较为明显的增减过程。

3.2 开展支护设计在充分认识内应力场各阶段发展过程的基础上，来选取针对性的支护设计方案。

对煤矿回采巷道进行支护设计的关键通常是将采场结构力学模型的动态发展规律当成理论基础，其优势为能够系统地对不同空间条件下的内应力场开掘与维护所出现的技术难点加以处理，并对支护进行定量设计与研究。

（1）分析范围预测与发展规律。

其工作内容就是处于采动支撑作用方位岩层运动及破坏形势下，对影响内应力场范围与岩层运动的矿山压力规律进行分析。

（2）确定矿压控制设计基础。

要综合多种空间形势，对煤矿回采巷道矿山压力的来源、大小、裂断岩梁运动情况等内容加以研究，并且应结合重要动态发展理论“采场结构力学”，全面而系统地进行分析研究。

（3）完善巷道科学的支护设立理论内容。

在认清压力大小、来源等信息的基础上，并要判定岩层破坏带给支护设计的影响，把原有的经验总结时期转换成当前科学化发展阶段。

4 结束语
基于以上分析论述，在分析与研究煤矿回采巷道矿山压力与支护的基础上，找到矿压控制与设计的关键所在，为后续工作的开展提供强有力的理论支撑。

在确定开掘位置、时间以及针对性的调查研究之后，就需要对内外应力场的分布规律继续拧综合而有效的预测，有利于采取合理对策对其进行控制，确保回采巷道开掘与维护的稳定性。

今后在实际工作中需要根据具体情况采取相应的压力控制和巷道支护策略，保证煤矿开采的顺利进行，保障作业的安全，提高整个煤矿开采的综合效益。

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