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[摘 要]本文主要阐述了煤岩体的力学性质与开采深度、深井巷道的维护措施等问题，同时，对形成冲击地压的主要因素分析。
[关键词]深井巷道；维护；冲击地压；因素
中图分类号：lTD2 文献标识码：1A 文章编号：1009-914X（2013）22-0030-01
岩层的自重应力、温度及湿度等随开采深度的增加而不断增大。深部岩体本身绝对强度较高，而因许多因素的影响，可能出现类似软岩的问题，造成支护困难。开采深度增大，巷道围岩周边出现高应力集中，如果其数值超过围岩本身的强度，围岩内裂隙倍增的结果会造成围岩体积的扩容膨胀，直到破坏。胀体向巷道空间内移，长时间不能稳定，扰动范围较大，作用在支架上的压力增加，造成巷道支架折梁断腿，冒顶塌方，破坏生产系统。
一些生产实例分析表明，深井围岩采准巷道的破坏方式分为两种基本类型：中硬强度以下和层理比较发育的围岩在压力的共同作用下出现松动破坏、松脱压力造成的支护失败。软弱岩石在长期集中压力的作用下，出现体积膨胀、流变变形造成支护失败。这两种类型的巷道破坏，在开采浅部时显现的破坏现象还不明显。所以，巷道所处位置深度是确定巷道稳定性的重要因素，也与顶、底板岩石的应力状态相关。
1、煤岩体的力学性质与开采深度
不同的采深影响矿压变化。例如，采煤工作面前方开采煤层变形；因回采而形成的支承壓力的大小及范围；工作面与采空区上方“梁”和“拱”的结构形式；巷道顶底板及两帮岩石采动影响的临界深度；煤与瓦斯突出、冲击矿压出现的频率；伴随开采而出现的冒顶、底鼓、煤层挤出等现象，都取决于煤岩的强度参数，与采深关系密切。
1.1 软弱泥岩应力超限初次显现的深度约为600m，而砂岩为900m。从两岩石的平均强度看，泥岩在1400m以下的深度发生类似岩石突出的应力超限现象；砂岩中的开采深度内一般不发生这种现象。
因砂岩抗压强度随采深的增加而增加的梯度大，所以，在深井开采中，要设法把巷道布置在坚硬的砂岩中。
1.2 在一些矿井，煤巷的比例较大，随着采深的增加，避免煤巷片帮会成为深井开采的主要问题。
1.3 同样的煤系地层中，顶板发生断裂的跨距随采深的增大而减少，采深越大，煤压疏的范围越大，失控的跨距越大。应通过现场的矿压观测，掌握初次垮落、初次来压及周期来压步距，不能类比该矿浅部开采时的矿压参数。
1.4 在有软底的煤层中，深度巷道的底鼓比浅部巷道必然严重的多，降低巷道两帮的压力是避免底鼓的基本方法。巷道围岩应力的大小不但决定于赋存深度，还与采空区的相对位置关系及巷道的支护形式和维护方法密切相关。
2、深井巷道的维护措施
开采浅部时采用一些常规支护和加固方法，并且还采用以下方法：
2.1 缩小巷道断面，多卷掘进
开采的深度越大，生产系统要求的巷道断面就越大，受自重应力影响，很难维护。一些深井的开采表明，在采深达到近1000m时，维护就非常困难。巷道的极限断面不但与采深相关，还与岩石的强度相关。
随开采深度开的增加及岩石强度的弱化，巷道的稳定断面减小，由于强度的影响，如果是太深度上的破坏，软弱巷道破坏程度则更加明显。为保证其稳定性，可采用两条相互平行的小断面巷道代替；为避免应力叠加，两平行巷道。
2.2 按计划超前翻修
在巷道支架的可缩量接近于极限可缩量时，就必须对巷道进行翻修。支架不仅能复用，还节约材料，能提高修复速度的一至三倍，还能使围岩大规模移动，为修复后的巷道稳定奠定基础。
2.3 掘进时预留断面
深巷道的维护费与巷道断面成比例。实践表明，巷道断面增大lm，掘进劳动量增加45%，则维护工作量却减少近30%，维修次数降低一倍。
2.4 主动增设补强支柱控制围岩
巷道围岩移动是因为岩石破坏后体积增加造成的。
巷道围岩的松散系数，越深入岩体其取值就越小。
3、形成冲击地压的主要因素分析
3.1 煤层因素
具有冲击危险的煤层的特点为：煤层的煤质较硬，可能发生脆性破坏。煤体在达到强度极限之前的变形表现为弹性变形。煤层自然含水率低，一般不超过3%。煤层厚度较大和厚度变化较大。
3.2 开采深度因素
是冲击地压出现的外在因素。能不能出现冲击地压，外在因素是导火索。煤体所处的应力水平是主要因素之一。
从顶板 煤体体系上看，受上覆岩层的重力作用，尤其是由于采掘活动，遭受叠加应力的影响后，煤体破坏的程度及岩体积聚的弹性可以逐渐提高，如果有诱发条件就可能在瞬时把煤体抛出，形成不同等级的冲击地压。可见，煤矿中出现的冲击地压多为煤体突出。
3.3 煤层顶底板强度因素
冲击地压是能量突然释放的过程，具有冲击倾向的煤体，单位体积积聚的能量越高，冲击的危险性越大。在顶底板强度较高的条件下，开采后的悬露面积大，顶底板的相对运动对煤体形成夹持作用，在煤体一定深度范围内形成较高支承压力，促使煤体逐渐变形；由于顶底板强度较高，变形量较小，煤体中积聚的能量不易被顶底板由于破碎而吸收，所以，可能出现冲击地压。反之，顶底板强度较低，冲击倾向性也就相应减小。
3.4 地质构造因素
地质构造对冲击地压的产生具有较大的影响。在构造应力集中的地带，构造应力也促使冲击地压的发生。而在采掘接近大断层时，经常发生强度较大的冲击地压，主要原因是：顶板岩梁被折断后，失去或减少了传递力的联系，可能出现应力集中和大范围内的顶板活动，这时发生冲击地压的强度也较大。冲击地压的出现受构造因素的影响很大。
参考文献
[1] 孙学会：复杂开采条件下冲击地压及其防治技术，北京，冶金工业出版社，2009.4.
[2] 郭奉贤、席振修：煤矿开采与掘进，北京，煤炭工业出版社，2008.10.
[3] 郭奉贤：采矿生产技术，北京，煤炭工业出版社，2010.11.
[4] 张先尘、钱鸣高等：中国采煤学，北京，煤炭工业出版社，2003.3.
[5] 曹允伟大、王春城等：煤矿开采方法，北京，煤炭工业出版社，2005.8.
[关键词]深井巷道；维护；冲击地压；因素
中图分类号：lTD2 文献标识码：1A 文章编号：1009-914X（2013）22-0030-01
岩层的自重应力、温度及湿度等随开采深度的增加而不断增大。深部岩体本身绝对强度较高，而因许多因素的影响，可能出现类似软岩的问题，造成支护困难。开采深度增大，巷道围岩周边出现高应力集中，如果其数值超过围岩本身的强度，围岩内裂隙倍增的结果会造成围岩体积的扩容膨胀，直到破坏。胀体向巷道空间内移，长时间不能稳定，扰动范围较大，作用在支架上的压力增加，造成巷道支架折梁断腿，冒顶塌方，破坏生产系统。
一些生产实例分析表明，深井围岩采准巷道的破坏方式分为两种基本类型：中硬强度以下和层理比较发育的围岩在压力的共同作用下出现松动破坏、松脱压力造成的支护失败。软弱岩石在长期集中压力的作用下，出现体积膨胀、流变变形造成支护失败。这两种类型的巷道破坏，在开采浅部时显现的破坏现象还不明显。所以，巷道所处位置深度是确定巷道稳定性的重要因素，也与顶、底板岩石的应力状态相关。
1、煤岩体的力学性质与开采深度
不同的采深影响矿压变化。例如，采煤工作面前方开采煤层变形；因回采而形成的支承壓力的大小及范围；工作面与采空区上方“梁”和“拱”的结构形式；巷道顶底板及两帮岩石采动影响的临界深度；煤与瓦斯突出、冲击矿压出现的频率；伴随开采而出现的冒顶、底鼓、煤层挤出等现象，都取决于煤岩的强度参数，与采深关系密切。
1.1 软弱泥岩应力超限初次显现的深度约为600m，而砂岩为900m。从两岩石的平均强度看，泥岩在1400m以下的深度发生类似岩石突出的应力超限现象；砂岩中的开采深度内一般不发生这种现象。
因砂岩抗压强度随采深的增加而增加的梯度大，所以，在深井开采中，要设法把巷道布置在坚硬的砂岩中。
1.2 在一些矿井，煤巷的比例较大，随着采深的增加，避免煤巷片帮会成为深井开采的主要问题。
1.3 同样的煤系地层中，顶板发生断裂的跨距随采深的增大而减少，采深越大，煤压疏的范围越大，失控的跨距越大。应通过现场的矿压观测，掌握初次垮落、初次来压及周期来压步距，不能类比该矿浅部开采时的矿压参数。
1.4 在有软底的煤层中，深度巷道的底鼓比浅部巷道必然严重的多，降低巷道两帮的压力是避免底鼓的基本方法。巷道围岩应力的大小不但决定于赋存深度，还与采空区的相对位置关系及巷道的支护形式和维护方法密切相关。
2、深井巷道的维护措施
开采浅部时采用一些常规支护和加固方法，并且还采用以下方法：
2.1 缩小巷道断面，多卷掘进
开采的深度越大，生产系统要求的巷道断面就越大，受自重应力影响，很难维护。一些深井的开采表明，在采深达到近1000m时，维护就非常困难。巷道的极限断面不但与采深相关，还与岩石的强度相关。
随开采深度开的增加及岩石强度的弱化，巷道的稳定断面减小，由于强度的影响，如果是太深度上的破坏，软弱巷道破坏程度则更加明显。为保证其稳定性，可采用两条相互平行的小断面巷道代替；为避免应力叠加，两平行巷道。
2.2 按计划超前翻修
在巷道支架的可缩量接近于极限可缩量时，就必须对巷道进行翻修。支架不仅能复用，还节约材料，能提高修复速度的一至三倍，还能使围岩大规模移动，为修复后的巷道稳定奠定基础。
2.3 掘进时预留断面
深巷道的维护费与巷道断面成比例。实践表明，巷道断面增大lm，掘进劳动量增加45%，则维护工作量却减少近30%，维修次数降低一倍。
2.4 主动增设补强支柱控制围岩
巷道围岩移动是因为岩石破坏后体积增加造成的。
巷道围岩的松散系数，越深入岩体其取值就越小。
3、形成冲击地压的主要因素分析
3.1 煤层因素
具有冲击危险的煤层的特点为：煤层的煤质较硬，可能发生脆性破坏。煤体在达到强度极限之前的变形表现为弹性变形。煤层自然含水率低，一般不超过3%。煤层厚度较大和厚度变化较大。
3.2 开采深度因素
是冲击地压出现的外在因素。能不能出现冲击地压，外在因素是导火索。煤体所处的应力水平是主要因素之一。
从顶板 煤体体系上看，受上覆岩层的重力作用，尤其是由于采掘活动，遭受叠加应力的影响后，煤体破坏的程度及岩体积聚的弹性可以逐渐提高，如果有诱发条件就可能在瞬时把煤体抛出，形成不同等级的冲击地压。可见，煤矿中出现的冲击地压多为煤体突出。
3.3 煤层顶底板强度因素
冲击地压是能量突然释放的过程，具有冲击倾向的煤体，单位体积积聚的能量越高，冲击的危险性越大。在顶底板强度较高的条件下，开采后的悬露面积大，顶底板的相对运动对煤体形成夹持作用，在煤体一定深度范围内形成较高支承压力，促使煤体逐渐变形；由于顶底板强度较高，变形量较小，煤体中积聚的能量不易被顶底板由于破碎而吸收，所以，可能出现冲击地压。反之，顶底板强度较低，冲击倾向性也就相应减小。
3.4 地质构造因素
地质构造对冲击地压的产生具有较大的影响。在构造应力集中的地带，构造应力也促使冲击地压的发生。而在采掘接近大断层时，经常发生强度较大的冲击地压，主要原因是：顶板岩梁被折断后，失去或减少了传递力的联系，可能出现应力集中和大范围内的顶板活动，这时发生冲击地压的强度也较大。冲击地压的出现受构造因素的影响很大。
参考文献
[1] 孙学会：复杂开采条件下冲击地压及其防治技术，北京，冶金工业出版社，2009.4.
[2] 郭奉贤、席振修：煤矿开采与掘进，北京，煤炭工业出版社，2008.10.
[3] 郭奉贤：采矿生产技术，北京，煤炭工业出版社，2010.11.
[4] 张先尘、钱鸣高等：中国采煤学，北京，煤炭工业出版社，2003.3.
[5] 曹允伟大、王春城等：煤矿开采方法，北京，煤炭工业出版社，2005.8.