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[摘 要]影响巷道变形破坏的主要是围岩自身性质和其构造特征因素，围岩自身性质对巷道变形与破坏有决定性作用，如存在膨胀性软弱岩石巷道变形和破坏程度将会相对剧烈[1]。其次，巷道的变形和破坏也与岩体本身破坏状态和围岩构造特征有很大关联，其中最大的影响是受原生沉积形成的弱面层理与地质构造应力引起且通常成组出现的微细裂隙形成的节理的影响。
[关键词]回采巷道；巷道变形；破坏机理；破坏因素；
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0338-01
一、影响回采巷道破坏的主要因素
埋藏深度是影响巷道破坏的重要因素，随着矿井的向深部延伸，井下围岩温度和地应力也随之增加，高温度使岩石从脆性向塑性转化促使巷道围岩产生塑性变形，高应力使巷道顶底板移近量通常加大，巷道变形加重，当遇到底板软弱时底鼓更严重，巷道控制更加困难。
煤层倾角是个重要因素，由于围岩来压方向主要垂直于顶底板，故巷道主要受压方向主要受煤层倾角，倾角往往能改变巷道变形破坏形式。一般倾斜煤层中的巷道则常出现非对称变形和破坏，而对近水平煤层，顶板则对称弯曲下沉，当顶板中存在大倾角的密集光滑节理时，则抽条式局部冒顶[2]。
地质构造对巷道破坏也有影响，断层是最常见到的构造破坏，断层两侧通常存在大量断层角砾岩和断层泥等，这些被破坏的松散集合体岩体未经胶结成岩石，有些片理化具有断层擦痕，因此这些松散集合体之间的摩擦力和粘结力都很小，这就造成围岩自承能力差，一旦悬露就很容易冒落。褶曲有时会改变原岩应力分布，小褶曲可能使巷道顶板局部破碎。巷道处于这种地质构造破坏带，经常会发生不同规模的冒顶事故。
水对巷道破坏也有较大的影响，巷道围岩中含水较大时，将会加快和加剧巷道的变形和破坏。对于节理发育的坚硬岩层，水使受节理剪切的破碎岩块之间的摩擦系数减小，容易造成个别岩块滑动和冒落。同时，岩石受水后普遍有软化现象，使其强度降低。对于泥质类软岩，遇水后会出现泥化、崩解、膨胀、碎裂等现象，从而可能造成围岩产生很大的塑性变形。由于通过裂隙流到巷道中的水首先浸湿巷道底板，所以水的存在又是巷道底鼓的常见原因之一[3]。
时间对巷道破坏也有一定的影响，由于许多岩石具有流变性，所以即使巷道处于静载荷作用下，随时间增长变形也会缓慢地增加。时间因素不仅对软岩影响很大，而且对某些坚硬岩石有时也可产生明显影响。
此外，巷道位置的选择和巷道断面形状及大小对巷道破坏也有影响，巷道位置的确定原则之一，就是将主要岩巷布置在煤层底板的坚硬岩层中。然而，由于受煤层赋存条件和地质因素的影响及限制，为方便开采，一般将主要大巷和采区上下山布置在距煤层相对较近的底板岩层中，穿层位掘进巷道，围岩性质不稳定。由于岩层地质条件非常复杂，巷道支护不单纯受岩层的重力作用，有时周围都受到很大的围岩膨胀压力，甚至有的巷道的侧压比顶压大几倍。若一是采用常规的梯形、半圆拱、切圆拱或三心拱形断面显然难以适应，二是在同样条件下巷道断面越大，易引起应力集中，巷道的变形破坏就越严重。反之，巷道的變形破坏就越小。因此，合理选择断面形状和大小对控制巷道的稳定尤为重要。
二、回采巷道发生变形破坏的表现及特点
回采巷道变形破坏具体为：有时候“工”字型钢梯发生变形、巷道断面面积有所缩减、在顶板压力的作用下支架发生变形或折断、支护的巷道具体形状发生显著改变。
回采巷道变形破坏的基本特点通常表现为以下几个方面：首先，当巷道一侧的煤层被采空，此时煤矿的巷道容易发生变形，而巷道两侧的煤层均为开采时，巷道会在长时间内保持相对稳定的形态。其次，同一巷道内部，处于煤矿开采影响范围内的巷道较非影响范围内的巷道更容易发生变形。最后，就巷道围岩的稳定情况而言，回采巷道的具体位置如果位于煤层相对稳定的单一煤层中，巷道内部的顶部与底部的板岩比较坚硬，在煤矿开采过程中与煤矿运输过程中能够保持稳定的形状，一般不用采取维护加固措施；当巷道具体位置位于矿井内部岩石成分相对复杂的煤层当中时，在煤矿开采与运输的过程中，巷道的形态会发生不同程度的变形，需要投入一定的维护成本对巷道进行检修与维护[4]。
三、影响回采巷道变形破坏的主要因素
回采巷道发生变形破坏所受围岩变形的具体影响，在巷道开挖施工后，围岩应力确定着巷道是否会发生形变破坏，当围岩应力在围岩屈服极限之内时，无需支护手段巷道也能处于非常稳定的状态下。当围岩应力超过围岩的屈服极限时，围岩将失去弹性形变状态，进入塑性状态，处于塑性之内的围岩称为塑性区。塑性状态下的围岩在外力的作用下容易产生围岩塑性变形，进而导致巷道发生变形。当巷道支护所承受的阻力不变的情况下，此时巷道内部的塑性区域半径与塑性区域周围的位移情况随巷道内围岩强度的变大而发生减小。在这种情况下，巷道如果是见顶见底的或是处于上分层时，巷道的形态会处于一种相对稳定的状态之下，而处于这种状况下的处于断层带内的巷道，或是处于煤层比较松软的区域的巷道，巷道的稳定性就很难得到保障，容易发生变形[5]。
回采巷道变形破坏受重叠支撑压力影响，当煤矿回采巷道处于一侧已经被采空的煤体内时，随着煤矿开采面的不断向前推移，此时煤矿回采巷道会受到来自采空区内部所剩余的支撑力与煤矿开采面所产生的超前支撑力的双重压力。在双重压力的作用下，煤矿回采巷道所受到的采空区的残余压力不会因开采界面的推移而发生位移，而开采面所产生的超前支撑压力会随着开采面对转移而转移，为此在煤层向采空区凸出的拐角处会产生高于原岩应力数倍以上的重叠支撑压力。在这种强大的压力作用下，煤矿回采巷道会发生严重的变形破坏。
回采巷道变形破坏也受巷道支护影响，在单一分层的巷道内部，巷道内部的顶板相对完整，岩层结构也比较单一，这种巷道在煤矿开采与运输的过程中一般不会发生变形，此时通常采用工字钢梯形支架或是木支架来进行巷道支护。在下分层回采巷道中，巷道受到来自煤矿采动压力与巷道围岩应力的共同作用，此时巷道中支架所承受的压力严重超过了支架固有的承压范围，木支架在压力的作用下会折断，而工字钢支架则会在压力的作用下发生严重的变形，此时支架的两帮腿便会向巷道中间挤出，支架折断或是变形导致支架的承压能力消失或是下降，导致巷道棚距拉大或是导致巷道加强支护滞后， 种种状况都会导致巷道发生变形，不利于煤矿开采工作的进行。
结语
回采巷道变形破坏不仅受埋藏深度、煤层倾角、地质构造、水、时间、巷道位置的选择和巷道断面形状及大小的影响，还受围岩变形、重叠支撑压力和巷道支护影响，所以在应当对其进行加强支护，选择支护方式时不仅应该考虑到在不影响巷道正常使用和不使原基本支架受力状况进一步恶化情况下，还能减少塑性区的扩展范围、增加塑性自身强度提高自承能力、经济方便。
参考文献
[1] 高巍，王伟，王丰敏.煤矿回采巷道变形破坏机理及其加强支护[J].煤炭技术，2005，（09）.
[2] 东兆星.井巷工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2004.
[3] 杨嘉昌，李强.煤矿回采巷道变形破坏机理及其支护实践[J].中国西部科技，2009，（01）.
[4] 钱鸣高.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.
[5] 高宗明，李继勇.回采巷道变形分析及支护选择[J].中外企业家，2011，（04）.
[关键词]回采巷道；巷道变形；破坏机理；破坏因素；
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0338-01
一、影响回采巷道破坏的主要因素
埋藏深度是影响巷道破坏的重要因素，随着矿井的向深部延伸，井下围岩温度和地应力也随之增加，高温度使岩石从脆性向塑性转化促使巷道围岩产生塑性变形，高应力使巷道顶底板移近量通常加大，巷道变形加重，当遇到底板软弱时底鼓更严重，巷道控制更加困难。
煤层倾角是个重要因素，由于围岩来压方向主要垂直于顶底板，故巷道主要受压方向主要受煤层倾角，倾角往往能改变巷道变形破坏形式。一般倾斜煤层中的巷道则常出现非对称变形和破坏，而对近水平煤层，顶板则对称弯曲下沉，当顶板中存在大倾角的密集光滑节理时，则抽条式局部冒顶[2]。
地质构造对巷道破坏也有影响，断层是最常见到的构造破坏，断层两侧通常存在大量断层角砾岩和断层泥等，这些被破坏的松散集合体岩体未经胶结成岩石，有些片理化具有断层擦痕，因此这些松散集合体之间的摩擦力和粘结力都很小，这就造成围岩自承能力差，一旦悬露就很容易冒落。褶曲有时会改变原岩应力分布，小褶曲可能使巷道顶板局部破碎。巷道处于这种地质构造破坏带，经常会发生不同规模的冒顶事故。
水对巷道破坏也有较大的影响，巷道围岩中含水较大时，将会加快和加剧巷道的变形和破坏。对于节理发育的坚硬岩层，水使受节理剪切的破碎岩块之间的摩擦系数减小，容易造成个别岩块滑动和冒落。同时，岩石受水后普遍有软化现象，使其强度降低。对于泥质类软岩，遇水后会出现泥化、崩解、膨胀、碎裂等现象，从而可能造成围岩产生很大的塑性变形。由于通过裂隙流到巷道中的水首先浸湿巷道底板，所以水的存在又是巷道底鼓的常见原因之一[3]。
时间对巷道破坏也有一定的影响，由于许多岩石具有流变性，所以即使巷道处于静载荷作用下，随时间增长变形也会缓慢地增加。时间因素不仅对软岩影响很大，而且对某些坚硬岩石有时也可产生明显影响。
此外，巷道位置的选择和巷道断面形状及大小对巷道破坏也有影响，巷道位置的确定原则之一，就是将主要岩巷布置在煤层底板的坚硬岩层中。然而，由于受煤层赋存条件和地质因素的影响及限制，为方便开采，一般将主要大巷和采区上下山布置在距煤层相对较近的底板岩层中，穿层位掘进巷道，围岩性质不稳定。由于岩层地质条件非常复杂，巷道支护不单纯受岩层的重力作用，有时周围都受到很大的围岩膨胀压力，甚至有的巷道的侧压比顶压大几倍。若一是采用常规的梯形、半圆拱、切圆拱或三心拱形断面显然难以适应，二是在同样条件下巷道断面越大，易引起应力集中，巷道的变形破坏就越严重。反之，巷道的變形破坏就越小。因此，合理选择断面形状和大小对控制巷道的稳定尤为重要。
二、回采巷道发生变形破坏的表现及特点
回采巷道变形破坏具体为：有时候“工”字型钢梯发生变形、巷道断面面积有所缩减、在顶板压力的作用下支架发生变形或折断、支护的巷道具体形状发生显著改变。
回采巷道变形破坏的基本特点通常表现为以下几个方面：首先，当巷道一侧的煤层被采空，此时煤矿的巷道容易发生变形，而巷道两侧的煤层均为开采时，巷道会在长时间内保持相对稳定的形态。其次，同一巷道内部，处于煤矿开采影响范围内的巷道较非影响范围内的巷道更容易发生变形。最后，就巷道围岩的稳定情况而言，回采巷道的具体位置如果位于煤层相对稳定的单一煤层中，巷道内部的顶部与底部的板岩比较坚硬，在煤矿开采过程中与煤矿运输过程中能够保持稳定的形状，一般不用采取维护加固措施；当巷道具体位置位于矿井内部岩石成分相对复杂的煤层当中时，在煤矿开采与运输的过程中，巷道的形态会发生不同程度的变形，需要投入一定的维护成本对巷道进行检修与维护[4]。
三、影响回采巷道变形破坏的主要因素
回采巷道发生变形破坏所受围岩变形的具体影响，在巷道开挖施工后，围岩应力确定着巷道是否会发生形变破坏，当围岩应力在围岩屈服极限之内时，无需支护手段巷道也能处于非常稳定的状态下。当围岩应力超过围岩的屈服极限时，围岩将失去弹性形变状态，进入塑性状态，处于塑性之内的围岩称为塑性区。塑性状态下的围岩在外力的作用下容易产生围岩塑性变形，进而导致巷道发生变形。当巷道支护所承受的阻力不变的情况下，此时巷道内部的塑性区域半径与塑性区域周围的位移情况随巷道内围岩强度的变大而发生减小。在这种情况下，巷道如果是见顶见底的或是处于上分层时，巷道的形态会处于一种相对稳定的状态之下，而处于这种状况下的处于断层带内的巷道，或是处于煤层比较松软的区域的巷道，巷道的稳定性就很难得到保障，容易发生变形[5]。
回采巷道变形破坏受重叠支撑压力影响，当煤矿回采巷道处于一侧已经被采空的煤体内时，随着煤矿开采面的不断向前推移，此时煤矿回采巷道会受到来自采空区内部所剩余的支撑力与煤矿开采面所产生的超前支撑力的双重压力。在双重压力的作用下，煤矿回采巷道所受到的采空区的残余压力不会因开采界面的推移而发生位移，而开采面所产生的超前支撑压力会随着开采面对转移而转移，为此在煤层向采空区凸出的拐角处会产生高于原岩应力数倍以上的重叠支撑压力。在这种强大的压力作用下，煤矿回采巷道会发生严重的变形破坏。
回采巷道变形破坏也受巷道支护影响，在单一分层的巷道内部，巷道内部的顶板相对完整，岩层结构也比较单一，这种巷道在煤矿开采与运输的过程中一般不会发生变形，此时通常采用工字钢梯形支架或是木支架来进行巷道支护。在下分层回采巷道中，巷道受到来自煤矿采动压力与巷道围岩应力的共同作用，此时巷道中支架所承受的压力严重超过了支架固有的承压范围，木支架在压力的作用下会折断，而工字钢支架则会在压力的作用下发生严重的变形，此时支架的两帮腿便会向巷道中间挤出，支架折断或是变形导致支架的承压能力消失或是下降，导致巷道棚距拉大或是导致巷道加强支护滞后， 种种状况都会导致巷道发生变形，不利于煤矿开采工作的进行。
结语
回采巷道变形破坏不仅受埋藏深度、煤层倾角、地质构造、水、时间、巷道位置的选择和巷道断面形状及大小的影响，还受围岩变形、重叠支撑压力和巷道支护影响，所以在应当对其进行加强支护，选择支护方式时不仅应该考虑到在不影响巷道正常使用和不使原基本支架受力状况进一步恶化情况下，还能减少塑性区的扩展范围、增加塑性自身强度提高自承能力、经济方便。
参考文献
[1] 高巍，王伟，王丰敏.煤矿回采巷道变形破坏机理及其加强支护[J].煤炭技术，2005，（09）.
[2] 东兆星.井巷工程[M].徐州：中国矿业大学出版社，2004.
[3] 杨嘉昌，李强.煤矿回采巷道变形破坏机理及其支护实践[J].中国西部科技，2009，（01）.
[4] 钱鸣高.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.
[5] 高宗明，李继勇.回采巷道变形分析及支护选择[J].中外企业家，2011，（04）.