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【摘要】随着采煤工作面的推进，机、风两个巷道会产生变形和破坏，这既会影响到采煤作业的正常进行，也会对两个巷道内机电设备的运转和移动造成阻碍，所以必须要研究巷道围岩的变形破坏机理，根据其特点来加强支护，加强弱结构支护，有针对性的采用“锚网索+U型棚”联合支护，确保井下作用的顺利进行。
【关键词】回采巷道变形破坏；支护；初探
在煤矿的回采巷道中，由于地形结构所决定，有些回采巷道中的变形破坏给井下作业生产造成了很大影响，降低了工作效率，潜伏了安全隐患，所以必须要认真研究回采巷道的变形机理，从而找出合理的支护措施，保证巷道内作用的正常进行。
1、回采巷道变形破坏的影响和特征
1.1回采巷道变形破坏的影响
回采巷道的变形破坏会导致巷道支架变形，挤压巷道断面，巷道支架的顶梁会变形折断，棚腿因受力过大会被压入巷道，如果棚腿进入了底板，则会引起底鼓，工字形钢支架会被压成倒梯形；U形支架的卡子内人螺栓会被压坏，整个支架变成不规则形状，巷道内部空间因挤压而缩小，于是机电设备无法移动，生产物资无法运送，为维护正常的工作环境而采取的扩幫、清渣、底板翻修、重整支架等措施会占用大量的人力、物力，消耗大量的时间，直接导致开采工作的停滞。
1.2发生变形破坏的外在特征
（1）相同地质结构和工作环境的巷道内，拱形支架要比工字型支架的性能更好，可以有效防止巷道的变形，分解破坏力。（2）从巷道周围的岩层结构来看，如果围岩稳定，巷道内煤层结构单一，可以一次性从顶到底全部采清，同时顶板和底板的岩石坚硬，则巷道不易出现变形破坏。而煤层结构复杂的机、风巷道中，需要对支架进行经常性的维护。（3）上分层的回采巷道比下分层的巷道性能稳定，不易发生变形。（4）一侧被采空的巷道比两侧都是实体煤层的巷道更容易变形。（5）受采动影响后，工作面容易发生变形破坏。
2、巷道变形破坏物理力学分析
巷道被掘开后，原本受原岩应力场作用而处于稳定状态的岩层，受力结构遭到破坏。巷道的出现改变了周围岩体的围压，岩层的受力分布重新调整，集中应力会伴随着巷道的掘进而从表面转移到巷道深部。只有围压足够大时，才能够承载围岩上的集中应力而不至于产生变形。巷道掘进过程中，巷道围岩的集中应力经历了从切向应力增大而径向应力减小且围压变小的过程。低围压和高集中应力的共同作用，会引起巷道围岩的变形破坏，这种变形还会伴随着集中应力逐步深入，但是在巷道支护作用下，围岩的围岩增大，破坏力收到支架的支撑而得到控制。但是巷道围岩的变形不会就此停止，它只是暂时趋于稳定，一旦有外力因素发生作用，主要是采动作用，另外还有风化、水蚀、温度等，都可能会引起围岩的受力平衡被破坏，产生新的移位和变形，集中应力发生转移。这个过程会反复不停的进行，人为因素是无法彻底将其消除的。实质上，巷道支护只是能够为巷道的表面岩层提供部分的支撑力，为内层的围岩提供相当的等围压，从而暂时为巷道的工作面提供稳定的环境，确保围岩短期内不会产生变形。
3、回采巷道加强支护的方法
3.1提高围岩强度
在回采巷道中，由于集中应力的存在，巷道表层的岩石处于残余强度状态，如果能够尽量维持这种残余强度，就会减少变形破坏，可以采取的措施有：
（1）加强支护力。支护力能够起到增强围岩的围压作用，从而分解表层位围岩的集中应力，把二向应力分解为三向应力，从而起到维持残余强度的作用。（2）锚杆支护围岩。锚杆的锚固力可以粘合围岩的破裂，提高破裂岩体的强度，从而增加了表层岩石的残余强度，使表层岩层成为具有较高承载能力的锚固层。（3）注浆加固围岩。如果表明岩石已经破碎，锚杆加固就不能起到很好的粘合作用，可以在锚固支护的基础上，进行注浆加固，注浆可以提高松动碎石的强度，减少风化、水蚀、温度变化的破坏力，加固岩体的表层，保护内部结构。
3.2加固巷道围岩弱结构
巷道被开出后，如果煤层两帮的岩层和顶底板的岩层形状不同，其变形规律就会不同，哪个部位强度教弱，哪里就会首先变形，引起这个围岩受力不均，结构失衡。如果此时巷道能的支护强度不够，可伸缩变形的程度不能适应岩层受力的变化，岩层就是产生滑动垮台，深层部位的岩石也会受到破坏，可能导致巷道围岩的整体变形，失去原有的稳定性。所以，对于巷道内的全部断面进行相同力量的支护是不能保持围岩受力均衡的，正确的做法是对巷道的薄弱岩层加强支护，才有利于这个岩体的平衡。
两帮和顶底板的作用力是相互的，任何一个部位的变形都会对整个围岩的围岩造成影响，这种影响的结果是岩层强度减弱而承载的压力不变，必然会导致岩层变形。所以，找到弱结构来重点加强支护是保证这个巷道安全性的关键。弱结构解决了，就不会产生相互破坏的力，遏制这个巷道岩体连锁变形的恶性循环，起到良好的支护作用。
3.3“锚网索+U型棚”联合支护
3.3.1“锚网索+U型棚”作用原理
锚网索+U型棚支护联合支护是针对围岩岩性差的巷道采取的支护办法。虽然锚网索支护非常有效，但是对于防止围岩的整体移位而产生的变形破坏效果不明显，为了防止围岩的过大移动，可以使用型棚做二次支护，锚网索支护已经让围岩的变形稳定而均匀，所以U型棚上的荷载是均匀的，U型棚有较好的抗压作用，从而有效控制围岩的整体位移，起到稳定整个围岩的作用。
3.3.2“锚网索+U型棚”联合支护工程实例
某工作面回采巷道为半圆拱断面，标高-900m，采用锚网索+U型钢棚联合支护，棚距600mm，宽×高=5.2m×4.05m，断面21.06m2。直接顶为泥岩、煤、砂质泥岩组成的复合顶板，平均厚度6.38m；老顶由细中砂岩及少量的砂泥岩互层组成，厚度9.67～11.64m，平均厚度11.6m；直接底为泥岩、砂质泥岩、煤及少量粉细砂岩组成的复合底板，平均厚度5.2m。锚杆间、排距为1500×1000mm，锚杆规格φ22×2200mm，支护采用29#U型棚支护，棚距为500mm。
从现场位移观测结果中可以看出，在巷道掘进初期位移变化较大，一个月后巷道的表面位移逐渐趋于稳定，顶底板位移量为530mm、底臌量为165mm、两帮移近量为600mm、顶板移近量为270mm，巷道围岩整体保持稳定状态。
4、结束语
回采巷道的支护是防止围岩变形破坏的效益工作方法，是维护巷道安全的必要措施，虽然巷道岩层的变形破坏是无法彻底根除的，但是只有我们本着科学的态度去不断研究和改进，安全生产的目标一定能实现。
【关键词】回采巷道变形破坏；支护；初探
在煤矿的回采巷道中，由于地形结构所决定，有些回采巷道中的变形破坏给井下作业生产造成了很大影响，降低了工作效率，潜伏了安全隐患，所以必须要认真研究回采巷道的变形机理，从而找出合理的支护措施，保证巷道内作用的正常进行。
1、回采巷道变形破坏的影响和特征
1.1回采巷道变形破坏的影响
回采巷道的变形破坏会导致巷道支架变形，挤压巷道断面，巷道支架的顶梁会变形折断，棚腿因受力过大会被压入巷道，如果棚腿进入了底板，则会引起底鼓，工字形钢支架会被压成倒梯形；U形支架的卡子内人螺栓会被压坏，整个支架变成不规则形状，巷道内部空间因挤压而缩小，于是机电设备无法移动，生产物资无法运送，为维护正常的工作环境而采取的扩幫、清渣、底板翻修、重整支架等措施会占用大量的人力、物力，消耗大量的时间，直接导致开采工作的停滞。
1.2发生变形破坏的外在特征
（1）相同地质结构和工作环境的巷道内，拱形支架要比工字型支架的性能更好，可以有效防止巷道的变形，分解破坏力。（2）从巷道周围的岩层结构来看，如果围岩稳定，巷道内煤层结构单一，可以一次性从顶到底全部采清，同时顶板和底板的岩石坚硬，则巷道不易出现变形破坏。而煤层结构复杂的机、风巷道中，需要对支架进行经常性的维护。（3）上分层的回采巷道比下分层的巷道性能稳定，不易发生变形。（4）一侧被采空的巷道比两侧都是实体煤层的巷道更容易变形。（5）受采动影响后，工作面容易发生变形破坏。
2、巷道变形破坏物理力学分析
巷道被掘开后，原本受原岩应力场作用而处于稳定状态的岩层，受力结构遭到破坏。巷道的出现改变了周围岩体的围压，岩层的受力分布重新调整，集中应力会伴随着巷道的掘进而从表面转移到巷道深部。只有围压足够大时，才能够承载围岩上的集中应力而不至于产生变形。巷道掘进过程中，巷道围岩的集中应力经历了从切向应力增大而径向应力减小且围压变小的过程。低围压和高集中应力的共同作用，会引起巷道围岩的变形破坏，这种变形还会伴随着集中应力逐步深入，但是在巷道支护作用下，围岩的围岩增大，破坏力收到支架的支撑而得到控制。但是巷道围岩的变形不会就此停止，它只是暂时趋于稳定，一旦有外力因素发生作用，主要是采动作用，另外还有风化、水蚀、温度等，都可能会引起围岩的受力平衡被破坏，产生新的移位和变形，集中应力发生转移。这个过程会反复不停的进行，人为因素是无法彻底将其消除的。实质上，巷道支护只是能够为巷道的表面岩层提供部分的支撑力，为内层的围岩提供相当的等围压，从而暂时为巷道的工作面提供稳定的环境，确保围岩短期内不会产生变形。
3、回采巷道加强支护的方法
3.1提高围岩强度
在回采巷道中，由于集中应力的存在，巷道表层的岩石处于残余强度状态，如果能够尽量维持这种残余强度，就会减少变形破坏，可以采取的措施有：
（1）加强支护力。支护力能够起到增强围岩的围压作用，从而分解表层位围岩的集中应力，把二向应力分解为三向应力，从而起到维持残余强度的作用。（2）锚杆支护围岩。锚杆的锚固力可以粘合围岩的破裂，提高破裂岩体的强度，从而增加了表层岩石的残余强度，使表层岩层成为具有较高承载能力的锚固层。（3）注浆加固围岩。如果表明岩石已经破碎，锚杆加固就不能起到很好的粘合作用，可以在锚固支护的基础上，进行注浆加固，注浆可以提高松动碎石的强度，减少风化、水蚀、温度变化的破坏力，加固岩体的表层，保护内部结构。
3.2加固巷道围岩弱结构
巷道被开出后，如果煤层两帮的岩层和顶底板的岩层形状不同，其变形规律就会不同，哪个部位强度教弱，哪里就会首先变形，引起这个围岩受力不均，结构失衡。如果此时巷道能的支护强度不够，可伸缩变形的程度不能适应岩层受力的变化，岩层就是产生滑动垮台，深层部位的岩石也会受到破坏，可能导致巷道围岩的整体变形，失去原有的稳定性。所以，对于巷道内的全部断面进行相同力量的支护是不能保持围岩受力均衡的，正确的做法是对巷道的薄弱岩层加强支护，才有利于这个岩体的平衡。
两帮和顶底板的作用力是相互的，任何一个部位的变形都会对整个围岩的围岩造成影响，这种影响的结果是岩层强度减弱而承载的压力不变，必然会导致岩层变形。所以，找到弱结构来重点加强支护是保证这个巷道安全性的关键。弱结构解决了，就不会产生相互破坏的力，遏制这个巷道岩体连锁变形的恶性循环，起到良好的支护作用。
3.3“锚网索+U型棚”联合支护
3.3.1“锚网索+U型棚”作用原理
锚网索+U型棚支护联合支护是针对围岩岩性差的巷道采取的支护办法。虽然锚网索支护非常有效，但是对于防止围岩的整体移位而产生的变形破坏效果不明显，为了防止围岩的过大移动，可以使用型棚做二次支护，锚网索支护已经让围岩的变形稳定而均匀，所以U型棚上的荷载是均匀的，U型棚有较好的抗压作用，从而有效控制围岩的整体位移，起到稳定整个围岩的作用。
3.3.2“锚网索+U型棚”联合支护工程实例
某工作面回采巷道为半圆拱断面，标高-900m，采用锚网索+U型钢棚联合支护，棚距600mm，宽×高=5.2m×4.05m，断面21.06m2。直接顶为泥岩、煤、砂质泥岩组成的复合顶板，平均厚度6.38m；老顶由细中砂岩及少量的砂泥岩互层组成，厚度9.67～11.64m，平均厚度11.6m；直接底为泥岩、砂质泥岩、煤及少量粉细砂岩组成的复合底板，平均厚度5.2m。锚杆间、排距为1500×1000mm，锚杆规格φ22×2200mm，支护采用29#U型棚支护，棚距为500mm。
从现场位移观测结果中可以看出，在巷道掘进初期位移变化较大，一个月后巷道的表面位移逐渐趋于稳定，顶底板位移量为530mm、底臌量为165mm、两帮移近量为600mm、顶板移近量为270mm，巷道围岩整体保持稳定状态。
4、结束语
回采巷道的支护是防止围岩变形破坏的效益工作方法，是维护巷道安全的必要措施，虽然巷道岩层的变形破坏是无法彻底根除的，但是只有我们本着科学的态度去不断研究和改进，安全生产的目标一定能实现。