軟巖礦井采區(qū)巷道優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　隨著時(shí)代的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以往于軟巖礦井采區(qū)所產(chǎn)生的諸多問(wèn)題也能夠隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而得到一定的解決。巷道在煤礦開(kāi)采的建設(shè)前期，由于各種地理原因?qū)е缕湓谲泿r礦井采區(qū)建設(shè)十分困難，或者建設(shè)完之后對(duì)整個(gè)工程的使用并不理想，所以就要通過(guò)對(duì)巷道進(jìn)行優(yōu)化來(lái)滿足工程對(duì)其的需要。
　　2 巷道圍巖變形破壞特征
　　巷道圍巖本身節(jié)理發(fā)育程度相對(duì)較低，處于一種破碎結(jié)構(gòu)，圍巖本身會(huì)受到巷道挖掘和采動(dòng)的影響作用，經(jīng)常容易出現(xiàn)擠壓流動(dòng)性變形。巷道挖掘之后彈性恢復(fù)，彈性恢復(fù)過(guò)程中由于巖石本身的一些特性導(dǎo)致巷道收縮變形，這個(gè)過(guò)程中會(huì)不停地發(fā)生一些膨脹松動(dòng)的情況，以及彈性恢復(fù)的情況，這些情況在一定程度上都會(huì)影響巷道的使用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響整個(gè)煤礦的開(kāi)采，所以要對(duì)巷道進(jìn)行不斷的優(yōu)化，防止由于本身原因?qū)е聦?duì)整個(gè)工程產(chǎn)生負(fù)面影響。
　　2.1 巷道變形特點(diǎn)
　　第一，來(lái)壓迅速，受到原始應(yīng)力重新分布的影響，在巷道開(kāi)挖之后圍巖會(huì)迅速變形，礦壓顯現(xiàn)劇烈，頂板、地板移動(dòng)速度出現(xiàn)最高值；第二，流動(dòng)性相對(duì)顯著，受到巷道挖掘或者是翻修的影響，在后續(xù)的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)巷道都會(huì)存在一定的不穩(wěn)定，變形速度將會(huì)持續(xù)處于一種較高的狀態(tài)；第三，對(duì)應(yīng)力擾動(dòng)極為敏感，翻修、臥底、放炮等都會(huì)給相對(duì)穩(wěn)定的巷道帶來(lái)影響，圍巖變形將會(huì)出現(xiàn)急劇增大的狀況。
　　2.2 礦井巷道失修情況
　　開(kāi)灤東歡坨礦自然地質(zhì)條件在國(guó)內(nèi)外都非常罕見(jiàn)，深井軟巖具備高應(yīng)力、強(qiáng)膨脹的特點(diǎn)。在采動(dòng)影響作用之下，巷道需要保持頻繁的翻修頻率，只有這樣才能夠避免巷道出現(xiàn)癱瘓狀態(tài)，而一般情況下巷道維護(hù)周期僅僅有6個(gè)月左右時(shí)間。采區(qū)巷道在近十幾年的發(fā)展過(guò)程中在不斷地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，開(kāi)灤東歡坨礦針對(duì)支護(hù)問(wèn)題以及巷道破壞原因，從微觀到宏觀對(duì)巷道圍巖進(jìn)行分析，井田動(dòng)力區(qū)劃等問(wèn)題展開(kāi)相應(yīng)研究和分析工作，在對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上可以確定軟巖巷道支護(hù)的設(shè)計(jì)原則，并在此基礎(chǔ)之上針對(duì)不同地質(zhì)條件、類型巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等開(kāi)展針對(duì)性的軟巖巷道支護(hù)設(shè)計(jì)工作，不斷優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、支護(hù)。
　　3 采區(qū)巷道位置選層的優(yōu)化
　　開(kāi)灤東歡坨礦井下巖層處于一種非均質(zhì)狀態(tài)，其中絕大部分都是極軟巖，極難處理，盡量將不含或少含蒙脫石礦物質(zhì)，較完整、不破碎、單軸飽和抗壓強(qiáng)度較高的巖層內(nèi)部選定為采區(qū)主要巷道開(kāi)鑿位置，避免將開(kāi)鑿位置設(shè)置在極膨脹、極破碎、極軟、強(qiáng)流變的軟巖內(nèi)。如南二采區(qū)運(yùn)輸、回風(fēng)、軌道中巷道選在了煤層底板以下，從2000年3月成巷以來(lái)仍保持穩(wěn)定。
　　應(yīng)力集中系數(shù)主要指的是巷道圍巖中重新分布應(yīng)力與未開(kāi)挖前應(yīng)力的比值，它的主要作用和意義是能夠準(zhǔn)確反映出圍巖應(yīng)力集中程度。一般來(lái)說(shuō)，在自然應(yīng)力比值系數(shù)不斷提升的過(guò)程中，各種形狀的巷道頂?shù)装鍛?yīng)力集中系數(shù)會(huì)呈現(xiàn)出一種線性增加趨勢(shì)。自然應(yīng)力比值系數(shù)在構(gòu)造應(yīng)力作用下會(huì)大于1，在此狀態(tài)下，巷道頂?shù)装逯匦路植紤?yīng)力集中程度高，非常容易出現(xiàn)變形或受到破壞。總的來(lái)說(shuō)，軟巖巷道劇烈收斂以及底膨出現(xiàn)的根本原因就是構(gòu)造應(yīng)力。因此，需要不斷調(diào)整整個(gè)地質(zhì)構(gòu)造和煤層的分布以及開(kāi)采的方位，使主要巷道的方向與這些能夠平行。不斷地根據(jù)整個(gè)煤層的結(jié)構(gòu)以及整個(gè)地區(qū)的地理狀態(tài)，對(duì)巷道進(jìn)行更改，使巷道能夠符合，將煤層以及煤的煤炭資源運(yùn)出。整個(gè)過(guò)程中應(yīng)該使巷道的位置處于應(yīng)力集中系數(shù)最小的地方。通過(guò)不斷的調(diào)節(jié)來(lái)保證整個(gè)巷道的穩(wěn)定性，使整個(gè)巷道能夠安全又可靠地為煤炭運(yùn)輸提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)條件。