中国平煤神马集团十三矿河南平顶山467000
摘要：随着我国煤矿开采深度的不断增加，围岩控制及支护技术成为深部巷道开采的聚焦点。因此，本文首先简要的阐述了煤矿深部巷道围岩条件及变形特点，然后重点分析了煤矿深部巷道围岩稳定性控制措施。
关键词：深部巷道；控制措施；技术
1煤矿深部巷道开采特点
深部巷道围岩条件比较复杂，只有充分了解深部巷道围岩性质的变化才能因地制宜，进行有效的围岩控制。深部巷道围岩开采过程中会表现出如下特点：与上部围岩相比，深部开采巷道围岩密度增加，围岩变硬；开挖前，岩体处于三向受力状态下，由于巷道掘进后，周围岩石被开挖，相当于卸载，致使其压力释放，岩体容易破碎，导致围岩强度有所下降，出现大量细微裂缝，围岩软化。开采巷道的变形特点：
（1）由于巷道开挖后，围岩会发生卸载现象，岩体能量突然得到释放，使得围岩塑性区和破碎区范围加大，巷道两帮移近量大，继而两帮高应力传到底板，巷道底鼓严重；巷道变形易受扰动，对外部环境影响反应十分灵敏，外部作用发生变化变化，巷道应力、变形均会出现显著改变。（2）巷道围岩变形的时间效应。初期来压时比较快、变形也非常显著，如果不采取科学有效的支护措施，极易发生冒顶、片帮等现象，当围岩变形稳定后，围岩则长期处于流变状态。（3）巷道围岩变形的空间效应。深井巷道来压方向大多表现为四周来压，不仅是顶板、两帮发生明显的变形和破坏，而且底板也会出现较强烈的变形和破坏，如果不对底板采取有效控制措施，巷道则会发生严重底鼓，而强烈底鼓则会加剧两帮和顶板的变形和破坏。（4）巷道围岩变形的冲击性。在有明显的冲击倾向性的巷道中，围岩变形有时并不是连续、逐渐变化的，而是突然剧烈增加，这就导致了巷道断面迅速缩小，具有强烈的冲击性。
2深部煤矿地区地应力测量与分析方法
目前我国各大煤矿区对深部煤矿地区的地应力场的分布特征缺乏清晰、准确的认知，在系统认识方面也有所不足。目前可直接在深部煤矿地区地应力场分布研究过程中进行使用的数据仍然不足，很多煤矿深部井下工程如支护问题以及冲击地压防治问题等等，在过去较少考虑到地应力以及地应力场这组重要参数。随着煤矿地区的深度加深，巷道破坏越来越严重，地应力量值也越来越大，且其破坏力量也越来越明显，因为最后巷道变形程度更不易控制，持续挖掘容易导致深部煤矿地区塌方，从而危害到人类与财产安全。
我国深部煤矿地区的地应力场的分布特征迫切需要得到相关材料科学研究者的重视，对其进行全面、完整的分析与总结，最终为深部煤矿开采工作提供坚实的安全防护。近几年深部煤矿地区地应力测量过程中，主要应用空心包体法来测量我国深部煤矿地区的地应力数据。一定条件下也可使用水压致裂法，此后我国研究者经过整理600米到1500米深部煤矿地区的数据，排除特殊地质测量环境数据后，发现深部煤矿地区的地应力测量分析方法主要有以下几种：一般的地质可使用水压致裂法进行测量，结合应力解除法，可将深部煤矿地区的地应力数据测量统计出来。
3煤矿深部围岩稳定性控制理论概述
从力学性质的角度讲，围岩的稳定性通常取决于岩体自身的变形性质和强度。另外，围岩自身所受的应力状态也对其稳定性有一定影响。围岩体主要由两部分组成：一是岩石骨架，二是结构面。通常煤矿深部的围岩都经历了漫长的地质年代，并且在长期的高压作用影响下使得岩石骨架变得异常致密和坚硬，所以实际影响煤矿深部围岩变形性质和强度的因素主要是结构面。因此，想要控制煤矿深部围岩的稳定主要应从结构面和应力状态着手。
煤矿深部岩巷开挖过程中，使围岩体所受的应力状态发生了变化，导致了围岩从原本的稳定状态逐渐转变为非稳定状态，虽然，在开挖初期，围岩的抗压强度比较高，但是随着不断的开挖卸荷，致使围岩的侧压有所下降，正常情况下，近表围岩的侧压将会降至为零。与此同时，大部分应力开始向巷道周向转移，使得应力集中，这时的周向应力一般会升高3倍左右。通常煤矿700m~900m深度的巷道，近表围岩的围压卸荷幅度大约在20MPa，巷道周向的应力将会增加近60MPa，在如此大的应力作用下，会使围岩的劣化速度不断加快，裂缝也会从表面不断向内部扩散，进而造成围岩失稳。为了确保围岩的稳定性，就必须在对巷道进行开挖后立即进行必要的支护。
4煤矿深部巷道围岩控制措施
针对煤矿深部巷道围岩稳定性会降低这一问题，主要是从围岩强度和围岩应力两方面入手进行控制。
4.1提高深部巷道围岩强度
（1）采用高强支护加固措施在围岩原来的抗剪强度上来强化围岩，严格控制围岩沿原生裂隙和次生裂隙发展，通过提高支护阻力来减少围岩变形量。（2）由于卸载作用导致围岩破碎区范围加大，在控制裂隙继续发展的同时，可以采用水泥等高强度材料通过围岩注浆的方法来填充裂隙，达到修补裂隙、改善围岩布局、强化围岩的目的。（3）针对巷道两帮移近量大、巷道底鼓严重的现象，要改善以往的支护习惯，重视顶板支护的同时加强对两帮及底角的支护，以降低两帮移近量、巷道底鼓程度，维护围岩的自身残余强度。
4.2改善围岩应力状态
（1）深部巷道挖掘过程中，围岩由三向受力转为两向受力，围岩从本来的稳定状况转变为非稳定状况。研究表明，700米～900米深度的巷道，仅表围岩的卸载幅度大约在20MPa，巷道周围的应力将会增加约60MPa，因此，要尽可能恢复巷道的法向应力，改善围岩应力状态。（2）通过水力割缝、打卸压孔等一系列卸压技术，对深部巷道围岩受到的多种形式的压力进行卸压，将集中分布的荷载转移到离巷道较远的支撑区，减小采动支撑作业对巷道产生的应力，降低作用在围岩上的压力。（3）此外，统筹规划巷道位置，条件允许的情况下将其设在低应力区，选择合理的作业时间及先后顺序，降低相邻区段作业时带来的的影响，也能够提高巷道围岩稳定性。
结语
矿井开采深度近年来不断加深，巷道以及采场的地应力水平也在不断提升。软岩的巷道地压日渐产生剧烈显现，巷道围岩的破坏日益严重，因此深部煤矿应力的支护问题越来越受到研究者的关注。为了便于结合水压致裂法一起对深部煤矿地区的地应力量值进行调查，调研者必须将其获取的数据转换成水平和垂直方向的应力量值。深部煤矿地区的地应力不仅受到自重应力影响，也受到构造应力的影响。在设计巷道围岩支护方案的过程中，勘探者必须考虑到尽可能地不沿着岩层背斜顶部以及向斜底部进行设计，使得岩层断层的巷道布置方向与其平行，并与断层带或背斜岩层垂直。
参考文献
[1]周钢，李玉寿，吴振业.大屯矿区地应力测量与特征分析[J].煤炭学报.2010，2（03）：76-78.
[2]康红普，等著.煤岩体地质力学原位测试及在围岩控制中的应用[M].科学出版社，2013：101-102.
[3]付东波，齐庆新，秦海涛，毛德兵，尹希文，卢振龙，宋永斌.采动应力监测系统的设计[J].煤矿开采.2009，3（06）：65-66.