[发明专利]一种高应力巷道围岩变形控制方法

说明书

技术领域

本发明属于矿山巷道施工的一种方法，适用于矿山大埋深或高地应力的地质条件下的巷道工程。 

背景技术

随着矿山开采深度越来越大，地质环境更加复杂，导致地应力增加、破碎岩体增加、涌水量加大、地温升高、突发性灾害事故增加、作业环境恶化等一系列问题。对矿山巷道围岩变形更加严重，如何有效控制矿山深部巷道围岩变形的问题受到国内外专家学者关注。 

深部复杂的地质条件和力学环境，造成巷道围岩稳定性难以控制，支护困难，使用期变形破坏严重，迫使矿山企业陷入多次修复与严重影响正常生产的困境，同时多次修护更易造成矿山深部巷道围岩的多次扰动更不利于巷道的变形控制。目前对于矿山深部巷道围岩变形控制主要采用柔性支护结构，如锚索网梁联合支护、可缩性金属支架、开挖卸压巷道等方法。这些方法都存在成本高，支护效果不理想等问题。 

对于大埋深或高地应力地质条件下的巷道工程如何降低深部围岩对支护结构和浅部围岩的作用力，同时由深部围岩承担一部分高地应力的问题，这将是解决矿山深部巷道围岩变形一种有效方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于矿山大埋深或高地应力的地质条件下的矿山巷道围岩变形控制的方法。 

为实现上述目的，本发明的技术方案是： 

通过在巷道围岩内采用钻孔缷压，通过卸压区域压力监测确定是否到达卸压效果。如果钻孔缷压未达到预期效果，则采用预裂爆破技术在巷道围岩内形成卸压槽，并在缷压槽内充填围岩变形缓冲材料，同时在缷压槽内埋设压力传感器和布设围岩变形监测断面以监测缷压效果。 

在巷道围岩内打卸压钻孔和在预定卸压区域内安装压力传感器。 

如果钻孔卸压未达到预期效果，在巷道围岩缷压钻孔采用预裂爆破，钻孔之间采用间隔装药，利用未装药的钻孔作为导向孔。 

在缷压槽内充填围岩变形缓冲材料，如木材、钢管、塑料管等。 

在缷压槽内采用水泥砂浆埋设压力传感器，传感器可以采用液压型、光电型等。 

在巷道未安装支护结构之前进行施工卸压槽，在安装支护结构的过程中对卸压槽进行充填和安装压力传感器。 

本发明的有益技术效果在于：能有效控制矿山大埋深或高地应力的地质条件下的矿山巷道围岩变形；降低深部围岩对支护结构和浅部围岩的作用力；由深部围岩承担一部分高地应力；改变矿山大埋深或高地应力的地质条件下的巷道多次修复困境。 

本发明使用于以下类型采煤工作面的回采巷道：①高地应力地质环境。②矿山埋深大的地质环境。③存在底臌的巷道。④、存在有岩爆的巷道工程。 

附图说明

图1为本发明的巷道卸压槽充填示意图。 

图2为本发明的巷道卸压槽埋设的压力传感器示意图。 

图3巷道围岩开挖卸压槽爆破钻孔布置示意图。 

图4沿巷道轴向围岩卸压槽布置示意图。 

图中：1-巷道2-卸压槽3-充填材料4-压力表5-压力传感器6-爆破钻孔7-支护结构 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。 

围岩卸压机理：采用人为的措施改变巷道围岩的应力状态，使巷道的浅部围岩处于应力降低区，使巷道的浅部围岩与深部岩体脱离，原来处于高应力状态的岩层卸载，将应力转移到围岩深部。从而减缓、降低巷道浅部围岩所受到的应力作用水平。 

围岩卸压的方法：按照采用卸压方法的不同分为爆破卸压、钻孔卸压和切割槽卸压等形式；按照卸压位置的不同可分为底板卸压、侧帮卸压及全断面卸压及附近开挖工程卸压等形式。 

围岩卸压适用条件：主要有高地应力地质环境、矿山埋深大的地质环境、存在底臌的巷道、存在有岩爆的巷道工程等。 

围岩卸压施工方法：首先，通过巷道围岩应力计算确定是否属于高应力巷道，该应力计算需要结合围岩强度，巷道埋深、地质构造，是否存在应力集中区域等条件综合考虑。其次，确定卸压钻孔间距、卸压钻孔直径、卸压孔排数及排距、卸压钻孔深度、卸压钻孔的位置等相关参数。第三，埋设压力传感器（5），根据卸压孔位置的不同合理布置压力传感器（5）的位置。以监测钻孔卸压的效果。第四，根据压力传感器（5）的监测数据分析确定钻孔卸压是 否能达到预期效果。第五，如果没有达到预期卸压效果，采用预裂爆破充填卸压方法，即在原有卸压钻孔中采用爆破方法开挖卸压槽（2），并对其进行充填，以达到卸压的目的。 

围岩卸压效果分析：巷道围岩卸压的最终效果要通过卸压前后巷道围岩变形和卸压范围应力监测数据的比较来确定是否达到了巷道围岩卸压。 

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工程技术人员在本发明的技术范围内，可做一些变换，如钻孔位置、钻孔排数、卸压槽位置等，都应该作为侵犯本发明的保护范围。因此本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。