深部松散煤體巷道流變機理研究及控制對策共3篇

深部松散煤體巷道流變機理研究及控制對策共3篇深部松散煤體巷道流變機理研究及控制對策1深部松散煤體是指開采深度超過500米的煤層，由于地壓作用及煤體自身存在的孔隙、裂隙等因素，導(dǎo)致煤體的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，使其表現(xiàn)出一種流變特性。因此，在深部煤礦巷道掘進和支護中，深部松散煤體的流變機理研究及控制對策顯得尤為重要。下面將從流變機理和控制對策兩方面進行闡述。

一、深部松散煤體的流變機理

深部松散煤體的流變特性主要表現(xiàn)為三個方面：強度、變形和滲流。其中，強度指的是煤體的承載能力及破壞形式；變形指的是煤體在受力作用下的變形形式及規(guī)律；滲流指的是煤體中水、氣等流體在運動過程中產(chǎn)生的滲透力及破壞煤體的形式。

1.強度特性

深部松散煤體的強度特性表現(xiàn)為煤體的強度和變形性之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，即強度與變形之間的相互作用。這種協(xié)調(diào)關(guān)系主要受以下因素影響：

（1）地應(yīng)力。當(dāng)煤礦深度增加時，煤體受到的地應(yīng)力越來越大，導(dǎo)致煤體越來越脆弱。

（2）煤體屬性。煤體中存在孔隙、裂隙等缺陷，使其易受破壞；同時，煤體中纖維素、木質(zhì)素等有機質(zhì)含量高，易受潮漏水而導(dǎo)致強度降低。

（3）巷道斷面形狀。巷道斷面的幾何形狀、尺寸、性質(zhì)等因素也會顯著影響深部松散煤體的強度和變形性。

2.變形特性

深部松散煤體的變形特性表現(xiàn)為煤體在受力作用下發(fā)生的變形形式和規(guī)律。此類變形有非彈性變形和塑性變形兩種形式。

（1）非彈性變形。非彈性變形包括孔隙壓縮、微裂縫擴展等形式，其體積不變。

（2）塑性變形。塑性變形表現(xiàn)為煤體在受到應(yīng)力后發(fā)生的可逆性、不可逆性變形，造成煤體的剪切變形、折曲變形、塑性膨脹等。

3.滲流特性

深部松散煤體的滲流特性主要表現(xiàn)為煤體中水、氣等流體在運動過程中的滲透力及破壞煤體的形式。煤體中的孔隙和裂隙是流體的滲透路徑，其影響因素主要包括以下三個方面：

（1）孔隙結(jié)構(gòu)。煤體孔隙大小、分布、連通性等孔隙結(jié)構(gòu)因素直接影響煤體的滲透力。

（2）滲透壓力。煤層中水壓、氣壓等壓力使得流體在煤體中運動所產(chǎn)生的滲透力增加，導(dǎo)致煤體產(chǎn)生不穩(wěn)定變形。

（3）溫度、濕度。溫度、濕度對煤體孔隙率及流體滲透特性的影響也非常顯著。

二、深部松散煤體的控制對策

深部松散煤體的流變機理研究為合理進行巷道掘進及支護提供了科學(xué)依據(jù)。為了控制深部松散煤體的不穩(wěn)定變形，需要采取以下有效的控制措施：

1.做好巷道設(shè)計

合理設(shè)計巷道斷面幾何形狀、尺寸、性質(zhì)等參數(shù)，可以降低煤體的受力集中程度及變形程度，減輕深部松散煤體所產(chǎn)生的不利影響。

2.強化巷道支護

加強巷道支護可以有效地防止深部松散煤體的不穩(wěn)定變形，同時也可以減輕地壓力的影響，提高巷道的安全性。

3.優(yōu)化采掘方法

合理的采掘方法能夠調(diào)節(jié)煤層不均衡分布情況，減小巷道布置對地質(zhì)因素的依賴，從而減少深部松散煤體所產(chǎn)生的影響。

4.控制水位及溫度

針對深部松散煤體中水含量高、溫度濕度高的問題，可以通過控制水位、通風(fēng)、加強防水措施等手段，降低煤體孔隙度，減小滲透力的影響。

5.強化工程監(jiān)測

通過建立完善的現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)，對巷道及煤體變形、地下水流動等方面進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)巷道變形、煤體體積變化、地壓變化等預(yù)警信息，采取防控措施避免事故的發(fā)生。

結(jié)語

深部松散煤體的流變機理和對策控制是煤炭行業(yè)在深部礦區(qū)開采領(lǐng)域的重點研究領(lǐng)域。加強深部松散煤體的研究，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)手段，采取有效措施，保障安全生產(chǎn)，有利于保障深部煤礦的可持續(xù)發(fā)展，促進煤炭行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。深部松散煤體巷道流變機理研究及控制對策2深部松散煤體在采礦過程中易發(fā)生塌方，給采礦工作帶來嚴重的安全隱患和經(jīng)濟損失。長期以來，人們一直致力于深部松散煤體的流變機理研究及控制對策，以保障采礦的安全和有效的開采。

一、深部松散煤體的流變機理研究

深部松散煤體的流變行為是由其物理結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性所決定的。深部松散煤體因受到地質(zhì)構(gòu)造和區(qū)域變形的影響，呈現(xiàn)出非線性和殘余變形的特性，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系具有比較復(fù)雜的非線性和歷史依賴性，并且在應(yīng)力達到一定程度時會發(fā)生失穩(wěn)，導(dǎo)致煤體破裂和失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。

研究深部松散煤體的流變機理，需要從以下幾個方面入手:

1.微觀結(jié)構(gòu)特征研究

深部松散煤體的微觀結(jié)構(gòu)具有一定的規(guī)律性，研究其結(jié)構(gòu)特征可以為深部松散煤體的流變機理研究提供基礎(chǔ)。

2.試驗研究

試驗室單軸壓縮試驗可以模擬深部松散煤體在地下采礦過程中所受到的應(yīng)力和變形。聲發(fā)射和變形監(jiān)測等試驗可以有效地分析深部松散煤體的力學(xué)特性。

3.數(shù)值模擬分析

數(shù)值模擬分析可以更加準(zhǔn)確地描述煤體在應(yīng)力作用下的變形和破裂行為，提供深部松散煤體的流變機理研究的定量分析手段。

二、深部松散煤體的控制對策

1.強化支護

強化支護是有效的防止深部松散煤體發(fā)生塌方的手段之一。采用鋼筋網(wǎng)片、錨桿等強度較高的支護材料來加強煤體的穩(wěn)定性，從而防止塌方的發(fā)生。

2.浸潤固結(jié)

在深部松散煤體巷道固結(jié)中，浸潤固結(jié)技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的一種。利用水泥或樹脂等浸潤深部松散煤體，形成固結(jié)體，并產(chǎn)生一定的粘結(jié)力，提高煤體的內(nèi)聚力和抗拉強度，從而增強煤體的穩(wěn)定性。

3.綜合治理

在深部松散煤體巷道固結(jié)中，綜合治理是非常重要的一種手段。通過采用各種治理措施的組合，如加強支護、浸潤固結(jié)、錨桿加固等，協(xié)同作用，提高深部松散煤體巷道的穩(wěn)定性，有效地控制深部松散煤體的發(fā)生。

綜上所述，深部松散煤體的流變機理和控制對策的研究具有重要意義，其研究成果可為深部開采煤炭行業(yè)的發(fā)展提供指導(dǎo)和支持，保障采煤的安全和高效。深部松散煤體巷道流變機理研究及控制對策3煤礦采掘是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，深部煤礦采掘中，深部松散煤體巷道穩(wěn)定性問題一直備受關(guān)注。隨著深部采掘深度的增加，松散煤體巷道的病害不斷出現(xiàn)。為了保障安全生產(chǎn)和提高經(jīng)濟效益，對深部松散煤體巷道流變機理進行研究，并提出相應(yīng)的控制對策具有重要意義。

深部松散煤體巷道的流變機理主要涉及力學(xué)和巖石物理學(xué)兩個方面。力學(xué)方面，巷道周圍煤體受到應(yīng)力作用，其內(nèi)部構(gòu)造塑性變形、微裂隙發(fā)生等現(xiàn)象，導(dǎo)致煤體物理力學(xué)性質(zhì)的變化。巖石物理學(xué)方面，煤體含水率、孔隙度等參數(shù)會對巷道圍巖的物理特性產(chǎn)生影響，而深部松散煤體含水率高、孔隙度大，更容易發(fā)生變形破壞。

針對深部松散煤體巷道流變機理，控制對策主要包括一些技術(shù)手段和管理措施。技術(shù)手段方面，可以采用圍巖加固、減小巷道斷面、加強支護等措施，降低煤體塑性和微裂隙的發(fā)展，減少殘余應(yīng)力。圍巖加固可以采用剛性支撐和混凝土灌漿等方法，增強圍巖整體的穩(wěn)定性。減小巷道斷面可以通過調(diào)整巷道設(shè)計斷面進行，減少體積，在保證煤層采掘效率的同時，減少巷道周圍煤體的受力面積，提高圍巖穩(wěn)定性。加強支護可以采用多種支護方式，如鋼拱架、錨桿等，增加巷道的整體承載能力。

管理措施方面，應(yīng)通過采煤計劃調(diào)整、合理布置通風(fēng)、加強巷道檢查等手段，緩解巷道圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，降低煤體應(yīng)力集中。調(diào)整采煤計劃可以在充分考慮工作面進度、煤層厚度和采煤難度等因素的前提下，調(diào)整采煤面整體的布置方式，避免出現(xiàn)大面積孤島采煤的情況，減少