动压巷道围岩控制支护技术探讨正式版
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal.
动压巷道围岩控制支护技
术探讨正式版
动压巷道围岩控制支护技术探讨正式
版
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1 问题的提出
由于我矿主采煤层的底板大多为松软的泥岩，二水平开采深度已达500m，布置在底板岩巷的南大巷、南异三条上山、各类峒室及采区准备巷道，受采动影响遭到严重破坏，失修巷道达1万m，年维修费用达千万元以上。为彻底解决失修巷道，从根本上解决问题，除抓好工程施工质量外，将受采动影响的巷道提前进行加固，保证巷道受采动后仍能保证安全使用。
2 支护技术方案与对策
2.1锚注预加固支护方案
对于锚喷巷道来说，可采取的加固措施包括可缩性金属支架加强支护、加长锚杆及预应力锚索支护、注浆加固支护等。通过矿井近几年的实践证明，采用金属支架加强支护并不能保证巷道的长期稳定，而采用加长锚杆及预应力锚索支护工艺复杂，成本较高，亦不宜采用。经分析研究，决定采用锚注预加固联合支护方案。在原锚网喷基础上，对巷道进行初喷，堵塞巷道的裂缝，接着进行锚注加固，使灰浆充满围岩中裂隙，最后进行锚网梯加
固。
2.2支护材料与参数
锚注锚网梯加固支护所用材料主要包括螺纹钢锚杆、注浆锚杆、菱形网树脂锚固剂、水泥、喷射混凝土等，其主要支护及施工工艺参数如下：
（1）先要对要加固的巷道进行喷浆，厚度3～5mm，喷浆混凝土配料为水泥：河砂：石屑＝1：2.5：1.5,水泥采用425＃普通水泥，石屑粒径为3～5mm。
（2）注浆锚杆与施工措施。采用
Φ2280mm的注浆锚杆，锚杆角度与顶板夹角不小于75°，空心锚杆间排距为
1.5×1.5m，允许误差为±200mm，锚杆外露长度不超过50mm，每孔用空心锚固剂不小于2块，孔处用锚固剂与巷道糊平，注完后及时封孔，防止浆液泄漏。
（3）注浆参数：注浆压力为3.5～4.0Mpa，浆液的水灰比为0.75～1∶1，注浆材料道425＃水泥浆液，用人工在容器中配制。搅拌时间不小于5min，注浆量以孔满不吸为标准。（4）锚网梯加固：采用Φ20×1800mm螺纹树脂锚杆，树脂锚固剂采用中速Φ25×350mm和Φ25×500mm 各一根，锚杆间排距为800×800mm，两帮
锚杆距底板不大于300mm，金属网为8#铁丝纺织的菱形网，钢筋梯为8#钢筋焊接而成，采用YI—24型风钻打眼，风动锚杆钻机安装锚杆，待锚杆全部投入锚杆孔后，开始挂网、安设钢筋梯，用锚杆托盘压在钢筋梯上，使菱形网紧贴岩面，最后再喷射混凝土，把网喷严。
3 井下试验与应用
由于23611工作面底板岩石到南异三条上山距离只有8～15m，为防止23611跨采后破坏三条巷道，决定在南异三条上山与23611跨采对立段的每条上山200m进行加固试验。
3.1加固施工工艺程序
初喷混凝土堵漏→打眼安装注浆锚杆→注浆→打眼安装树脂锚杆→安装梯子梁、金属网→喷射混凝土。
3.2试验效果直观分析
南异三条上山锚注、锚网梯、喷浆加固后，经过23611工作面回采动压的试用观察，巷道变形量很小，没有发现明显的顶板下沉、喷层开裂冒落及底鼓等现象，巷道承受住了23611工作面的回采动压影响，保证了矿井正常运输、通风。
4 结论
通过近距离开采底板岩巷围岩进行高强锚网注浆加固，解决了跨采巷道支护的难题，提高了支护安全可靠性，改善了矿井运输条件。同时，大大减少了巷道维修费用，其加固费用仅为常规扶U型棚费用的33~40％；缓解了采掘接续紧张局面；多回收原煤100万t,少开切眼一个，减少综采安装撤除各一次，节约资金300万元，累计为我矿增收节支2300万元，并且为类似的23310工作面、2367工作面近距离跨采南异三条上山提供了经验。
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巷道锚杆支护参数设计
巷道锚杆支护参数设计 一、锚杆支护理论研究 （一）锚杆支护综述 1、锚杆支护技术的发展 锚杆支护作为一种有效的、技术经济优越的采准巷道支护方式，自美国1912年在aberschlesin（阿伯施莱辛）的Friedens（弗里登斯）煤矿首次使用锚杆支护顶板至今已有90多年的历史。 1945~1950年，机械式锚杆研究与应用； 1950~1960年，采矿业广泛采用机械式锚杆，并开始对锚杆支护进行系统研究； 1960~1970年，树脂锚杆推出并在矿山得到了应用； 1970~1980年，发明管缝式锚杆、胀管式锚杆并得到了应用，同时研究新的设计方法，长锚索产生； 1980~1990年，混合锚头锚杆、组合锚杆、特种锚杆等得到了应用，树脂锚固材料得到改进。 美国、澳大利亚、加拿大等国由于煤层埋藏条件好，加之锚杆支护技术不断发展和日益成熟，因而锚杆支护使用很普遍，在煤矿巷道的支护中的比重几乎达到了100%。 澳大利亚锚杆支护技术已经形成比较完整的体系，处于国际领先水平。澳大利亚的煤矿巷道几乎全部采用W型钢带树脂全长锚固组合锚杆支护技术，尽管其巷道断面比较大，但支护效果非常好。对于复合顶板、破碎顶板及其巷道交叉点、大跨度硐室等难维护的地方，采用锚索注浆进行补强加固，控制了围岩的强烈变形。美国一直采用锚杆支护巷道，锚杆消耗量很大。锚杆种类也较多，有胀壳式、
树脂式、复合锚杆等。组合件有钢带。具体应用时，根据岩层条件选择不同的支护方式和参数。 锚杆支护发展最快的是英国。在1987年以前，英国煤矿巷道支护90%以上采用金属支架，而且主要是矿用工字钢拱型刚性支架。由于回采工作面单产低、效率低、巷道支护成本高，因而亏损严重。为了摆脱煤炭行业的这种困境，在巷道支护方面积极发展锚杆支护，到1987年，英国从澳大利亚引进了成套的锚杆支护技术，从而扭转了过去的被动局面，煤巷锚杆支护得到迅速发展，经过近10年实验的基础上，又进行了改进和提高，到1994年在巷道支护中所占的比重己达到80%以上。锚杆支护技术的广泛采用给英国煤矿带来巨大的活力和经济效益。 德国是U型钢支架使用最早、技术上最为成熟的国家，自1932年发明U型钢支架以来，U型钢支架发展迅速，支护比重很快达到了90%以上，从井底车场一直到采煤工作面两巷均采用U型钢可缩性支架。但是自20世纪80年代以来，随着矿井开采深度日益增加，维护日益困难。面临这种困境，德国采用不断增加金属支架的型钢质量，逐步减小棚距的做法，这不仅使巷道支护费用增高，而且施工、运输更加困难和复杂。即便如此，巷道维护困难的状况仍然难以改观，于是寻求成本低，运输和施工简单方便、控制围岩变形效果好的锚杆支护变得尤为重要。到20世纪80年代初期，锚杆支护在鲁尔矿区实验成功后获得推广，现己应用到千米的深井巷道中，取得了许多成功的经验。 法国煤巷锚杆支护的发展也很迅速，到1986年其比重己达50%。在采区巷道支护中同时发展金属支架、锚杆支护、混凝土支架。 俄罗斯锚杆支护的发展也引人瞩目。他们研制了多种类型的锚杆，在俄罗斯第一大矿区——库兹巴斯矿区锚杆支护巷道所占比重己达50%。 我国在煤矿岩巷中使用锚杆支护也已有近50余年的历史。从1956年起在煤矿岩巷中使用锚杆支护，20世纪60年代锚杆支护开始进入采区，但由于煤层巷道围岩松软，受采动影响后围岩变形量很大，对支护技术要求很高，加之锚杆支护理论、设计方法，锚杆材料、施工机具、检测手段等还不够完善，因而发展缓慢。“八五”期间，原煤炭工业部把煤巷锚杆支护技术作为重点项目进行攻关，在“九五”期间，原煤炭工业部将“锚杆支护”列为煤炭工业科技发展的五个项目之一，
深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术 韩孝广
深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术韩孝广 发表时间：2019-01-09T14:22:32.410Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第31期作者：韩孝广王涛[导读] 本文分析了深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术。 山东省滕州曹庄煤炭有限责任公司山东滕州 277519 摘要：近年来，矿井开采深度逐年增加，巷道周边的地应力也相对提高。本文分析了深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术。 关键词：深部煤矿；应力分布特征；巷道围岩 前言 深部煤炭开采的最大特点是煤炭资源开采前煤岩体处于高原岩应力状态，而进行采掘活动后，裸露采掘空间表面垂直方向的应力迅速降到大气压。这种变化引起围岩应力的调整，出现很高的集中应力，在围岩中形成很大的应力梯度。围岩应力分布不是一成不变的，而是随着采掘活动的进行不断变化。当煤岩体不能承受这种应力变化时，就会出现各种灾害，这对深部煤矿的安全、高效开采带来巨大威胁。 1 深部煤矿应力分布特征 1.1 深部煤矿地应力测量与分析 目前，许多矿区对深部煤矿的地应力特征缺乏理性认识。当前直接用于地应力场的研究数据较为缺乏，许多煤矿对支护问题、冲击地压等，与地应力场联系较少。矿井深度的增加导致地应力值增加，破坏巷道能力加强。 当前的地应力测量主要以空心包体法为主，某些条件下也可采用水压致裂法。研究地应力学者通过整理600～1500m的深部矿区数据，剔除特殊地质环境测量数据后，总结出地应力测量的方法主要有：水压致裂法（用于一般地质条件）、结合应力解除法。 1.2 深部煤矿地区的地应力方向特征 经过对我国深部煤矿地区的地应力测量研究，发现我国深部矿区地应力方向存在一些特征：岩层中的水平应力方向特征较为显著；最大水平应力角度下量值较垂直应力大。 2 深部巷道围岩控制技术 巷道围岩控制技术按原理可分为3大类：①支护法。它是作用在巷道围岩表面的支护方式，如各种类型的支架、砌碹支护，为了改善支架受力状况，提高支护阻力，还可实施壁后充填和喷浆等。②加固法。其是插入或灌入煤岩体内部起加固作用，使煤岩体自稳的方法，如各种锚杆与锚索、注浆加固，锚杆、锚索分为插入煤岩体内的部分（杆体、锚固剂），以及设置在巷道表面的构件（托板、钢带及金属网），因此，“锚杆支护”确切意义上应称为“锚杆加固”或“锚杆加固与支护”。③应力控制法。它是改善巷道围岩应力状态，从而使巷道处于应力降低区的方法，包括巷道布置优化及各种人工卸压法。 2.1 巷道布置优化及应力控制法 针对深部巷道围岩应力高、变形大，甚至会出现冲击地压、煤与瓦斯突出等动力灾害，进行采掘优化、巷道布置优化，改善巷道受力状态是首先应考虑的方法。将巷道布置在应力降低区，如沿已稳定的采空区边缘掘进巷道（沿空掘巷），将巷道布置在采空区下方（掘前预采、上行开采等），均可明显降低巷道受力，改善围岩应力状态。 在深部开采中，有些煤矿水平应力大于垂直应力，而且水平应力具有明显的方向性，最大水平主应力明显高于最小水平主应力。在这种条件下，当巷道轴线与最大水平主应力平行，巷道受水平应力的影响最小，有利于顶底板稳定。根据地应力实测数据优化巷道布置方向，对巷道稳定性会起到事半功倍的作用。此外，巷道布置应尽量避开大型地质构造（断层、褶曲、陷落柱等）。 根据深部煤矿地应力场分布特征，对巷道断面形状与尺寸进行优化，可改善巷道周边附近围岩应力分布，有利于围岩稳定。人工卸压法，包括切缝、爆破、钻孔及掘卸压巷等，可转移巷道周边附近的高应力，改善围岩应力状态，在适宜的条件下可作为一种辅助的围岩控制手段。 2.2 深部巷道支护与加固法 目前，深部巷道支护与加固形式主要有：锚杆、锚喷支护，U型钢可缩性支架，注浆加固，复合支护（采用2种或2种以上的支护加固方式联合支护巷道，如锚喷+注浆加固，锚喷+U型钢可缩性支架，U型钢支架+注浆加固，以及锚喷+注浆+U型钢支架等型式）。经过多年研究与实践，我国煤矿已形成了基于煤岩体地质力学测试、以预应力锚固与注浆为核心的巷道支护成套技术。对于深部巷道，锚固与注浆技术也是经济有效的围岩控制技术。 1）预应力锚固技术。在深部巷道采用的预应力锚杆、锚索支护技术，其支护原理是大幅提高支护系统的初始刚度与强度，形成高支护应力场，降低采动应力场梯度，主动控制围岩扩容变形，保持其完整性。同时，支护系统应具有高延伸率，允许围岩有较大连续变形，通过预留变形量，使巷道发生可控变形后仍能满足使用要求。不同巷道条件应有不同的锚杆支护形式：预应力锚杆支护适用于围岩比较完整的岩石巷道、岩石顶板煤巷等；预应力锚杆与锚索支护可应用于煤顶巷道、无煤柱护巷、软岩巷道、高应力巷道、动压巷道及大断面巷道等多种比较困难的条件；全预应力锚索支护，顶板、两帮，甚至底板全部采用预应力锚索支护，适用于深部高应力巷道、强烈动压巷道等非常困难的条件。 2）注浆加固技术。在松软破碎煤岩体中开掘巷道，围岩自稳时间短、破碎范围大，在这种条件下，注浆加固是围岩控制的有效途径。注浆加固利用浆液充填围岩内的裂隙，将破碎煤岩体固结起来，提高围岩整体强度，增加围岩自身承载能力。我国煤矿目前采用的注浆材料主要分为2大类：一类是水泥基材料，是注浆加固应用最广的材料；另一类是高分子材料，如聚氨酯、脲醛树脂等。此外，还开发出多种复合材料，以改善注浆材料的性能，降低注浆材料的成本。在井下应用时，可根据巷道具体地质与生产条件进行选择。 3）预应力锚固与注浆联合加固技术。当巷道围岩松软破碎，锚杆与锚索锚固力不能保证时，预应力锚杆、锚索与注浆联合是一种有效的加固技术。注浆可将松软破碎围岩粘结，提高围岩整体强度，同时为锚杆与锚索提供可锚的基础，保证锚杆与锚索预应力与工作阻力能有效扩散到围岩中。注浆后采用预应力锚杆与锚索支护，可有效控制围岩扩容变形，保持围岩长期稳定。此外，还开发了多种注浆锚杆、注浆锚索及钻锚注一体化锚杆，适用于不同条件的巷道加固。
矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究
矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究 摘要：针对深部综放沿空巷道围岩稳定性差、变形大、难支护的特点，通过理论分析、数值模拟和现场实验等方法，从巷道支护方式和巷道断面优化两方面讨论了深部综放沿空巷道的控制技术。研究结果表明：直墙半圆拱形断面、锚梁网索联合支护方式能够较好的控制深部综放沿空巷道围岩，减少巷道围岩变形，增强其稳定性。 关键词：深部综放沿空巷道半圆拱形锚网索联合支护断面优化 1、引言 随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国矿山相继进入深部开采。目前，我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加，而东部矿井更以每年10～25m的速度增加，预计未来20年，我国很多煤矿将进入1000m～1500m的深度开采。另一方面，我国已探明煤炭资源埋深在1000m以下的储量为2.95万亿吨，约占煤炭资源总量的53％，因此，现在及未来一段时间内，我国煤矿开采将逐渐转入深部开采。 由于深部岩体所处的地球物理环境及其应力场的复杂性，在浅部开采基础上发展起来的传统支护理论、支护参数已难以适应深部巷道支护设计和实践的需要。深部综放沿空巷道，作为一类较特殊的回采巷道，与普通的回采巷道相比，具有以下特点：(1)综放沿空巷道布置在靠近采空区的煤体中，巷道围岩结构破碎，在掘进和回采过程中，巷道将发生较大的变形；(2)对于综放沿空巷道而言，由于巷道上方为顶煤，上覆岩层运动波及的范围及影响程度相应地增大，回采过程中的矿压显现将更加剧烈；(3)综放工作面年产量多在100万t左右，开采强度大，机械设备体积较大，且所需风量剧增，这就要求巷道具有较大的断面；(4)深部综放沿空巷道埋深大，地应力相对较大。由于以上原因，深部综放沿空巷道围岩的稳定性及其控制一直是采矿领域中的研究热点和难点。本文主要从支护方式与参数、巷道断面优化等方面讨论深部综放沿空巷道围岩的控制技术。 2、综放沿空巷道断面的优化 由于施工简单，易于成型等优点，矩形和梯形断面形状是目前国内综放沿空煤巷的主要断面形状。但根据弹性力学、岩石力学知道，这两种巷道断面都容易在4个拐角处产生应力集中，不利于巷道围岩的稳定性。直墙半圆拱形断面具有易于巷道顶板稳定、易于施工等优点，目前已经成为岩石巷道的主要形式；但由于半圆拱形巷道施工较复杂，不易成型等缺点，在煤巷中很少应用。由于深部综放沿空巷道的特殊性，尤其是综合机械化掘进易于完成直墙半圆拱形断面的开挖，因此，直墙半圆拱形断面可优先应用于综掘施工的深部综放沿空巷道中。下面将通过数值计算件模拟这两种断面对浅部、深部巷道围岩，特别是对深部综放沿空巷道顶部煤岩体稳定性的影响。
巷道围岩松动圈理论
围岩松动圈的理论 一、隧道围岩的松动圈的形成及物理状态 假设在地表下H深处有一个小岩石单元(图1)，在空间开挖前，这一单元处于三向应力完好稳定状态。当在其左侧开挖一空间后，水 图1 隧道围岩的物理状态 平应力H1解除，单元变成二向受力。这时这个单元的应力产生两个方面变化：一是由于三向应力变成二向应力状态，单元强度发生下降；二是由于应力的转移，所开挖的空间周边附近应力集中，使单元上受力增加。如果单元所受应力超过其强度，单元1将发生破坏，使其承载能力变低，发生应力向深部转移。这样相邻单元2开始面临单元1相似的情况，有一点不同的是单元2的水平应力H2，由于单元1的存在将不为零，但数值很小，所以单元2的强度略高。如果这时单元2上作用的应力仍大于其强度，则单元2又将发生破坏，使应力再次
问深部转移。单元破坏应力转移，其应力集中程度有所减弱，而径向应力有所增加，最后到单元n时，其单元上所受应力小于其三向应力极限强度，则单元只产生弹塑性变形而不发生破坏。这样的变化结果，使得在单元1至单元(n-1)之间的岩石处于破坏状态，而从单元n开始向外，岩石处于弹塑性变形的原岩完好状态。 这样的情况同样发生于所开挖空间的各个方向，所以，在这个空间的周围形成了一个破裂区。围绕开挖空间的这一破坏区域一般为环状；对于塑性岩石，在破裂区外应力接近岩石的强度，但小于岩石强度，围岩处于塑性状态；再往外应力低于岩石的塑性屈服应力，围岩处于弹性状态，形成了一般所说的围岩中的四个区(图2)。对于煤矿煤系 的岩石，多数的全应力——应变曲线塑性段并不明显．即没有明显的塑性区。从外向隧道内，对应于岩石的全应力——应变曲线，可把围岩分成三个区：弹性区、破裂膨胀剧烈区、破裂膨胀稳定区。 图2 隧道围岩的典型物理力学状态 处于弹性状态的围岩，由于其仍然具有承载能力，所以可以保持自稳。而处于破裂状态的围岩，由于发生了碎胀破裂，其表面将丧失
巷道围岩破坏机理及防护技术
巷道围岩破坏机理及防护技术 矿产资源的不断开采，开采深度不断加大，渐渐进入深部开采，深部开采引起的三高一绕动严重影响巷道的稳定性，进入千米之后的深部开采围岩压力增大、原始构造应力大、巷道围岩变化剧烈。因此巷道围岩破坏研究机理及技术是我们研究重点，针对围岩稳定的基本状况，提出有针对性的支护方案有重要意义。 标签：巷道围岩；支护；稳定性 1 巷道围岩机理研究 矿井的深部开采的巷道问题已经不能用浅部理论解决，浅部条件下的地质情况以及矿山压力破坏机理都产生变化，深部的地质状况有独特的特点，对于深部要进行特征分析以及重新建立一个符合特点的压力显现理论。根据巷道变形的特点，建立一个科学体系将弹塑性理论以及破碎理论融合，传统的连续介质不适合复杂条件。深部巷道围岩破裂区和完整区多次交替的现象，即分区破裂化。将分区破裂化定义为“在深部岩体中开挖洞室或者巷道时，在其两侧和工作面前的围岩中，会产生交替的破裂区和不破裂区。 在各类的巷道进行施工的过程中，原始的应力场遭到破坏，巷道围岩压力的调整在巷道稳定蠕变期间，一个非线性的复杂的体系是围岩体系的状态，对于深部的巷道破坏不会有明显的显现特征，我们要保证加强对高应力下的巷道控制，做到对于耦合围岩变形的特征还有围岩压力进行控制。对于上覆岩层压力以及扩容压力是围岩失稳的主要方面，破坏扩容及粘土矿物膨胀压力是影响深部软岩巷道稳定的持续性力源。不注重围岩与支护体的变形协调和祸合难以达到理想的支护效果，是不能够合理的分析破坏机理，为此，必须从围岩的变形破坏特征。矿物组成、结构特点、力学作用等多方面深入研究围岩的变形力学机制，只有这样才能设计出一个合理稳定防御体系。对巷道围岩进行分析归类，对于不同的体系采取，对于支护方案进行设计，对参数进行确定，修缮施工工艺，多角度全方位的进行支综合研究。如今支护在材料以及支护设备上有新的突破，在支护材料方面主要研发了锚杆支护、喷射混凝土支护、钢结构支护混凝土预制大弧板结构等，在支护方式是包括锚杆+喷射混凝土、锚喷网、锚喷网+锚索，锚喷网。 2 支护方案 在现场进行锚杆与卸压孔协同作用就行现场应用，评价巷道围岩稳定性。深部测点数据在埋深982m处，最大水平主应力为29.20MPa，垂直应力为23.30MPa，最大水平主应力方向N20.6°E。埋深在1034m，轨道巷中，最大水平主应力33.22/MPa最小水平主应力15.19/MPa垂直应力25.84/MPa最大水平主应力方向N35°E。在1045m深的回风巷最大水平主应力为31.27MPa，最小水平主应力为14.27MPa，垂直应力为22.38MPa，煤矿深部地层应力场类型为H大于V大于A 型应力场，最大水平主应力为最小水平主应力的1.5到2.1倍。地应力数据划分的地应力水平是超高地应力区域，巷道围岩的强度显示，在岩层的完整性来看是
复杂地质条件下极不稳定煤岩巷道围岩稳定性控制及 ... - 湖南科技大学
推荐2017年度湖南省科技进步奖公示材料 项目名称： 复杂地质条件下极不稳定煤岩巷道围岩稳定性控制及成套技术 推荐奖种： 科技进步奖 主要完成人： 朱永建王斌王平张道兵余伟健袁越彭小跃唐鸿翔 主要完成单位： 湖南科技大学湖南黑金时代股份有限公司周源山煤矿重庆市巫山煤电有限公司 推荐单位： 湖南科技大学 项目简介： 本项目以复杂地质条件下极不稳定性煤岩巷道围岩稳定性与控制为主要工 程背景，在国家自然科学基金、湖南省自然科学基金和湖南省科技计划项目等的 资助下，通过大量理论分析和现场实践，与各矿山企业开展广泛合作研究，提出 了新的巷道围岩分类方法和控制理论，发明了多种新型支护结构与锚固形式，开 发了多种支护新方法及其施工器具与监测手段，进一步推动了复杂条件下矿山巷 道围岩控制理论与技术的发展。 针对顶板岩层结构复杂的大跨度、超长巷道，根据复杂地质条件下的煤巷顶 板围岩变化不确定性特点以及锚杆支护技术工程特性，确定了神东矿区锚杆支护 煤巷顶板稳定性主要影响因素，在BP神经网络预测模型的基础上开发了神东矿 区锚杆支护煤巷顶板稳定性分类软件系统，利用开发的软件系统对该矿区分矿 井、分煤层、分区域进行了煤巷顶板稳定性分类；针对湖南煤业集团周源山煤矿 和重庆市巫山煤电有限公司等矿井提出了综采大跨度回采巷道“锚杆-锚索”减 跨支护技术和大断面切眼的支护方案。 结合高应力软弱煤岩体巷道围岩变形特点，提出了长、短锚杆等应力轴比承 载拱强度理论，讨论了支护结构与围岩形成的承载共同体的大小和形状对深部软 岩巷道稳定性的影响，开发了长、短锚杆支护技术，发明了一种用于全长锚固支
护的协调变形和用于控制深部岩体的高效锚固吸能锚杆等锚固装置，该研究成果应用贵州兴义市凹子冲煤矿回风斜井等巷道。 为了提高构造带极不稳定松散围岩巷道的稳定性，重点研究了端面顶板冒落高度与各影响因素线性相关性，分析了构造带极不稳定松散围岩变形特点，提出全断面注浆设计和双液注浆技术等相关治理方案，开发了一种新型注浆锚索装置和具有自动推进功能的全断面封闭带预切糟U型钢支架及施工方法，该研究成果广泛应用于林东矿业集团泰来煤矿回采和运输等巷道。 针对复杂地质条件下极不稳定巷道的锚固施工问题，为提高钻孔质量和效率，应用了一种新型专用底板钻机，并研发了多角度精确成孔的凿岩机气腿式支架和一种用于巷道底板的带洛阳铲头的锚索钻机等装备；针对深部动压巷道锚杆检测与监测，优化了可伸长锚杆检测的拉拔仪，开发了锚杆安装质量检测的新方法和巷道智能自动监测系统等配套技术。该系列技术在贵州林东矿业集团泰来煤矿、贵州兴义市凹子冲煤矿和重庆市巫山煤电有限公司等矿区进行了应用。 项目获授权发明专利6项、实用新型专利4项、出版专著1部、发表学术论文10篇，近三年来，本项目先后在湖南煤业集团周源山煤矿、湖南华润煤业唐洞煤矿有限公司、贵州林东矿业集团泰来煤矿、重庆市巫山煤电有限公司、贵州兴义市凹子冲煤矿等10余家矿山企业得到了推广应用，取得直接经济效益超过1.0亿元，显著改善了煤矿巷道的维护和安全状况，为煤炭行业的科技进步做出了重要贡献。
巷道支护技术
2.1 巷道围岩控制理论 1907年俄国学者普罗托吉雅可诺夫提出普氏冒落拱理论[1-2]，该理论认为：巷道开掘后，已采空间上部岩层将逐步垮落，其上方会形成一个抛物线形的自然平衡拱，下方冒落拱的高度与岩层强度和巷道宽度有关。该理论适用于确定巷道围岩强度不高、开采深度不是很大的巷道支护反力。20世纪50年代以来，人们开始用弹塑性力学解决巷道支护问题，其中最著名的是Fenner [3]公式和Kastner 公式[4]。 Fenner 公式为： ()[]10cot sin 1cot -??? ??+-+-=???σ?N i R r C C P （1） 式中，i P —支护反力；C —围岩内聚力；?—内摩擦角；0σ—原岩应力；r —巷道半径；R —塑性圈半径；?N —塑性系数，κ??sin 1sin 1-+= N 。 Kastner 公式为： ()()?????sin 1sin 20sin 1cot cot -??? ??-?++-=R r C P C P i （2） 式中，i P —支护反力；C —围岩内聚力；?—内摩擦角；0P —初始应力；r —巷道半径；R —塑性圈半径。 国内外巷道顶板控制理论发展很快[3-4]，我国在1956年开始使用锚杆支护，迄今为止，已有50多年的历史。锚杆支护机理研究随着锚杆支护实践的不断发展，国内外已经取得大量研究成果[5-10]。 （1）悬吊理论 1952年路易斯阿帕内科L(ouis.Apnake)等提出了悬吊理论，悬吊理论认为锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳固的岩层上，在预加张紧力的作用下，每根锚杆承担其周围一定范围内岩体的重量，锚杆的锚固力应大于其所悬吊的岩体的重力。 （2）组合梁理论
巷道锚杆支护设计专题报告
巷道锚杆支护 摘要 煤巷锚杆支护的技术已趋于成熟但是锚杆支护仍然存在较多问题。第一，锚杆支护工程隐蔽性强，监测技术不能完全满足煤矿的需要，安全可靠根本没有保证。第二，我国煤炭资源分布范围广，地质条件复杂多变，好多复杂地质条件下锚杆支护并未达到理想的支护效果。该设计是从锚杆支护的隐蔽性和我国复杂多变的地质条件等特点出发。围绕这些特点，从杆体材料，加工方法，支护设计理念、施工质量，检测设备，监测手段等方面入手进行试验研究，提高支护质量，实现高产高效。 关键词：巷道；锚杆支护；高强度锚杆；监测 1问题的提出 由于锚杆支护能够改变围岩的力学特性，能获得良好的支护效果，带来传统支护方式无法比拟的技术经济效益，在国内外已受到了普遍的重视并得到了快速的发展及广泛的应用。因此，探索正确的巷道支护理论、选择安全可靠的支护方法、确定经济合理的支护参数以及实用高效的施工工艺成了长期以来人们所致力解决的一个重大理论及技术课题，对于煤矿来说具有重大意义。锚杆支护是巷道支护的一次重大革命，它可以起到加固、悬吊、合成梁和挤压连接体等作用，在支护中使用锚杆可以改变岩体的受力状态，不仅增加了岩石本身的稳定程度，而且使被支护岩体由荷载变为承载体，提高了岩体承载能力。同时，大量工程实践表明，锚杆支护具有用料节省、巷道断面利用率高、支护及时、劳动强度小、经济效益高以及对巷道围岩变形的适应性好等诸多优。因而，井下巷道采用锚杆支护是一种行之有效的支护手段，成为世界主要产煤国家煤矿支护的主要形式，美国、澳大利亚的煤矿巷道普遍采用锚杆支护，其支护比例己接近100%，英法两国煤巷的锚杆支护比例也分别达到了50%和80%以上，而我国煤矿锚杆支护在煤巷中仅占20%左右，和世界先进水平相比存在较大差距。其主要原因是巷道事故率很高。巷道变形破坏、片帮冒顶等事故在地下工程中是最常见的。据不完全统计，煤矿事故中59%以上是巷道事故。究其原因，还是对巷道变形破坏规律认识不清、支护理论不完善，从而造成支护设计工程类比居多，缺乏科学的指导，巷道支护方式选择不合理，因而也就无法保证巷道在不同地质条件下稳定和安全使用。所以本文系统的介绍锚杆支护。
巷道围岩
大变形巷道围岩变形机理与控制技术 摘要: 为得到困难条件下大变形巷道围岩的变形机理与控制对策以困难条件下巷道的类型划分和特点为基础，总结了巷道围岩表面变形特征和内部的变形与结构特征，详细分析了高应力大变形破坏、底鼓型巷道系统失稳、采动巷道的变形破坏、结构面错动变形机制、围岩与支护结构不耦合五类主要变形机制。结合巷道围岩控制理论研究与工程实践，提出了目前困难条件下矿井巷道支护存在的主要问题、难点与控制关键。 关键词: 困难条件; 大变形巷道; 围岩控制; 变形机理; 控制技术 0 引言 近年来，随着我国经济社会的快速发展、西部能源战略基地的大力建设、南方煤企重组的结构调整，煤炭的产量在逐步提高，为国民经济建设提供了重要支撑。然而，随着煤炭资源开发规模、开采深度的增加，开采条件在持续恶化，巷道维护难度在不断增加，这给矿山巷道支护提出了新的挑战与课题，因此，困难条件下( 例如大采深、构造应力、多次采动影响、松软围岩、突出煤层等) 巷道围岩控制理论与技术亦成为当前矿业工程领域研究的热点与难点。首先，由于我国东中部浅部煤炭资源的日益短缺，煤层开采必然转向深部，而深部开采因高地温、高地压、高渗透压和开采扰动( “三高一扰动”)的不利影响，使得深部矿井巷道的地质力学环境愈加复杂，地下工程灾害日益增多，深部巷道围岩稳定性控制变得更为困难。一方面，部分矿井由浅部的硬岩矿井转型为深部软岩矿井，围岩缓变型大变形支护问题十分突出。另一方面，深部煤层开采引发的冲击地压、瓦斯突出、岩爆等突变型大变形重大灾害在我国频繁发生，给国家财产和人民生命造成了巨大的损失，动力作用下巷道围岩控制问题已成为目前煤炭科技工作者所关注的重大问题之一。其次，西部大型煤炭生产基地的建设为矿井巷道围岩控制理论与技术的发展提供了良好的机遇，同时也提出了新的挑战。西部矿区的地质条件有其特殊性，即第四纪冲积层非常浅、软弱基岩埋藏深、含水层较多，( 特) 厚砂砾层、松散沉积砂层、厚冲积层等地层较为常见。特别是基岩多为中生代软弱不稳定岩层，成岩较晚、胶结程度差、强度低，遇水软化、泥化，这都增加了巷道围岩的控制难度。再次，与北方矿区相比，南方煤矿多为小型矿井，煤层赋存不稳定，地质条件较为复杂，矿井瓦斯含量较高，万吨掘进率偏高。因此，南
软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究
软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究 顾士亮 (中国矿业大学,江苏徐州221008) [摘 要] 针对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质,主要是膨胀性泥岩在浅部遇水破碎、扩容的特征、深部膨胀特征,通过现场测试、建立力学模型、数值计算,对西大巷稳定性的 力学效应、受采动影响时围岩塑性区及破碎区宽度及变形与采动支承应力的关系 分析,分析在采动支承应力作用下的软岩巷道,其围岩破碎区、塑性区的范围,巷道 变形与破碎围岩塑性区范围、峰后强度、支护的关系,研究动压软岩巷道围岩变形 机理、软岩巷道围岩流动规律,提出了深井巷道围岩控制的“内、外结构”稳定性原 理。针对西大巷围岩地质条件,依据研究的成果,寻求巷道稳定控制技术,并通过 工业性试验检验,使得西大巷由研究试验前的强烈变形到研究后的基本稳定。[关键词] 软岩;巷道;稳定性;控制 [中图分类号] T D263 [文献标识码] B [文章编号] 100326083(2004)0120015203 0 引 言 在煤矿巷道中,70%～80%的巷道受到采动影响,到深部后表现明显的软岩特性,巷道强烈底鼓、围岩难以控制,动压影响的软岩巷道的维护状况已成为制约煤矿集约化生产的瓶颈。与一般软岩巷道相比,动压软岩巷道稳定性主要取决于巷道的围岩性质、动压的影响。对这类巷道围岩稳定性及其控制尚未有系统的研究。通过对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质分析,探讨软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术。 1 巷道围岩岩性及其对巷道稳定性的影响分析 (1)围岩工程力学性质。岩石强度试验表明,砂质泥岩、泥岩、海相泥岩强度较小,单轴抗压强度一般20～40MPa,部分低于20MPa。海相泥岩最大膨胀率1718%,最大膨胀力012MPa,砂质泥岩最大膨胀率2818%,最大膨胀力0131MPa。 (2)西大巷变形的主要原因。岩石的工程力学性质差;受到7煤和9煤叠加采动支承压力作用;原支护形式不合理,难以抗拒围岩012～0131 MPa的膨胀力。 2 软岩巷道围岩受力变形分析 峰值强度前的变形为线弹性变形;在岩体破坏前,不发生体积应变,但在峰值后出现塑性剪胀扩容和应变软化现象,在应变软化区和残余变形区的塑性扩容系数一致;曲线简化为弹性变形区(虎克定律)、应变软化区和残余变形区(摩尔2库仑准则),对应巷道围岩变形的弹性区、塑性区和破碎区。 3 动压作用下的软岩巷道围岩受力变形 动压对软岩巷道变形的影响主要反映在塑性区岩体的蠕变。蠕变速度始终维持在一定的水平。不同应力水平下峰后蠕变试验如图1所示 。 (a)加载 (b)峰后蠕变 (c)峰后蠕变 (d)峰后蠕变 图1 不同应力水平下峰后蠕变曲线 51 2004年第1期 能源技术与管理
煤层巷道支护设计
五虎山煤矿9号煤层巷道支护设计 姓名：刘晓晨 班级：安全连1201 学号：311201010217 时间：2015年5月1日
我国西部地区的煤炭资源十分丰富,占全国煤炭总量的80%以上,神华集团年煤炭产量超过1亿.t所属矿区煤层埋藏较浅,上覆为风积砂岩,因此顶板管理及围岩支护与其他矿区不同.本文利用RFPA岩石破裂过程分析系统软件,对神华集团乌达矿区五虎山煤矿9号煤层巷道围岩变形和破坏过程进行了动态仿真模拟,并根据模拟结果,分析了随着煤层上山的掘进中上覆岩层的破断过程、特征与来压特点,揭示了煤层顶板的破断及煤壁支撑压力的变化规律.五虎山煤矿隶属于神华集团,由于生产接续的需要,将对9号煤层进行开采. 9号煤层平均厚度3·5 m,煤质松脆,直接顶以泥质页岩为主,中间夹有砂岩,平均厚度4·8 m,节理裂隙发育.老顶以中砂岩和粗砂岩为主,平均厚7·1 m. 9号煤层进风上山是在煤层中掘进,初始的顶板支护方法采用锚杆支护,间排距800 mm×800 mm,不能满足工程需要.为防止顶板垮落,对该巷道的支护方案进行改进,以有效地控制顶板和围岩的变化. 1 支护方案初步设计 9号煤层进风上山是在煤层中掘进,因煤层顶板都具有成层性,所以顶板的破坏基本上是从离层开始.因此煤巷顶板锚杆支护的主要作用就是抑制顶板的离层,其次是将已经离层的顶板围岩悬吊在其上方较稳定的岩层上.当煤层直接顶厚达几米以上时,要将锚杆锚固在稳定岩层内是不可能的,须采用预应力锚索将巷道上部一定范围内的岩石固定在离巷道表面较远的稳定岩石上,这样可提高巷道围岩的整体性和内在抗力,有效控制围岩有害变形的发展,增加围岩的稳定程度.在暗斜井9号煤层下部车场岩巷段(开口段)断面形状为矩形巷道,如
巷道防冲支护设计原则
巷道防冲支护设计原则 让位阻力可变原则 根据冲击地压矿井调研发现，作用于围岩上的支护阻力对于抵抗冲击地压破坏、减轻冲击造成的灾害程度起到重要作用。故结合理论分析提出:防冲支架既要具备很高的支护阻力，使其在巷道冲击地压刚开始启动时能够利用支护阻力抗冲击，还要能够在支护阻力超过一定阈值时，以相对恒定的阻力让位，直到停止，即支架的支护阻力是可变的。因此，支架中需特别设计一种可定阈值的装置，当作用于支架上的冲击载荷超过该阈值时，能够立即启动变形，实现支架整体的一个快速缓冲过程，保证支架不破坏，并且能继续发挥支护作用，进而保护人员不受伤害。 让位位移可变原则 巷道支护的目的是约束巷道位移量，使其在使用极限范围内。国内外学者在这方面进行了大量研究，但大部分是静态巷道围岩支护或针对软岩巷道的支护，主要考虑围岩变形的流变性累积效应，而不是冲击地压这种突发性效应。但对于冲击地压危险巷道的支护，不但要考虑围岩慢变形状态下巷道收缩产生的位移量，如可伸长的锚杆(锚索)、可缩U型钢支架、可缩液压支架在静载下的巷道变形，还要考虑围岩冲击启动后支护的位移量。因此提出:防冲支架应进行可变让位位移设计，即支架的让位位移需要与围岩形变相协调，当支架遭受围岩的冲击载荷超过阈值时，支架中特设的装置立即启动变形，实现支架整体的一个快速让位过程。围岩冲击启动前支架结构弹性形变让
位，位移小，用于限制围岩变形;围岩冲击启动后支架机构形变让位，位移大，用于让出围岩的变形位移，同时保证支架不因位移过大而失稳破坏，又要避免对围岩突然撤载而发生冲击地压。 让位刚度可变原则 巷道围岩的刚度是非线性的，静态应力下围岩结构刚度较大，但随着应变(形变量)增大，围岩结构刚度逐渐降低，在冲击地压发生时，围岩刚度为0。因此，想要保全巷道完整性，防冲支架就要保证结构刚度与围岩刚度相协调，即让位刚度可变的原则。未发生冲击地压时，支架应具备较高的结构刚度，约束巷道围岩变形，当突发围岩冲击并且作用于支架上的冲击载荷超过阈值时，支架立即启动形变，进行恒阻让位过程，则该过程中支架结构刚度瞬时变为0，与巷道围岩刚度相协调，同时也避免了因刚度过大而发生过载损坏。当围岩冲击停止，支架让位停止，再次恢复支护作用，达到比冲击让位前更高的结构刚度。 让位频率可变原则 冲击地压作用在巷道支护上的动力载荷是以波的形式产生的震 动载荷，不同类型的冲击地压作用在支护上的震动频率是不同的。根据冲击时的释放能量主体，可以将冲击事件分为煤体释放能量型、顶底板释放能量型、断层围岩释放能量型，优势频率分别在25~40，10~25和1~10 Hz。大量的现场观测发现，巷道支架的破坏程度与冲击地压的震级大小并不是完全的对应关系，有时冲击地压震级比较大，但支架的破坏却比较轻;有时冲击地压的震级并不是很大，但支架的破坏
巷道围岩力学
1 本规范是专门针对潞安矿区现有生产矿井所开采的3#煤层的地质与生产条件而编制的，旨在促进 潞安矿区煤巷锚杆支护技术健康发展，为矿井实现安全高效创造良好条件。 1.2 根据《潞安矿区巷道围岩地质力学测试与分类研究报告》和《潞安矿区煤巷锚杆支护成套技术研究》的结论，在潞安矿区的煤巷中可以并应积极推广应用锚杆支护技术。指导思想是：解放思想，实事求是，因地制宜，积极推广应用。工作原则是：以科学的理论依据为指导，以严谨的态度抓好设计、施工和管理。 1.3 本规范适用于潞安矿区以锚杆支护作为主要手段的煤巷，包括：(1) 回采巷道（运输巷，回风巷，开切眼，瓦排巷等）；(2) 采区集中巷；(3) 煤层大巷；(4) 各类煤巷交岔点和峒室。1.4 在进行煤巷锚杆支护设计前，必须有全面、准确、可靠的巷道围岩地质力学参数，包括地应力的大小和方向、围岩强度、围岩结构等。否则，不能进行锚杆支护设计。 1.5 煤巷锚杆支护设计采用动态信息设计法。设计是一个动态过程，充分利用每个过程提供的信息。设计应严格按五个步骤进行，即巷道调查和地质力学评估、初始设计、井下施工与监测、信息反馈分析和修正设计、日常监测。1.6 煤巷锚杆支护材料的尺寸规格、力学性能与产品质量必须满足锚 杆支护设计的要求，并符合煤矿安全有关规定。否则，不能下井使用。 1.7 煤巷锚杆支护施工应严格按照设计和作业规程要求进行，确保施工质量。1.8 与煤巷锚杆支护技术有关的各级管理和技术人员，以及操作工人，都应进行锚杆支护技术培训。1.9 本规范未涉及的煤巷锚杆支护技术问题，应按煤炭行业有关规定执行。 第二章巷道围岩地质力学评估与现场调查 2.1 巷道围岩地质力学评估与现场调查是煤巷锚杆支护设计的基础依据和先决条件，必须在进行支护设计之前完成。 2.2 地质力学评估与现场调查首先应确定评估与调查的区域，考虑巷道服务期间影响支护系统的所有因素，随后的锚杆支护设计应该限定在这个区域内。 2.3 地质力学评估与现场调查主要包括以下内容(1) 巷道围岩岩性与强度煤层厚度、倾角和强度；顶、底板各岩层的岩性、厚度、倾角和强度。(2) 围岩结构与地质构造巷道围岩内节理、裂隙等不连续面的分布，对围岩完整性的影响；巷道附近较大断层、褶曲等地质构造与巷道的位置关系，以及对巷道围岩稳定性的影响程度。 (3) 地应力巷道原岩应力的大小和方向，与巷道轴线的夹角；巷道周围采动状况，以及采动对巷道围岩 应力的影响程度。(4) 环境影响巷道水文地质条 件，涌水量，瓦斯涌出量，对围岩强度的影响程度，围岩的风化特性等。 (5) 锚杆锚固力用井下施工中要采用的锚杆，以端部锚固的方式，在顶板和两帮设计锚固长度范围内进行拉拔试验，锚固力满足设计要求时，方能在井下使用。 2.4 巷道围岩地质力学参数，包括地应力、围岩强度和围岩结构应采用先进的测试方法进行测试。目前根据国内外的技术水平和科研成果，应采用下列井下实测的方法确定。 (1) 地应力可采用水压致裂法或应力解除法测量。 (2) 巷道围岩强度可采用井下围岩强度测定装置直接在钻孔中测量，也可在井下巷道中取岩芯，在实验室制成岩样进行测量。 (3) 围岩结构应采用巷道表面观察，钻孔取芯测量和钻孔窥视相结合的方法进行。 2.5 巷道围岩地质力学参数有一定的适用范围。当在一个地点获取的参数用于同一煤层的其它地点时，应进行充分的现场调研，以保证两地点条件的相似性。 2.6 当巷道围岩岩性、结构和应力条件发生较大变化时，如遇到大型
深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术 包珂
深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术包珂 发表时间：2018-06-04T11:32:15.143Z 来源：《基层建设》2018年第9期作者：包珂 [导读] 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。 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