深部煤层巷道支护技术
煤矿深部巷道围岩控制及支护技术
煤矿深部巷道围岩控制及支护技术汇报人：日期:CATALOGUE 目录•引言•煤矿深部巷道围岩控制技术•煤矿深部巷道支护技术•煤矿深部巷道围岩控制及支护技术实例分析•结论与展望01引言研究背景与意义煤矿深部巷道围岩控制及支护技术是煤矿安全高效开采的关键技术之一。
目前，我国煤矿深部巷道围岩控制及支护技术仍存在诸多问题，亟待解决。
煤炭作为我国主要能源来源，保障其安全、高效开采具有重要意义。
研究现状与发展趋势国内外学者针对煤矿深部巷道围岩控制及支护技术开展了大量研究。
目前，我国煤矿深部巷道围岩控制及支护技术正朝着高可靠性、高强度、高耐久性、高环保性等方向发展。
未来，该技术将更加注重信息化、智能化、绿色开采等方面的研究与应用。
02煤矿深部巷道围岩控制技术围岩稳定性分析围岩稳定性对煤矿安全具有重要意义，分析围岩稳定性可预测巷道破坏、塌方等风险。
围岩稳定性分析包括岩石力学试验、数值模拟等方法，以评估围岩的强度、变形和稳定性。
围岩稳定性分析结果可为合理确定巷道位置、支护方案等提供科学依据。
围岩支护设计原则根据围岩稳定性分析结果，制定有针对性的支护方案。
综合考虑巷道的服务年限、地层条件、水文地质等因素，选择合适的支护方式。
重视现场监测与信息反馈，及时调整支护参数，确保支护效果与安全。
煤矿巷道支护类型主要有锚杆支护、喷射混凝土支护、棚式支架支护等。
锚杆支护适用于围岩较稳定、节理发育的巷道；喷射混凝土支护可及时封闭围岩，防止风化；棚式支架支护适用于围岩压力大、变形严重的巷道。
根据围岩稳定性分析结果，结合矿井实际情况，选择合适的支护类型。
巷道支护类型与选择03煤矿深部巷道支护技术利用锚杆的拉力和锁定性，对巷道围岩进行加固和稳定，提高其承载能力。
锚杆支护原理锚杆支护类型锚杆支护施工工艺包括机械锚杆、树脂锚杆、钢丝绳锚杆等，根据巷道围岩类型和支护要求选择合适的类型。
包括钻孔、锚杆安装、固定等步骤，需注意锚杆的深度、角度和固定效果。
浅谈深部煤巷支护技术
鹤煤公 司八 矿 井 田基 本 构 造 形态 为 单 斜 构 造 ， 井 田地 质条 件 比较 复 杂 ， 断层 发 育 ， 板 破 碎 ， 正 顶 矿
山压力 大 ， 断层走 向 Ｎ 倾 向 Ｎ 或 ｓ ， 角 小 于 Ｅ， Ｗ Ｅ倾
２。 大于４ 。 ５或 ５ 。井 田 宽 缓 褶 皱 控 制 地 层 产 状 ， 层 煤
掘进后 、 采煤 工作 回采 前 ， 巷道 棚梁 弯 曲 变形 、 甚至
折 断 ， 道 断 面 减 小 ， 重 影 响 通 风 、 人 ， 安 全 生 巷 严 行 给
产带来 危害 。 因此 ， 工作 面 进 入前 必 须 对 巷 道进 在 行 重新扩 修 。
为解决 空顶 、 帮问题 ， 空 在掘 进 中遇到煤 质酥 软情况
对 掘 进 和 回采 安 全 造 成 重 大 影 响 。 主 要 表 征 反 映 在
２ 联 合 支 护 技 术
（ ） 案设计 。３０ １方 ， １３南 回风 巷 掘 进 工 作 面 煤 巷
总长 ４ ０ ｍ， 用 ４ ０ｍ ×３ ２ ｍ 的 ２ Ｕ型 钢 支护 ， ２ 采 ． ． ９ 棚 距 ０ ６ｍ。使用 ｕ型 钢 棚 支 护 中 ， 于煤 巷 掘进 ． 由 承受压 力 大 ， 被压 酥 ， 进 中巷 顶流 煤 ， 煤 掘 易造 成 空 顶 、 帮 ， 棚 的稳 定 性 受 到 影 响 ， 来 安 全 隐 患。 空 架 带
控 制顶板 与煤 壁 的 整 体性 。根 据 现 实 条 件 ， 应采 取
收 稿 日期 ： ０ １ １ ０ ２ １ —０ — ７
有 针对 性 的措 施 强化 棚 梁 支 护 ， 根据 不 同情 况采 取
５ｍ 的砂 质泥 岩 隔水 层 ； 层 基本 底 为厚 ７ ５ ｍ 的 煤 ． 砂岩 ， 含水 性弱 ， 掘进 过程 中局部 会 出现底 板渗水 现
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策随着我国工业化进程的加快和能源需求的增长，煤矿深部开采已成为煤矿生产的主要形式之一。
煤矿深部开采也带来了一系列的岩巷围岩稳定与支护问题。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策的研究和实践对于确保煤矿生产安全、提高生产效率具有重要意义。
本文将从煤矿深部岩巷的特点、围岩稳定机理、常见的围岩稳定问题和相应的支护对策等方面展开探讨。
一、煤矿深部岩巷的特点煤矿深部岩巷指的是距离地表较深的煤层巷道。
由于深部地压和岩层构造的复杂性，煤矿深部岩巷与浅部岩巷相比具有以下特点：1. 地应力较大：地表以上的地应力是受到岩层自重等因素的影响而逐渐减小的，而在深部开采场所，地应力往往非常大，这对围岩稳定提出了更高的要求。
2. 岩层构造较复杂：深部地层通常都经历了了复杂的地质作用，形成了较为复杂的岩层构造，这使得深部岩巷的围岩稳定问题更为复杂。
3. 地质构造异常多：在深部地层中，地质构造异常多，如断层、褶皱、节理等，这也给岩石的稳定性带来了挑战。
以上这些特点使得煤矿深部岩巷的围岩稳定问题成为了深部开采的难点和瓶颈。
二、围岩稳定机理煤矿深部岩巷的围岩稳定机理是深部开采的重要理论基础。
围岩稳定主要受到以下几方面因素的影响：1. 地应力：地应力是指地下岩石受到的压力。
在深部开采中，地应力是影响围岩稳定的主要因素之一。
地应力大小与深度成正比，因此深部开采受到的地应力通常较大。
2. 岩层构造：地质构造异常多的深部岩巷，岩层构造对围岩稳定起着至关重要的作用。
褶皱、断层等地质构造对围岩形成和变形带来了很大的影响。
3. 岩体力学性质：岩石的力学性质是影响围岩稳定的另一个重要因素。
岩石的抗压强度、断裂带特性、岩石的变形特性等都对围岩稳定有着重要的影响。
4. 采动影响：煤矿深部开采的过程中，采动对围岩产生了很大的影响。
采动导致了围岩的应力分布发生了变化，从而引发了岩体的破裂和变形。
以上这些因素共同影响着煤矿深部岩巷的围岩稳定，了解这些因素对选择合适的支护对策具有重要的意义。
煤矿深部巷道二次加强支护技术探讨
摘要:伴随着经济的发展，市场对煤炭资源的需求量不断增加，深部煤炭资源的开发是近几年煤炭企业发展的主要方向。
在实际应用中，深部煤炭资源的开发受高地应力以及开采技术欠缺等问题的影响，导致煤矿深部巷道支护存在很多问题。
笔者结合多年工作经验，从煤矿深部开采存在的问题和深部巷道支护的要求着手，对煤矿深部巷道二次加强支护技术做了简要分析。
关键词:煤矿深部二次加强支护技术问题要求煤矿产业是我国经济发展的支柱产业之一，伴随着经济的发展，我国有限的煤炭资源很难满足市场的需求量，如何解决煤炭资源短缺问题是煤炭企业建设发展的当务之急。
近几年，煤矿开采的深度不断增加，开采环境不断恶化，地温升高、作业施工困难、巷道维护施工复杂以及施工成本不断提高等问题常有发生。
煤矿深部巷道二次加强支护技术是煤矿企业为了满足市场而发展研究的一种全新的支护技术，在实际应用中取得了良好的效果。
1煤矿深部开采存在的问题巷道的断面与煤矿开采的深度成正比，伴随着经济的发展，市场对煤炭资源的需求量不断增加，煤矿开采的深度也逐年上升，据相关数据显示，近十年，煤矿开采的深度增加了100m 左右，巷道断面平均增加10.3%。
伴随着开采深度的增加，巷道周围岩石所受的地应力作用越来越大，过大的应力作用会使巷道周围的岩石产生剧烈的震动导致巷道变形。
矿井越深巷道矿压问题就越严重，失修率也越来越大，据经验显示，1500m 深度的巷道失修率比700左右巷道失修率高出10倍左右，部分巷道还经常出现边挖掘边修理以及反复维修等问题。
深部巷道维护问题已经严重影响了煤炭行业的发展，解决以上问题是行业建设者的当务之急。
2煤矿深部巷道支护的要求针对煤矿深部开采存在的问题，对深部巷道支护技术提出了以下要求：第一，结合煤矿开采现场实际需求，工作人员应该重点考虑开采现场岩石所受的应力大小，如果岩石所受的应力较大，深部煤炭资源就很难得到有效解决。
因此，工作人员必须以远端岩石的稳定性对施工现场的岩石进行控制，减小岩石支护后的变形量；第二，施工人员应该结合设计图纸，合理控制巷道的收缩空间，保障岩石受力作用后最大程度地保持原有的形态；第三，煤矿开采过程伴随着较大的振动，振动过大对巷道会产生较大的破坏从而影响开采工作，工作人员应该利用炮掘等手段，对巷道实施光面爆破。
煤矿深部巷道锚杆支护技术
1．概念 1.4 锚杆的预紧扭矩：
在锚杆安装过程中，对锚杆螺母施加的力矩，单位N•m； M=F*L，M为扭矩，F为力（N），L为距离(m)
1.4.1 锚杆预应力：
在锚杆安装过程中，对锚杆杆体施加的轴向拉应力，等 于锚杆预紧力与杆体横截面积的比值，单位MPa。
2．几种易混淆的力之间的关系 2.1 锚固力与拉拔力区别：
2．几种易混淆的力之间的关系 2.2 预紧力和预紧扭矩的关系：
2.2.2预紧力是力，是施加在锚杆（锚索）上的拉力，单 位kN;预紧扭矩是力矩，施加在压紧螺母上，单位N·m.
2.2.3二者测量仪器不同。预紧力可以通过安装在锚杆 托盘与螺母间的锚杆测力计观测；预紧扭矩可以通过数字显 示或带有刻度显示的锚杆扭力扳手观测。
煤矿深部巷道支护技术
1．概念
锚固力 预紧力 拉拔力 预紧扭（力）矩 预应力
1．概念
1.1 锚固力：指锚杆对围岩的约束力，它包括径向锚固力 和切向锚固力，径向锚固力含托锚力和粘锚力。托锚力是 托板阻止向巷道内位移，对围岩施加的径向支护力；粘锚 力是锚杆通过粘结剂对围岩施加的径向作用力；切向锚固 力是锚杆体施加贯穿岩体弱面，对弱面的滑动和张开产生 的限制力，单位：kN。
1．概念 1.1.1 锚固力的作用：锚杆的锚固作用体现为径向和切向
锚固力的作用。径向锚固力对围岩施加围压，将围岩由 单向、双向受力状态转化为双向、三向受力状态，提高 围岩的稳定性。锚杆贯穿同一岩层中的弱面，切向锚固 力改善了弱面的力学性质，从而改善了围岩的力学性质。 因此锚杆是兼有支护和加固两种作用的较完美的支护形 式。径向锚固力主要起着支护作用，切向锚固力主要起 着加固作用。而在煤巷围岩中，主要是径向锚固力起作 用，起到支护作用。
2．几种易混淆的力之间的关系 2.3 预紧力与预紧应力区别：
浅析煤矿深部回采巷道支护技术
【 关键词 】 煤矿巷道 ； 围岩控制 ； 联 合支护 ； 连续 介质力学
【 中图分 类号 】 Ｔ Ｄ ３ ５ ３
【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章 编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ １ ２ ０ — ０ ２
１ 深部 回采 出现 的支护状 况
析； ② 岩 体 的 应 力 位 于 弹性 的 范畴 的 时候 ， 可 以采 取 弹性 力 学
⑧ 岩 体 的 部 分 处 于 塑性 的 情 况 之 后 ， 最好 采 取 弹 深 了１ ０ ０ ｍ． 岩 石 的巷 道 的 断 面 扩 大 了 大 约 ８ ． １ ％． 平 均 下 来 煤 的 方 法 解 决 ； 塑 性 力 学 或 者 是 损 伤 力 学 的 方 式 进 行 探 究 倘 若岩 体 应力与 和 半 煤 岩 巷 扩 张 了 大约 ３ ２ ％。 并且 伴 随 着 开 采 的 深 度 的 不 断
对 应 即 的是 围岩 所 必须 供 给 的 的 最 小 的 支 护 阻 力 ｐ ａ 。
岩石名称 柱 状 屡厚
／ ｍ
２ 对巷道 围岩 的稳 定性 的研 究
连 续 介 质 力 学 觉 得 支护 的 结构 和 围岩 的 互相 结合 ．成 为
一
岩 性 说 明
个联合的承载体制 ， 其 中的围岩作为重要承载的结构 ． 支 护
些有 规 律 性 的想 法 。连 续 介 质 力 学 模 型 如 图 １ 所 示
结 构 即是 加 在 无 限 或 者 是 半 无 限介 质 孔 洞上 的加 劲 环 它 的
作 用是 可 以映 射 地 下 的 工 程 挖 掘 后 围岩 应 力 的 情 况 针 对 围
岩 连 续介 质 力学 的 模 式 ， 当 下 最 为 常 用 的 求 解 的 方 法 为 解 析 计 算 法 ，解 析 计 算 法 即是 是 运 用数 学 力 学 等 计 算 方 式 得 出 闭 合 解 的一 种 方法 ，根 据 对 解析 的 方 式和 对 其 结 果 即 可 得 出一
煤矿作业面的巷道支护技术
煤矿作业面的巷道支护技术在煤矿作业面中，巷道支护技术是确保生产安全和提高矿工工作环境的重要手段。
巷道支护技术的发展对煤矿作业面的安全和可持续发展起到了关键作用。
本文将探讨巷道支护技术的现状、发展趋势以及在煤矿作业面中的应用。
一、巷道支护技术现状随着煤矿行业的迅速发展，巷道支护技术的研究和应用也取得了重要进展。
目前，常见的巷道支护技术包括煤柱支护、锚杆支护、钢拱架支护等。
这些技术通过支撑和加固巷道的结构，有效地防止巷道塌方和支护材料的破坏，确保煤矿作业面的稳定和安全。
在巷道支护技术中，煤柱支护是一种常见且有效的技术手段。
它通过保留一定宽度的煤柱来支撑巷道，阻止煤层的坍塌。
煤柱支护不仅能够提高巷道的稳定性，还可以减少煤层变形和采空区的扩展。
此外，钢拱架支护是一种常用的技术手段，它通过设置钢拱架来支撑巷道的顶部和侧面。
钢拱架具有高强度和耐腐蚀性，能够有效地增强巷道的稳定性和承载能力。
二、巷道支护技术的发展趋势随着科技的不断进步，巷道支护技术正朝着智能化、自动化和节能环保的方向发展。
一方面，智能化技术的引入可以提高巷道支护系统的监测和控制能力。
例如，通过传感器和监测设备对巷道的稳定性和环境参数进行实时监测，可以及时发现问题，采取相应的措施进行预警和修复。
另一方面，自动化技术的应用可以提高巷道支护施工的效率和质量。
例如，采用自动化设备和机器人进行巷道支护施工，可以减少人工操作，提高施工速度和安全性。
此外，节能环保也是巷道支护技术发展的重要趋势。
传统的巷道支护技术通常需要大量的支撑材料和能源消耗，在一定程度上对环境造成了负面影响。
因此，研究人员正在努力寻找新型的节能环保材料和技术，用于巷道支护。
例如，利用环保材料替代传统支护材料，可以降低资源浪费和污染排放，实现煤矿作业面的可持续发展。
三、巷道支护技术在煤矿作业面中的应用巷道支护技术在煤矿作业面中起到了关键作用。
首先，有效的巷道支护技术可以提高巷道的稳定性和承载能力，减少巷道坍塌和事故的发生。
矿井深部巷道支护技术研究
矿井深部巷道支护技术研究1 深部开采支护技术围岩状态是巷道矿压控制的基础。
由于开采深度大，深井巷道围岩普遍处于破裂状态，这与中浅部开采有所不同。
并且，现有支护不可能改变深井巷道围岩的破裂状态。
因此，深部开采巷道矿压控制原则的确定和控制措施的采用都应建立在围岩破裂状态的基础上。
在实践中，由于支护不及时以及支护时支架通常不能与围岩密切接触，只有在巷道产生较大变形后支护才起作用。
而此时围岩无疑己经破裂。
事实上，深井巷道一开掘时围岩就处于破裂状态，产生了破裂区。
与中浅部开采不完全相同，深部开采面对的必然是开巷后围岩处于破裂（残余强度）状态。
这就是深井巷道矿压控制的基础。
2 深井巷道矿压控制的总体原则深井巷道矿压控制总的原则是：采取一切可能的措施，减小巷道围岩的破裂范围。
这是由深井巷道围岩状态的特点决定的。
选择适当的巷道位置和巷道保护方法是深井巷道矿压控制的基本要求和原则，合理的巷道支护是深井巷道矿压控制的根本保证。
通常，岩层卸压和单纯的岩层加固（支护如锚喷支护、锚注支护等也具有加固围岩的作用）作为深井巷道矿压控制的辅助措施。
然而，在围岩条件相当差的情况下，岩层加固是必须的。
在岩层压力（开采深度）很大的情况下，岩层卸压是必须的。
有时，岩层卸压和岩层加固都是必要的。
深井巷道矿压控制的难点依然是采准巷道，特别是不得不布置在煤层中的回采巷道，在深部开采条件下当受到数倍于原岩应力的支承压力作用时将变得很难维护。
改善煤层平巷维护条件应采取多方面的措施，最根本的措施是改变开采体系，即改后退式回采为前进式回采。
目前，我国普通采用后退式采煤法，在深部开采中也不例外。
由于区段平巷在工作面回采前一次掘出，在深部开采条件下掘巷时就会产生较大变形，受采煤工作面超前支承压力的影响，巷道维护状况将进一步恶化，产生严重变形甚至破坏，结果不得不翻修。
采用前进式采煤体系时，区段平巷随采随掘，不仅维护时间短，而且不受工作面前方移动支承压力的影响，对深部开采的煤层平巷维护比较有利。
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深部煤层巷道支护技术
——二水平丁六皮带下山设计构想
李永伟冯瑞明
引言
随着我国煤炭工业的发展，煤矿开采强度和深度的不断增加，相当一部分矿井面临深井巷道围岩控制，特别是煤层巷道在掘进及回采等阶段的大变形严重制约工作面正常推进，影响安全高效开采。
深井煤层巷道围岩地质条件复杂，地应力高，煤岩体具有长期的流变、蠕变效应致使煤巷顶板控制比一般条件下更加困难。
深井高地应力、采动影响综合作用于巷道，表现为全断面来压，不仅在掘进和回采过程中，巷道因采掘影响而引起围岩剧烈变形，而且在应力分布趋向稳定后仍保持快速流变，维护十分困难。
如何解决深井条件下煤巷围岩控制稳定性问题，已成为煤巷锚杆支护面临的关键课题一。
二水平丁六皮带下山位于-593水平以下，埋深超过800m，巷道压力明显增大，因此必须对原有支护技术进行革新。
1 深井煤巷高预应力支护技术
巷道锚杆支护技术的精髓是提供有效的初始支护强度，并具有良好的增阻性能。
通过及时安装锚杆，并给锚杆施加一个较大的预拉力，对围岩产生有效约束，这种通过前张拉方式对巷道围岩产生的高预紧力，不仅可以消除岩层内原始的裂缝空隙，也可以使各个岩层之间锁紧为一个整体，提高锚固范围内岩层的内摩擦角和内聚力，从而提高岩层的整体承载性能。
根据相关研究表明，初期施工锚杆的支护强度(预紧力)与巷道围岩的松散扩容变形之间的关系有定性、定量关系。
围岩的扩容变形与锚杆的初始支护强度之间呈负相关性关系，锚杆的初始支护强度越小，围岩的松散变形越大；锚杆的初始支护强度越大，围岩的松散变形越小。
1.1 采用高性能、高预应力锚杆强化帮角
采用 IV 级螺纹钢加工成高性能锚杆，抗破断强度更高，支护刚度更大，限制变形更有力，针对软岩急剧膨胀扩容产生的高应力控制效果会更好，体现超高强材料、大刚度附件、加长锚固、超高预紧力的技术思想。
加固帮角可直接提高
帮角围岩强度，同时有效地衰减该处围岩的应力集中度，避免帮角过早破坏而引起巷帮及底板的较大变形，加固帮角控制底鼓效果甚至超过直接处理底板。
1.2 采用高强锚索强化顶板
深层巷道顶板易产生不协调变形并导致离层冒漏，因此支护必须首先保证安全可靠，应强化顶板，促使顶板下位岩层形成整体结构，并尽量限制其相对变形。
采用Φ22大直径高预应力锚索和300mm×400mm的大托盘，增大顶板支护强度和护表面积，减少顶板压力通过两帮向下传递。
从而避免因使用普通小托盘与围岩局部小面积接触而产生的点载荷作用，使顶板围岩挤压破损及离层。
1.3 关键部位强化
1) 松散煤帮采用点锚索、锚索梁或桁架增加帮部围岩的支护强度，增强帮部围岩承载能力，以有效控制深部巷道高垂直应力下对帮部围岩的破坏变形；
2) 在巷道中间位置支设木点柱，不仅可使大跨度巷道增加一中间支撑点，起到明显的承载梁减跨效应，而且可有效控制底鼓，同时对顶板的离层垮冒起到直观外显和早期预警作用。
1.4 动态支护过程控制
根据理论分析及实验等提出分阶段动态加固过程控制的综合控制思想，巷道围岩强度弱化和破坏是围岩变形甚至结构失稳、巷道垮冒的根源，并表现出阶段性特征，优良的巷道支护应针对围岩破坏和强度弱化原因分阶段加固。
对失修段及时进行加固维修。
2对上部已施工过的巷道进行观察得出以下结论
2.1 在巷道掘进期间，围岩变形量控制在合理的范围之内，锚杆索受力状况良好，载荷增长迅速、及时承载，表明深井煤巷高预应力支护思想和动态加固过程控制支护理念应用于深井厚层复合顶板条件下煤层巷道支护取得了良好的控制围岩变形的效果。
2.2在深井大断面厚层复合顶板的条件下，顶帮分别采用长锚杆、锚索配合槽钢组成锚索梁加强支护，通过高预紧力充分调动围岩的自稳能力，在顶板形成了稳定的承载梁结构，有效抑制了顶板离层，对巷道掘进后的围岩变形起到了很好的控制作用。
2.3支护方案达到了预期的目标，控制变形效果较好，巷道经受了煤岩蠕变、
煤体风化影响的考验，达到了预期的支护效果，为工作面回采提供有利条件，取得了良好的技术经济效益。
深
部
煤
层
巷
道
支
护
技
术
掘进七队
李永伟冯瑞明
2010.10.12。