0-7 巷道矿压控制原理

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掘进巷道矿压监测有关知识

掘进巷道矿压监测有关知识

掘进巷道矿压监测有关知识《煤矿安全规程》第44条采用锚杆支护形式时,应遵守下列规定:1、锚杆必须按规定做拉力试验。

煤巷还必须进行顶板离层监测,并用记录牌板显示。

对喷体必须做厚度和强度检查,并有检查和试验记录。

在井下做锚固力试验时,必须有安全措施。

2、锚杆必须用机械或力矩扳手拧紧,确保锚杆的托板紧贴巷壁。

一、矿压的形成煤层在受到开挖以前,由于长期受到周围岩土体压力作用,压力处于应力平衡状态。

当开掘巷道或进行回采工作时,破坏了原来的应力平衡,在采掘空间周围引起岩体应力的重新分布,在这种不平衡应力的作用下,会出现巷道及回采空间周围煤岩体的变形、移动、垮落等现象,直到应力达到新的平衡为止。

这种由于在地下进行采掘活动而在巷道、峒室及回采空间周围巷道内及支护物上所产生的压力称为“矿山压力”,简称“矿压”。

在矿山压力的作用下,地下巷道、峒室及回采空间周围的煤岩体及支护物将发生变形和破坏,产生顶板下沉、底板隆起、巷道断面缩小、岩体破断离散发生冒落、煤体压酥甚至突然抛出、支架变形、上覆岩层大范围移动甚至地表塌陷等现象。

这些在矿山压力作用下,围岩、煤体及支护物所产生的各种力学现象,称为“矿山压力显现”,简称矿压显现。

巷道岩体破坏只有两种“拉断”、“剪切”,没有“压坏”。

(莫尔强度理论认为):材料发生破坏的主要原因是由于破坏面上的剪应力达到一定限度的缘故,这个剪应力除了与材料本身的性质有关,还与破坏面上由于正应力而产生的摩擦阻力有关。

即某点发生破坏,不仅取决于该点的剪应力,同时也取决于该点的正应力,前者起破坏作用,后者起阻碍破坏作用。

破坏的四个阶段:压密阶段、弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段。

二、掘进巷道所受矿压的种类及作用距离、大小。

1、掘进本身的支承压力的显现未受采动的岩体,在巷道开掘以前通常处于弹性变形状态,岩体的原始铅直应力等于上部覆盖的岩层重量,巷道开挖以后,原岩应力重新分布,巷道围岩内出现应力集中,如果围岩应力大于岩体强度,巷道围岩会产生塑性变形,从巷道周边向围岩深处扩展到一定的范围,出现塑性变形区,为弹塑性介质,巷道开挖以后围岩应力分布如图1所示。

矿山压力与岩层控制

矿山压力与岩层控制

(4) 采动影响稳定阶段 回采引起旳应力重新分布趋向稳定后,巷道围
岩变形速度再一次明显降低,但依然高于掘进影 响稳定阶段时变形速度,围岩变形量按流变规律 不断缓慢地增长。
(5) 二次采动影响阶段 巷道受本区段回采工作面(B)旳回采影响
时,因为上区段残余支承压力,本区段工作面超
前支承压力相互叠加,巷道围岩应力急剧增高,
图7-8区段平巷围岩变形
(1)巷道掘进影响阶段
(2)
煤体内开掘巷道后,巷道围岩出现应力
集中,在形成塑性区旳过程中,围岩向巷道空
间明显位移。伴随巷道掘出时间旳延长,围岩
变形速度逐渐衰减,趋向缓解。巷道旳围岩变
形量主要取决于巷道埋藏深度和围岩性质。
(3)(2) 掘进影响稳定阶段
(4) 掘巷引起旳围岩应力重新分布趋于稳定,
关系旳不同,巷道位置能够分为下列几类: (1) 与回采空间在同一层面旳巷道称为本 煤层巷道,分析本煤层巷道位置时,仅考虑回 采空间周围煤体上支承压力旳分布规律,可作 为平面问题处理。
(2) 与回采空间不在同一层面,其下方旳 巷道称为底板巷道,分析底板巷道位置时,应 该考虑回采空间周围底板岩层中应力分布规律, 按空间问题处理当然,位于回采空间所在层面 上方旳巷道称为顶板巷道 。 (3) 厚煤层中、下分层以及相邻煤层中旳 煤层巷道,有可能同步受到本分层和上分层以 及相邻煤层采面旳采动影响。分析此类巷道位 置时,根据巷道与回采空间位置和采掘时间关 系,综合考虑回采空间周围煤体上支承压力和 顶、底板岩层中应力旳叠加影响。
图7-5 a表达上部煤层单侧采动引起底板岩层 内应力分布,图7-5 b表达上部煤层两侧采动遗留 保护煤柱引起底板岩层内应力分布。
如图所示,除了在煤柱下方底板岩层一定范 围内形成应力增高区外,位于煤柱附近旳采空区 下方底板岩层一定范围内形成应力降低区。

煤矿巷道卸压技术

煤矿巷道卸压技术

因此,巷道是在预先卸载的岩体中 掘进,并且在整个服务期间是用刚性 可变的煤带保护,它可以通过将支承 压力转移到岩体深部从而降低被保护 巷道周围的应力。 图3表示掘进采区斜巷时为了降低 岩体中的应力而钻进卸载钻孔的示意 图。
在采用壁式开采方法时,在运输平 巷1内回采小巷的切口附近安装钻眼设 备2,并在煤层平面中钻进长度尽量大 的一排钻孔3。在卸载钻孔之间留下煤 柱4,煤柱的承载能力从巷道周边向煤 体深部增加,最小的煤柱留在继续要 掘进的巷道断面中。
研究及实践表明,可以通过不同的 卸压方法在围岩深处形成弱化区,为 围岩的膨胀变形提供一定的变形补偿 空间。使集中应力向围岩深部转移, 该处岩体处于三向应力状态,有较高 强度,可以承受支承压力的作用而不 破坏。于是在应力增高区内形成了一 圈“自承岩环”。
自承岩环主要承受集中力,充分发挥 岩体的自承能力。在自承岩环的支承 和保护下,使卸压区内的岩体保持稳 定。同时,结构和完整性并未完全遭 到破坏卸压区内的巷道围岩,相当于 在自承岩环的P1③强度和稳定性,从 而使巷道围岩的整体稳定性得到提高。 如图1示。
图8
图9
(三)顶部卸压
U〃L〃切尔亚克教授研究认为,顶部预先 卸压保护下部巷道的范围如图9示。 沿走向布置巷道,保护下部宽度A为: A=b+2n n——巷道一侧保护煤柱宽,m; b——两巷及巷中间煤柱宽度,m,如果一 条巷道,b等一条巷的度;上部卸压宽度a, a=A+1.4h2。
实例1:如图10示。巷道埋深898m,净 断面12.5m,距煤层底板4~12m。
巷道底板切槽如图14示。 当切槽深度b小于巷帮到切缝的间距a, 即a/b>1时,开槽后的底板视而不视作从 卸压槽下方受到磺向载荷p作用的岩石悬梁。 承受弯曲应力,岩石抗弯强度小,底板上 翘,巷至下面岩层向上断裂。 岩层受剪力作用,当a/b<1时,岩石抗 剪强度一般大于抗拉强度,岩石底板稳定。 底板中最大剪应力为

第九章 采区巷道矿山压力控制

第九章  采区巷道矿山压力控制

支架作用 : 支架的支承力在一定程度上能起到减少围岩移动的作用,支架却只承担其 中一小部分载荷。能够抑制顶板离层,减少顶板下沉量,防止松动围岩冒 落,阻止煤壁片帮等。 围岩作用: 围岩是一种天然承载结构。围岩自身具有支承能力(自承力)。在开掘巷道以 后形成的“支架—围岩”力学平衡系统中,围岩通常承受着大部分的岩层 压力。 支护方式应充分合理利用围岩的自承力 : 在巷道支护过程中尽可能地充分利用围岩的自承力,为了利用围岩的自承 力,就要允许围岩产生某些变形,这种变形会使围岩中的能量得到一定释 放,从而起到适当的“卸载作用”,这将有利于减轻支架受载。然而从安 全观点来看,这种变形又是应当有限制的,不能允许它发展到有害或危险 的程度。
支架与围岩相互作用和共同承载原理
合理利用围岩自承力使支架与围岩在相互约束的状态下共同承载,同时又要 保证不导致围岩松动破坏,使支架向围岩提供一定的阻力,使得围岩在承受 一定支架阻力的条件下有限制地巷道空间内变形。
由该图可知,如果想依靠支架的支承力完全阻止围岩移动,这时所要求的 支架支承力P将为最大(Pmax),其值相当于开巷前的原岩应力。但是只要围 岩产生少量位移,P值就会急剧减小。例如在A点处由于利用了围岩的自承 力,支架的支承力PA将比Pmax小。但是这种情况不能无限制地继续下去,
2、释放高压 (让压)
基 本 途 径 :巷道仍开掘在高压区,但不用高支撑力的支架硬顶,
而是允许围岩产生较大变形,使围岩中的高压得到释放(也称应力 释放) 。
优 缺 点 :可充分利用围岩的自稳能力,减轻支架受载,如应用得
当巷道在使用过程中无需维修,对生产极为有利,但要用结构较 复杂的可缩性支架,巷道掘进断面要考成缩小备用量,从而增加 了掘进费和初期支护费用
综合以上几点可以认为:支架可以起到凋节与控制围岩变 形的作用,但它应在围岩发生松动和破坏以前安设,以便 使支架在围岩尚保持有自承力的情况下与围岩共同起承载 作用,而不是等围岩已发生松散、破坏,几乎完全丧失支 承力的情况下再用支架去承担已冒落岩块的重量。也就是 说,应当使支架与围岩在相互约束和相互依赖的条件下实 现共同承载。按照这个原理去进行巷道支护工作,从总体 上说可以获得更为简便、经济和安全支护效果。 为了充分利用围岩的自承力,在开掘巷道以后应使安设支 架的时间尽量推迟一些,这样才能达到通过变形释放能量 的效果和有利于减轻支架受载。然而由于安全方面的原因, 支护时间又不宜过晚。为了解决这个矛盾,希望找到一个 既允许围岩产生一定变形又不致造成围岩破坏的两全其美 的解决办法,例如“二次支护”“柔性支护”和“带有变 形空间支护”。

试论深矿井开采的巷道矿压显现及其控制

试论深矿井开采的巷道矿压显现及其控制

1 前 言
矿井巷道若按 照服务范围划分则可划分 为开拓巷道、 回采巷道 以及道之 分, 每一种巷 道 的划分是按照他们 的形状 以及所处 的空 问位 置来 决定【 l l 。 由于巷道形 状不一 , 一般 多为梯形和矩 形, 因此当巷道 出现破坏 时, 维修起来相对 比 较 困难 。巷道在开采过程 中会 因为越往下而矿压越 强, 因此在深矿井采 矿 中就会 出现矿压 显现 的情况 。一般在深度 超过 6 0 0之 后就会 越加 明 显, 从而造成整个开采环境的恶化 , 影响正常开采。
要是在进行墙壁工作 开采 时产生, 测支承压力主要是在垂直面和水平面 工作时产生 。这两种支承压 力对巷道布置有重大影响 , 一般主要是影 响 煤层中有预期布 置的回采巷道和煤层底部 的巷道 。前支承 压力和侧支承 压 力对 布置的巷道影响分别 是短暂和 长久的l 引 。除 了受到应力影响造成 巷道 围岩变形导致矿压显现外 , 其 中还 有围岩强度的影响作用 。当 围岩 强度大于前侧支承压力 时, 巷道 的变形程度就相对比较小。相反 , 当围岩 强度 小于前侧支 承压力时 , 巷 道的变形程度 就相对 比较 大 , 这三者 呈现 负相关 。 同时, 在矿井深度相 对 比较 浅的地 方 , 原岩 的应力基 数和 围岩 的强 度一般 都 比较 小, 这时围岩受 到的外部压力 比较小 , 因此上 部分 的巷道 基本上没有变形 或变 形极其微小 , 一般不 易察觉 。且在 比较 浅的地方都 能够很 好的布置巷道 且留有煤柱保 护, 因此其承 受的压力 比较小 , 各 种 保护措施都先对 比较好 。但 是当不断 向下开采时 , 原岩 的应 力基数会 不 断的增加 , 加上深部较 多软岩, 造成围岩强度变小等情况 , 直接造成变 形 速度和强度的增加。 因此, 综上所述深矿井 开采 过程中 由于受到外部力量和岩石本身 性 质的影 响, 巷道的变 形情 况实属必然 , 而变形最后 形成的矿压 显现特 征 也不可避 免的要 出现。

巷道矿压控制原理共79页

巷道矿压控制原理共79页
25、学习是劳动,是于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
巷道矿压控制原理4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。

采场矿山压力及其控制方法(二篇)

采场矿山压力及其控制方法在矿体没有开采之前,岩体处于平衡状态。

当矿体开采后,形成了地下空间,破坏了岩体的原始应力,引起岩体应力重新分布,并一直延续到岩体内形成新的平衡为止。

在应力重新分布过程中,使围岩产生变形、移动、破坏,从而对工作面、巷道及围岩产生压力。

通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力,称为矿山压力。

在矿山压力作用下所引起的一系列力学现象,如顶板下沉和垮落、底板鼓起、片帮、支架变形和损坏、充填物下沉压缩、煤岩层和地表移动、露天矿边坡滑移、冲击地压、煤与瓦斯突出等现象,均称之为矿山压力显现。

因此,矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现。

2.煤矿直接顶稳定性分类与老顶压力显现强度分级直接顶是指直接位于煤层之上的易垮落岩层。

煤矿直接顶稳定性分类主要以直接顶初次垮落步距为主要指标,将直接顶分为不稳定、中等稳定、稳定和非常稳定4类。

老顶是位于直接顶之上较硬或较厚的岩层。

老顶压力显现分为4级,即老顶来压不明显、来压明显、来压强烈和来压极强烈。

3.回采工作面支架主要有单体摩擦式金属支柱、单体液压支柱和液压自移支架等几种,少数矿井也还使用木支柱。

采场矿山压力及其控制方法(二)矿山压力是指矿山开采活动对地表和地下岩石造成的压力,包括矿体的应力变化、地表和地下岩石的变形和断裂等。

矿山压力的控制是矿山安全生产的重要环节,对于降低矿山事故发生率,保护人员和设备安全具有重要意义。

本文将介绍矿山压力的分类及其控制方法。

一、矿山压力的分类矿山压力可分为两类:地应力和岩层压力。

1.地应力地应力是指地球的重力作用下,岩石所受到的压力。

地应力可分为垂直应力和水平应力。

垂直应力是指地球的重力在垂直方向上对岩石所产生的压力,水平应力是指岩石在水平方向上所受到的压力。

地应力的大小与地下深度、地下岩石的物理性质等因素有关。

一般来说,地下深度越深,地应力就越大。

地应力的大小对矿山开采活动的影响较小,但在矿山开采过程中,地应力的变化会导致岩石的断裂和变形,从而对矿山安全产生影响。

第八章巷道维护原理和支护技术

三金属支架选型载荷形式均匀载荷顶压大对称侧压大对称一侧压力大一侧肩压大支撑效益knkg2713100402支架架型主要力学特性适用条件梯形刚性支架不可缩承载能力较小围岩较稳定变形量小巷道净断面小于10m梯形可缩性支架垂直侧向均可缩承载能力较小围岩较稳定变形量中等巷道净断面小于10m1025半圆拱可缩性支架承载能力较大特别是在均压时围岩压力较大特别是在压力较均匀或有部分侧压1035承载能力较大特别是在顶压大时围岩压力较大特别是在顶压大时1035承载能力较大抗侧压能力较大围岩压力较大压力较均匀顶压大及侧压较大时1035多绞摩擦可缩性支架承载能力大能适应各方向来压围岩压力大能适应不对称多变压力1035马蹄形可缩性支架承载能力大有一定的抗底臌和两帮移近的能力围岩松软移近量较大特别是底臌和两帮移近较严重使用非封闭型支架时3035圆形可缩性支架力大特别是在均压时围岩松软移近量大底臌和两帮移近较严重使用非封闭型支架时3035更适合压力较均匀的情况方长环形可缩性支架力大特别是在压大压力不均匀时围岩松软移近量大底臌和两帮移近较严重使用非封闭型支架时3035更适合压力不均匀的情况表85各种金属支架架型的力学特性和适用条件背板类型类型品种刚性背板钢筋混凝土背板菱镁混凝土背板弹性背板钢筋网背板荆笆枇材钢板带柔性背板金属网塑料编织网玻璃钢布背板属于架间防护材料其作用是传递巷道围岩载荷防止架间离散岩块冒落使支架受力均匀具有较高的承载能力
3)沿空掘巷的三种方式
完全沿空掘巷
留小煤墙沿空掘巷
保留部分老巷
第一节 无煤柱护巷
四、沿空留巷的矿压显现规律
1. 采动使其的受力状况
沿空留巷是在上区段工作面采过后,通过 加强支护或采用其它有效方法,将上区段 工作面运输平巷保留下来,供下区段工作 面回采时作为回风平巷。
第一节 无煤柱护巷

采区巷道矿压显现及其控制


3、“支架—围岩”相互作用原理的应用: 、 支架 围岩 相互作用原理的应用: 围岩” 1)二次支护 ) 2)柔性支护 )柔性支护——允许产生一定变形。 3)主动支护 )主动支护——加大围压,提高围岩强度。
第三节 巷道保护基本措施 一、基本原则: 基本原则:
允许围岩变形、提高围岩强度、降低围岩应力。
三、倾斜巷道矿压显现规律
Ⅰ、原始压力带 显现轻微,一般不受破坏。 Ⅱ、支承压力影响带 工作面距巷道40~50m开始 变形、破坏严重,移近速度 达10mm~30mm/d。峰值区严重。
卸载带; 支承压力带; Ⅰ—卸载带;Ⅱ—支承压力带;Ⅲ—原岩应力带 卸载带 支承压力带 原岩应力带
Ⅲ、煤体边缘卸载带 煤体破坏,应力降低,向平衡过度,移近量仍较大。
Ⅰ:巷道掘进段——弹塑性、量小、趋于稳定、时间短; 巷道掘进段 无采掘影响段——主要为流变,受岩性影响较大; Ⅱ:无采掘影响段 采动影响段——前30~50m,后40~60m(峰值5~20m),量大; Ⅲ:采动影响段 采动影响稳定段——位移、变形均较小,工作面后方100米以远; Ⅳ:采动影响稳定段 Ⅴ:二次采动影响段——影响剧烈程度及影响范围均较第一次为大。 二次采动影响段
拱顶斜腿
拱顶直腿
锚喷加强拱顶
三、 巷道锚杆支护 1、锚杆种类与锚固力: 、锚杆种类与锚固力: 机械锚固式——账壳式、倒楔式、楔缝式; 锚杆分类 粘结锚固式——树脂、快硬水泥、水泥沙浆; 摩擦锚固式——缝管式、水胀式管状锚杆。 托锚力——安装时,拖板与锚杆的预紧力; 锚固力 粘锚力——粘结摩擦力与锚杆轴力; 切向锚固力——限制岩块沿弱面滑动的力。
2、“支架—围岩”相互作用原理: 、 支架 围岩 相互作用原理: 围岩”
由曲线有: 由曲线有: 支撑力↑ 位移量 位移量↓ 支撑力 →位移量 支撑力↓ 位移量 位移量↑ 支撑力 →位移量

h第六章 采区巷道矿压显现及其控制(改)

12:22 第六章 采区巷道矿压显现及其控制
§3 巷道围岩控制原理
二、巷道的围岩控制原理和方法 1.控制原理 巷道围岩控制:控制巷道围岩的矿山压力和周边位移所 采取的措施。 基本原理:根据围岩应力、围岩强度及它们之间的关系, 选择合适的巷道布臵、保护及支护方式。 2.控制方法 (1)巷道布臵 (2)巷道保护和支护
一、受采动影响巷道的围岩应力 1.巷道围岩应力
图7-2 圆形巷道围岩塑性变形应力分布
图7-1 圆形巷道围岩弹性 变形应力分布
12:22
P-原始应力;σt-切向应力;σr-径向应力;pi -支护阻力;a-巷道半径;R-塑性区半径 A-破裂区;B-塑性区;C-弹性区;D-原始应力区
第六章 采区巷道矿压显现及其控制
12:22 第六章 采区巷道矿压显现及其控制
§2 采区巷道矿压显现基本规律
3.采动引起的底板应力分布
图7-20 底板岩层应力分布区域 Ⅰ-原岩应力区;Ⅱ-应力集中区;Ⅲ-卸压区;Ⅳ-应力恢复区 A-拉伸破裂区;B、C-剪切滑移区
12:22 第六章 采区巷道矿压显现及其控制
§2 采区巷道矿压显现基本规律
B=17.015-0.475f0-0.16Rc-0.199α+1.593M +1.7×10-3H,m
式中
f0 —煤层坚固性系数;
Rc—顶板岩石单向抗压强度,MPa; α—煤层倾角,(°); M—煤层采高,m; H—开采深度,m; B—支压峰值距煤壁距离。
12:22
第六章 采区巷道矿压显现及其控制
§3 巷道围岩控制原理
12:22
第六章 采区巷道矿压显现及其控制
§3 巷道围岩控制原理
三、巷道围岩稳定性分类及支护选择 1.分类的意义: 巷道围岩稳定因素复杂,进行分类为巷道支护设计施工管 理提供科学依据。 2.分类方法 模糊聚类分析方法 3.分类 (五个类别:极不稳定 不稳定 中等稳定 稳定 非常稳定) 七个指标: 围岩强度 顶、 煤、 底、D 围岩应力 H、N、X 作用: 1)巷道围岩移近量预算 a.根据巷道埋深H和顶底板岩层平均单向抗压强度 b.通过围岩稳定性类别预计 2)选择巷道的支护形式
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(三)巷道支护与围岩加固
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1)支护方式分类
(1)表面支护和内部支护
表面支护是木支架、金属支架、装配式混凝土支架、砌碹、喷层等 直接作用于巷道围岩表面的支护。其作用就是提供表面约束支护力。 内部支护是锚杆、锚索、注浆等深入围岩内部的支护。其作用主要 是加固围岩,锚杆(索)同时对围岩表面提供约束支护力。
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(二)巷道保护
护巷要求:
(1)区段间尽量采用无煤柱护巷; (2)沿空掘巷应在采空区上覆岩层稳定之后再掘进。 (3)沿空留巷,在厚煤层开采中需要巷旁充填。 (4)煤柱宽度要合适。对于上山、大巷、石门等,煤柱宽度以它们不受
或少受采动支承压力为准,或者采用跨采方式。
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巷道卸压的要求:
2)主要任务
(1)保证巷道使用期间所需的巷道形状和断面大小; (2)为保证人员和机械设备的安全和正常工作创造条件; (3)选择技术经济最为合理的确保巷道围岩稳定性的维护措施和方法。
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3)巷道矿压控制途径与手段
(1)控制原理:围岩压力和强度协调 “抗”,抵抗矿山压力; “让”,释放高压; “躲”,躲开高应力区; “移”,移走高压。
(2)主动支护与被动支护
注浆、有预紧力的锚杆(索)、有初撑力的表面支护属主动支护。无预 紧力的锚杆(索)、无初撑力的表面支护,属被动支护。
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(3)刚性支护与可缩性支护 尽管各种支护均有一定的可缩性,但相差较大。一般而言,壁后充 填的可缩性金属支架、可拉伸锚杆、柔性喷层等支护可缩性较大, 而其他支护的可缩性均较小。这里的可缩性,必须是指产生缩量后 巷道及支架仍能正常工作,支架结构未遭到破坏的情况。因支架钻 底破顶或支架产生结构性破坏的“缩量”,是不允许的,因此不属 于设计可缩性能的范畴。
下篇:巷道支护设计
第七章 巷道围岩控制原理 第八章 巷道矿压控制设计 第九章 锚杆支护设计
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教材和参考书
教材: (1)姜福兴 等 编著.《矿压控制设计》中国矿业大学出版社 1996; (2)侯朝炯主编.《煤巷锚杆支护》,中国矿业大学出版社,1999。 参考书: (1)姜福兴 主编.《矿山压力与岩层控制》,煤炭工业出版社,2004 (2)钱鸣高 主编.《矿山压力及其控制》,煤炭工业出版社,1991 (3)陈炎光,陆士良 主编,《中国煤矿巷道围岩控制》,中国矿业大
联合支护必须是多种独立的支护方法的组合.如锚喷和U型 钢支架的联合、锚喷和弧板的联合。
(1)位于松软岩层内邻近回采工作面的重要硐室,若须避免回采引起的 支承压力作用,可采用在巷道顶部的岩层或薄煤层内开挖卸压槽的 措施。
(2)在强烈底鼓的松软岩层内,可采用先使底板松动爆破卸压,然后灌 浆加固的措施。
(3)在底板松软的薄煤层内布置巷道,采用宽面掘巷,可减少巷道的强 烈底鼓。
(4)巷道两帮存在松软的岩层或薄层煤,可采用掘巷时挖掉软岩,然后 进行充填的措施。
危害而采取的各种技术措施。如留设护巷煤岩柱,卸压等。 巷道支护 —借助于安设支架去预防围岩产生过度变形和防止巷道失稳,保证巷道
正常的使用。 巷道维护 —对已经支护过的巷道,为了改善其恶化的维护状况和改善其稳定性而
采取的措施,如补棚、补柱、扩帮、起底等。
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(一)巷道布置
巷道布置要求:
(1)在时空上,避开采掘活动的影响,最好将巷道布置在煤层开采 形成的应力降低区内。
(6)联合支护和单一支护 联合支护指采用多种不同性能的单一支护的组合结构,即在联合支
护中各自充分发挥其固有的性能,扬长避短,共同作用,以适应围 岩变形的要求,最终达到围岩和巷道稳定的目的。 联合支护要与混合支架概念相区分,即两种不同材质组成的单一支 护体。
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联合支护也要与复合衬砌和复合材料的概念相区分,在碹体 支护中两碹体间充以沥青或塑料板等进行复合衬砌,借以满 足工艺要求,不能称为联合支护。又如在同一喷层内,外层、 内层采用不同弹模的纤维,只能称作复合材料而不能称为联 合支护。
学出版社,1994。
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煤矿巷道矿压理论与支护技术体系
应力场 煤岩强度 煤岩结构
围岩稳定性 围岩变形 围岩破坏
巷道布置 巷道支护 围岩加固
地质条件、采掘技术 巷道矿压显现 巷道矿压控制
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概述
巷道围岩控制概念 巷道围岩控制的主要任务 巷道围岩控制的方法和途径
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巷道围岩控制
1)概念
——控制巷道围岩的矿山压力和周边位移措施的总和,其目的是保证巷 道的正常使用,为矿井安全生产创造必要的条件。
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相邻巷道的岩柱宽度
在我国煤矿目前的采深条件下,相邻巷道间的距离以20~40 m 为宜,围岩稳定时取小值,不稳定时取大值;
在浅部和坚硬围岩以及在急倾斜煤层条件下,巷道间距可减小 至10 m左右;
在深部和松软围岩条件下,巷道间距可增大至50 m以上;
上、下山及集中巷的间距以15~30 m为宜,围岩稳定时取小值, 围岩不稳定时取大值。
(2)如不能避免采动支承压力影响,则应尽量避免支承压力叠加的 强烈作用,或者尽量缩短支承压力影响时间。
(3)在采矿系统允许的距离范围内,选择稳定的岩层或煤层布置巷 道,尽量避免与水或松软膨胀岩层接触。
(4)巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行,过构造地质带尽 量垂直过。
(5)相邻巷道或硐室间选择合适的岩柱宽度。
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3)巷道矿压控制途径与手段
(2)三种途径 降低巷道围岩应力; 提高巷道围岩强度;巷道稳定性“三大要素” 合理选择支护方式。
(3)四种手段 巷道布四种控制手段:
巷道布置 ——巷道的位置、掘进顺序,尤其是巷道与回采工作面的时空关系。 巷道保护 —为使围岩应力和围岩强度相适应,以便预防巷道失稳或有效减轻矿压
(4)临时支护与永久支护 巷道临时支护指为保证安全全临时支设的,需要撤除并反复使用的 支架,如采煤工作曲附近巷道的超前支护或加强支护、掘进工作面 的临时支护等;永久支护是指为维护巷道长期使用所采用的支护。
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(5)一次支护与二次支护 不撤除的超前支护应属于一次支护,它同样要在整个巷道服务期内 发挥作用。 滞后一次支护一定时间及距离的支护,为二次支护。
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