深部巷道围岩控制
关于煤矿深部开采的围岩控制研究
近年来 ， 全球 性 能源问题 已得 到了人们普遍 的关 注， 煤炭作为我 国能源战略的重要组成 部分 ， 在我国的 能源结构 中占据着重要地位。并且 随着我国经济持续 高速稳定发展 ， 能源需求旺盛 ， 煤炭 产量大幅增加。随 着一些 国有煤矿 开采 年限 的增 加 ， 浅部煤 层 已基本 被 开采完毕 ， 煤矿要生存 、 发展只有进行深部开采。 １ 深部 开采 巷道 围岩 性质 的变化
方法成 为巷道维护 的主要手段。 （） ３ 掘进后 巷 道持 续变形 ， 变成 为深 部巷 道变 流 形 的主要 特征。浅部 巷道 掘进 影 响期 一 般为 ３—５ ， ｄ 之后能基本稳定下来 ； 深部巷道掘进后 ， 巷道一直难 以
深部岩层在上部 岩石 的长期 自重压力 下 ， 岩石 性 质发生 了变化 。主要表现在岩石密 度增 加、 容重加大 ， 岩石硬度也增加 。 １ ２ 岩体 强度变 小 ． 巷道掘 出后 ， 岩体 强度 变 小 ， 出现 岩石 软化 的现 象， 围岩 比较破碎。深部 岩石 在长期 的高压 力、 高温条 件下 ， 岩石处在峰值前 的状态中（ 屈服强度和极限强度 之间） 岩石 出现 大量 的微小 裂 隙 （ ， 塑性 阶段 ） 。由于 开采活动的影 响 ， 引起 巷道围岩在一定范 围内卸压 ， 使
Ａｂ ｔａ ｔ Ｗ ｉｈｔｅ ｉｃ ａｅｏ ｈ ｅ ｔ ｆｃ ａ ｎｎ ｓｒ ｃ ｔ ｈ ｎ ｒ ｓ ｆｔ ｄ ｐｈｏ ｏ ｌｍｉｉｇ，ｍｉｉｇｅ ｖｒｎ ｎ ，ａ ｖ ｒｅｃ ａ ｇ ｓｉ ｌｅ ，ｔ ｏ ｎ ａｅｙｐｏ ｕ ｔｏ ｏａｇｅ ｔｒｓ ． ｅ ｅ ｎｎ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｄ ｅｓ ｈ ｎ ｅ ｐａ ｅ ｏｃ ａ ｍｉｅｓｆｔ ｒｄ ｃｉｎ ｔ ｒａ ｉｋ ｏ ｎ ｌ Ａｔｔｅｓｍｅ ｔ ｔ ｈ ｎ ｒａｅｏ ｎｎ ｅ ｔ ｈ ａ ｉ ｗｉ ｔｅｉｃｅ ｓ ｆｍｉｉｇｄ ｐｈ，ｒｃ ｒｓｕｅｉｃｅｓ ｄｓｇ ｉｃ ｎｌ ｏ ｄ ｙｄｓｌｃ ｍｅ ｔｉｃ ａ ｅ ，ｔｅｓｅ ｔＷａ ａ ｌ ａ ｇ ｄ ｍｅ ｈ ｏ ｋｐ ｅｓｒ ｎ ｒａ ｅ ｉｎｆ ａ ｔ ｉ ｙ，ｒａ ｗａ ｉｐａｅ ｎ ｎ ｒ ｓ ｓ ｈ ｔｎ Ｓｂ ｄｙｄ ｍａｅ ｅ ａ ｄｄ ａ ｔ ｎ ｒａ ｅｉ ｈ ｏ ｎ ｆ ｏ ｄ ｙｒｐ ｉ，ｔｎ ｅ ｐ ｒ ｕ ｔｙｔ ｏ ｒｒａ ｗａ ｉｎｅ ａ ｃ ｒ ｂ ｏｍａ ｒｑ ｅ ｔａ ｄｄｆ ｃ ｌｉｓ ｈｓｐａ ｎ ｒｍａｉ ｉｃｅｓ ｔｅａ ｕ ｔｏ ａ ｗａ ａｒ ｕ ｎ ｌ ａｅｑ ａ ｉ ｏｓ ａ ｄ ｙｍａ ｔｎ ｎ ｅａｅａ ｎ ｒ ｌ ｅ ｕ ｎ ｎ ｉ ｕｔ ．Ｔ ｉ － ｃ ｎ ｍ ｒ ｅ ｅ ｒ ｎ ｔ ｏ ｆ ｉ ｆ ｅ ｐ ｒｄｓｕ ｓｓｔｅｄ ｅ ｕｒｕ ｄｎ ｏｋ ｏ ｔｏｏ ｉａ ｈ ｇ ｓａ ｄ ｅｐ ｕ ｄ ｏ ｔ ｅ ｐｓ ｒｏ ｎ ｉｇｒｃ ｎ ｅ ｆｅ ｔ ｅｃ ｎｒｌ ｎ ｏｄｅ ｎ ｕ ｅ ｅ ｉｃ ｓｅ ｈ ｅｐ ｓ ｒｏ ｎ ｉｇｒｃ ｆｌｈ ｌｇｃ ｌｃ ａ ｅ ｎ ｘ ｏ ｎ ｓｈ ｗ ｄ ｅ ｕ ｒｕ ｄｎ ｏ ｋｕ ｄ ｒｅ ｃｉ ｏ ｔ ，ｉ ｒ ｒｔ ｅ ｓ ｒ ｔ ｉ ｎ ｏ ｖ ｏ ｏ ｅ ｈ ｄ ｐ ｍｉｉｇｏ ｈ ｒ ｒｙ ｅ ｎｎ ｆｔｅｏｄｅｌ．
深井软岩巷道围岩控制技术
深井软岩巷道围岩控制技术摘要：深井软岩巷道围岩控制技术是在矿山、隧道、地下工程等领域中应用的一种重要技术。
由于软岩的力学性质较差，围岩的稳定性常常受到严重威胁，给工程的安全和效益带来巨大挑战。
软岩巷道大变形支护问题一直是煤矿生产建设中的难题，也是目前国内外尚未得到有效解决的技术难题。
随着我国资源开采由浅部向深部转移，软岩支护重要性越来越突出。
随着各种支护材料和方法的研发与改进，使得围岩控制技术越来越成熟和可靠，然而由于软岩工程的复杂性和多变性，仍然存在许多挑战和问题需要解决。
基于此，本文以实际案例为例对深井软岩巷道围岩控制技术进行了研究。
关键词：神经软岩巷道；围岩控制技术；支护1.深井软岩巷道围岩控制技术该技术是指在深井、隧道或地下工程等软岩地质条件下，通过一系列的工程措施和技术手段，以保证围岩的稳定性和工程的安全、可靠运行[1]。
这项技术的研究和应用对于解决软岩巷道工程中的围岩问题至关重要。
深井软岩巷道的围岩通常具有较差的力学性质，容易产生变形、开裂、坍塌等不稳定现象，为了克服这些问题，深井软岩巷道围岩控制技术采用了多种支护和加固措施来增强围岩的抗压和抗剪强度，提高围岩整体稳定性[2]。
但是软岩工程的复杂性和多变性使得围岩控制工作具有一定难度，需要进一步完善和创新技术手段。
2.深井软岩巷道围岩控制技术应用研究2.1背景介绍新安煤业位于深部中生代侏罗纪软岩煤系地层，岩石巷道的开挖后很快受到风化影响，特别是在遇水的情况下，容易发生膨胀和剧烈变形。
这导致新安煤矿在建井期间先期掘进的4000多米巷道几乎全部受到破坏。
长期以来，新安煤业一直受到软岩巷道大变形灾害的困扰，巷道出现严重的底臌、顶板下沉、巷帮鼓出等现象。
最严重的巷道顶板与底板直接闭合，顶底板移近量超过3000mm，对矿井的安全生产构成了极大威胁，同时也导致了矿井生产成本的急剧增加，每年巷道的维修成本超过5000万元。
近年来，新安煤业的领导非常重视深部软岩巷道的治理工作，组织了中国矿业大学等煤炭行业单位开展了钢管混凝土、恒阻大变形锚索、高强锚杆等支护工艺的改革，取得了一定的成效，然而在持续的高地应力作用下，巷道仍然无法改变持续变形而需要不断翻修的局面。
煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术
煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术摘要近年来，随着我国煤矿产能的不断提高，开采的深度也随之增加，采区也开始由浅入深，基于这一现状，致使井下巷道围岩的应力也随之增大，围岩条件日趋复杂，巷道变形、巷道底鼓等现象常有发生，这些问题都严重影响了巷道围岩的稳定性，也为煤矿井下开采工作的顺利进行埋下了隐患。
因此，对煤矿深部岩巷围岩的稳定性进行控制已经迫在眉睫。
本文首先对煤矿深部围岩稳定性控制理论进行概述，进而简要地阐述了煤矿深部岩巷围岩支护原则，并根据笔者多年的工作实践经验总结出煤矿深部岩巷围岩支护技术，期望以此能够为煤矿的安全生产提供一些帮助。
关键词煤矿深部岩巷；围岩；控制理论；支护原则；支护技术1 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。
2 煤矿深部岩巷围岩支护原则在对煤矿深部岩巷围岩进行支护时，应遵循以下支护原则：首先，应尽量维护并保持围岩体自身残余强度的原则。
深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术
深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术近年来，深井巷道围岩塌陷事故频发，给煤矿生产带来了极大的危害和损失。
为了保证井下工作人员的安全和煤矿的正常生产，对于深井巷道围岩的应力分布规律的测试和控制技术的研究变得十分重要。
本文将从测试方法和控制技术两方面探讨深井巷道围岩地应力分布规律测试及控制技术。
一、测试方法1、钻孔法钻孔法是最常用的测试深井巷道围岩地应力分布规律的方法。
通过在围岩中钻一定深度的孔洞，测定围岩中不同深度的应力值，从而得出围岩的应力分布规律。
钻孔法不仅测试精度高，而且速度快，对立即掌握围岩应力情况十分有利。
如果要求精度更高，还可以使用测微计、电测点等设备辅助测量。
2、红外线法红外线法是一种非接触式的测试方法。
通过使用红外线扫描仪和热像仪来记录巷道围岩的温度分布，进而测定围岩中的热应力分布，从而推导得出围岩地应力分布规律。
该方法测试过程不需要人员进入巷道，减少了工作人员的安全风险。
但是，由于围岩的温度变化受到许多因素（如气流、地温、水温等）的干扰，该方法的测试精度相对较低。
3、衬砌变形法衬砌变形法是一种通过测定巷道内衬砌的变形情况，推导出围岩地应力分布规律的方法。
该方法依靠衬砌的弹性形变来估计围岩的应力状态。
衬砌变形法能够实时监测巷道围岩变形，尤其在有活动性煤层的支护工程中有重要的应用价值。
二、控制技术1、钢丝网隧道衬砌支护技术钢丝网隧道衬砌支护技术首先在巷道壁上铺设钢筋网，然后注入混凝土，形成固定的隧道衬砌。
该技术能够承受较大的围岩应力，大幅度提高了巷道的承载能力。
2、岩石锚杆加固技术岩石锚杆加固技术是指将钢筋或钢板插入巷道围岩中，然后将锚杆和巷道围岩胶接固定。
该方法可承受恶劣环境下的巷道围岩应力，延长了巷道使用寿命。
3、压力释放技术压力释放技术是通过钻孔工程在巷道围岩中开凿孔洞，将压力释放到较低的地层，以实现围岩的松弛减压。
该方法在一定程度上缓解了巷道围岩应力，有效预防了围岩坍塌。
巷道围岩控制
巷道围岩控制
巷道围岩控制是指在地下巷道开挖过程中，通过采取一系列的措施和手段，以保证巷道周围岩层的稳定性和安全性。
巷道围岩控制是地下工程施工中的重要环节，主要目的包括以下几个方面：
1. 防止巷道塌方：采用支护结构和材料，如钢支撑、锚杆、锚喷等，对巷道周围的岩层进行支护，防止其塌方。
2. 防止岩爆和冒顶：通过喷浆封孔、锚喷、钻爆、预裂、顶板保护等措施，增强巷道周围岩体的稳定性，防止岩爆和冒顶的发生。
3. 控制地表沉降：在地下巷道开挖过程中，采用合适的措施和技术，控制地表沉降的幅度和范围，保护地表建筑物的安全。
4. 控制地下水：巷道开挖过程中，地下水的水压和渗流量增大，容易引起巷道周围岩体的涌水和破坏。
因此，需要采取合适的水文地质措施，控制地下水的水压和渗流，保证巷道的稳定和安全。
总之，巷道围岩控制是地下巷道施工中的重要环节，需要综合考虑地质条件、工程要求和施工技术等因素，采取相应的措施和手段，确保巷道的稳定和安全。
巷道围岩控制进展情况汇报
巷道围岩控制进展情况汇报近年来，随着城市地下空间的不断开发利用，巷道围岩控制成为了地下工程建设中的重要环节。
为了保障地下工程的安全和稳定，我们对巷道围岩控制进行了深入研究和实践，取得了一定的进展。
现将我单位巷道围岩控制的进展情况进行汇报如下：一、围岩勘探与评价。
在巷道围岩控制工程中，围岩的勘探与评价是至关重要的环节。
我们采用了地质雷达、岩芯钻探等先进技术手段，对巷道围岩进行了全面的勘探与评价。
通过对围岩的岩性、构造、断裂、岩层稳定性等方面的综合分析，为后续的围岩支护设计提供了重要的依据。
二、支护结构设计与施工。
针对巷道围岩控制的实际情况，我们结合地质勘探资料，采用了钢筋混凝土衬砌、锚杆喷锚、钢拱架等多种支护结构，并根据围岩的不同情况进行了相应的设计优化。
在施工过程中，我们严格按照设计要求进行施工，确保了支护结构的质量和稳定性。
三、监测与预警系统建设。
为了及时掌握巷道围岩的变化情况，我们建设了完善的监测与预警系统。
通过安装变形监测仪、应力监测仪等设备，对围岩的变形和应力进行实时监测，并建立了预警机制，一旦发现异常情况能够及时采取相应的措施，确保了巷道围岩的安全稳定。
四、技术创新与成果应用。
在巷道围岩控制工程中，我们不断进行技术创新与成果应用。
通过引进国内外先进的围岩控制技术和设备，结合我单位的实际情况，进行了一系列的技术改造和创新，取得了一些成果，并在实际工程中得到了应用和验证。
五、存在的问题与下一步工作。
在巷道围岩控制工程中，我们也面临着一些问题，比如围岩的变化情况不确定性大、支护结构的施工难度较大等。
下一步，我们将进一步加强围岩变化情况的监测与预警，加强对支护结构施工的管理与控制，不断进行技术创新与成果应用，提高巷道围岩控制工程的质量和效率。
综上所述，我单位在巷道围岩控制工程中取得了一定的进展，但也面临着一些挑战。
我们将继续努力，不断提高技术水平，为地下工程的安全和稳定贡献力量。
深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术
深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术摘要：本文介绍了深部极复杂软岩巷道围岩的稳定控制技术。
首先，将介绍几种常见的地质因素，包括岩性、构造、水文和采矿排放等，以及对深部极复杂软岩巷道的影响。
其次，介绍了应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术，这些技术包括巷道增强、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等，并举例说明了每种技术的应用。
最后，综合考虑上述因素，提出了深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则。
关键词：深部极复杂软岩巷道；地质因素；稳定控制技术；稳定控制原则正文：1. 深部极复杂软岩巷道的地质因素在开采深部极复杂软岩巷道时，地质因素是影响巷道稳定性的重要因素。
常见的地质因素包括岩性、构造、水文和采矿排放等。
其中，岩性是深部极复杂软岩巷道稳定性影响最大的因素，岩石的力学性质及其内部微观结构对巷道稳定性有重要影响。
构造因素指的是岩体的构造特征，如断层、褶皱、翘曲等，构造会影响巷道的稳定状态。
水文因素是指地下水的流量和流向，水文因素会导致岩体的浸润和潮湿。
采矿排放包括巷道排气和卸荷，这些会对深部极复杂软岩巷道的稳定性产生影响。
2. 应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术为了保证深部极复杂软岩巷道的稳定性，应当应用适当的稳定控制技术。
常见的稳定控制技术包括巷道增强技术、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等。
巷道增强技术是指通过增加地表巷道的力学强度，使其更加稳定，常见的巷道增强技术有连续墙、不连续墙、夹层墙等。
支护技术是指把支护构件安装在巷道里，以防止岩石出现裂缝，提高深部极复杂软岩巷道的强度。
常见的支护技术有单搭锚、支护网、支护垫等。
加固技术是指对巷道墙体进行加固，以改善岩体的力学性质，加固技术有夹层注浆、初始张力注浆等。
稳定技术是指控制岩体的稳定状态，以防止岩体塌陷，稳定技术有稳固施工、局部增强施工等。
防治技术是指预防和化解巷道塌陷的技术，防治技术有岩爆、岩护、安全监测等。
3. 深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则是根据巷道地质及巷道结构特点，结合围岩强度及稳定性的评价，合理选择稳定控制技术，以保证深部极复杂软岩巷道的安全及稳定性。
平顶山矿区深部软岩巷道围岩蠕变破坏机制及控制研究
2、排水措施：采取有效的排水措施，降低软岩的含水量，减少水对围岩蠕变 的影响。例如，设置排水沟、水泵等设施，将地下水排出巷道。
3、冷却降温：通过在巷道中设置冷却系统，如冷水循环装置、制冷设备等， 降低巷道环境温度，延缓岩石中矿物的蠕变过程。
4、动态监测与预警：建立围岩蠕变的动态监测系统，实时获取围岩的变形数 据，当发现异常变形时及时采取应对措施，防止蠕变破坏的发生。
一、深部软岩巷道围岩稳定性分 析
1、地质因素：深部软岩巷道的地质条件复杂，包括地层厚度、岩性、构造、 水文等因素，这些因素对围岩的稳定性产生重要影响。
2、力学因素：软岩的力学性质与围岩的稳定性密切相关。软岩的抗压强度、 抗拉强度和抗剪强度等力学参数，对巷道的变形和破坏有重要影响。
3、地下水因素：地下水的存在和活动对围岩的稳定性有显著影响。水分的渗 透和浸泡会导致岩石强度的降低，促进围岩的变形和破坏。
谢谢观看
在深部复杂地质条件下，应采取综合治理措施以提高软岩巷道围岩的稳定性。 然而，本研究仍存在一定的局限性，例如未能充分考虑水对软岩稳定性的影响 等问题，未来可以进一步深入研究。
参考内容二
随着矿产资源的不断深入开采，深部软岩巷道的稳定性问题日益突出。围岩的 稳定性控制技术成为了矿业工程领域的重要课题。本次演示将针对深部软岩巷 道围岩稳定性分析与控制技术进行探讨。
本次演示采用文献资料调研、现场调查和数值模拟等方法进行研究。首先，收 集国内外相关文献资料，梳理深部软岩巷道围岩稳定控制技术的发展历程和现 状。其次，结合现场调查，了解深部软岩巷道的工程地质条件和变形破坏特征。 最后，运用数值模拟方法，对软岩巷道围岩稳定控制技术进行模拟分析，为支 护设计提供理论依据。
4、采矿因素：采矿活动中的爆破、挖掘、支撑等操作对围岩的稳定性产生影 响。不合理的开采方式会加剧围岩的变形和破坏。
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深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.2 巷道围岩应力转移
(2) 上行开采的应力转移关键技术 孙村煤矿工程实例
基本原理：下部煤层先行开采后，上部煤层因处于裂隙
带或缓沉带内，上部煤层的应力发生了转移，此区域的 应力显著降低。将上部煤层的巷道和工作面布置在下部 煤层该区域以内，巷道和工作面处于应力已经转移的低 应力区，可以显著降低支护难度，有效提高矿井的生产 安全水平。
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
：巷道所在位置的围岩应力（P0）、围岩
力学性能（c、φ、G）、支护阻力（Pi）和
巷道断面形式与尺寸，这也是控制巷道围
岩变形的4个主要技术途径。
巷道周边弹塑性位移u0/MPa
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
随着巷道周边围岩应力增加，巷道表面位移及 塑性区范围显著增大，降低巷道围岩应力对保持巷 道围岩稳定具有重要作用。
改善巷道围岩应力状态的主要技术途径包括： 合理布置巷道、巷道围岩应力转移。
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.1 合理布置巷道
时间、空间上减少巷道承受支承压力影响；巷道布置在应力 降低区；合理设计煤柱尺寸；考虑最大水平应力的影响。
（1）采动引起的应力重新分布(高抽布置)
(1)巷道底板掘巷的应力转移关键技术
垂直应力
硐室受采动影响期间，如不采用底板掘巷应力转移技术，主要硐室周边的垂
直应力最大为40 MPa左右。
采用应力转移技术后，主要硐室周边的垂直应力降低为7.5 MPa左右。效果
十分明显。
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.2 巷道围岩应力转移
u0－巷道周边位移；G－围岩剪切模量。
深部巷道围岩控制
巷道周边弹塑性位移uo/mm
2.1 影响巷道围岩稳定性的因素
煤 350
砂页岩
砂岩
页岩
石灰岩
花岗岩
300
250
200
150
100
50 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
支护强度p /MPa i
2.2.2 巷道围岩应力转移
(2) 上行开采的应力转移关键技术
上行开采理论计算模型： 下部煤层可设定为带状 无限长板，通过复变函 数方法对弹性带状无限 长板应力问题进行求解， 建立以下力学模型。
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.2 巷道围岩应力转移
(2) 上行开采的应力转移关键技术
图2-1 已采区及其两侧煤柱的应力分布
Ⅰ－－冒落带；Ⅱ－裂隙带；Ⅲ－变曲下图4-1 已采区及其两侧煤柱沉带；A－ 原始应力区；B1、B2－应力增高区、C－应力降低区；D－应力稳定区
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.1 合理布置巷道（双巷及迎采）
图2-2 留区段煤柱时回采空间垂直应力等值线分布
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.1 合理布置巷道
图2-3 煤体与采空区交界处底板 垂直应力等值线分布
图2-4 煤柱下方底板垂直应力 等值线分布
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.1 合理布置巷道
8号煤 9号煤
3805工作面（正回采）
（2）二煤具有强烈冲击倾向，上行开采完全消除了冲击危险。 （3）解决了原来二煤工作面推进慢，制约四煤开采的被动局面，缓解了采 掘接续，大幅度提高了矿区煤炭产量与经济效益，矿井利税取得历史最好水 平。
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.2 巷道围岩应力转移
(3) 底板松动爆破的应力转移关键技术
2.1 影响巷道围岩稳定性的因素
经典的Kastner巷道围岩特性曲线方程：
Ra[(p0cpic oc t c)o (1 t sin)]12 ssiin n
u 02 sG in a(p 0cco t)R 2
式中：R－塑性区半径；a－巷道半径；P0－原岩应力； Pi－支护阻力；c－岩石内聚力；φ－岩石内摩擦角；
深部巷道围岩控制
深部巷道围岩控制
主要内容
1 概述 1.1 背景和意义 1.2 “深部巷道”的概念 1.3 岩性与矿压显现
2 深部巷道围岩控制的基本途径 2.1 途径一 （改善巷道围岩应力状态） 2.2 途径二（改善巷道围岩力学性能） 2.3 途径三（提高巷道的支护阻力） 2.4 途径四（优化巷道断面）
42.8
132
82
87.7
76
13.7
深部巷道围岩控制
1.3 岩性与矿压显现
（1）塑性区、破碎区范围显著增加； （2) 两帮和顶、底角破碎区显著增大，围岩变形显
著增加； 原因：水平应力增加，两帮煤软，角部应力集中。
（3）底鼓严重； （4) 持续蠕变。
2. 深部巷道围岩控制的基本途径
深部巷道围岩控制
350
煤 300
250
200
页岩 150
100
砂页岩
花岗岩
砂岩 50
石灰岩
0 cφ
巷道周边弹塑性位移u0/mm
煤 1600
砂页岩
砂岩
页岩
石灰岩
花岗岩
1400
1200
1000
800
600
400
200
0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
原岩应力p0/MPa
影响巷道围岩稳定性的主要因素有四
> 60
巷道极限深度 / m 150
300 ~ 400 650 ~ 750
> 1000
极限深度以上支护简单、易维护；以下则明显困难。
深部巷道围岩控制
1.3 岩性与矿压显现
垂直应力
岩层因自重引
开 采
起的垂直应力
深
随深度增加呈
度
线性增大。
(Brown & Hoek, 1978)
深部巷道围岩控制
1.3 岩性与矿压显现
水平应力与垂直应力之比
水平应力
埋 深 ≤ 1000m ， 水 平
应力与垂直应力的比 开
值大约为1.5-5.0
采
深
度
埋 深 ≥ 1000m ， 水 平
应力与垂直应力的比
值逐渐趋于集中，约
为0.5-2.0
(Brown & Hoek, 1978)
深部巷道围岩控制
1.3 岩性与矿压显现
我国地应力 测量结果
（3）底鼓量在10 mm左右。
位移 /mm
20
15
10
5
0 60 40 20
两帮 底板 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -160
测点距工作面距离 /m
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.2 巷道围岩应力转移
(2) 上行开采的应力转移关键技术
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.2 巷道围岩应力转移 巷道顶底板掘巷的应力转移关键技术 煤层上行开采的应力转移关键技术 底板松动爆破的应力转移关键技术 巷道迎头超前钻孔的应力转移关键技术 相关的应力转移技术
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
1.3 岩性与矿压显现
协庄矿地应力测试结果
测试地点 水平标高 主应力/MPa P1/P2/P3
3213面
－460
16.55 13.65 -1.92
1215W （石门）
－463
16.07 11.77 3.51
主应力方向（夹角）/
x
y
z
108
19
85
30
71
112.5
67
87.5
23
47
45
101.5
二煤处于中裂隙
带上方、弱裂隙 带底部，只产生 离层裂隙及轻微 的周期性斜交裂 隙，二煤及其顶 底板结构保持完 整，不发生台阶 错动。
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.2 巷道围岩应力转移
(2) 上行开采的应力转移关键技术 孙村煤矿工程实例
现场应用情况 （1）在下行开采时，二煤工作面由于顶板压力大，煤壁片帮与机道冒漏顶
3 深部巷道围岩控制的突出难点 3.1 深部巷道底鼓特征及控制原则 3.2 深部巷道蠕变特性及控制原则 4 控制技术汇总
1. 概述
深部巷道围岩控制
1.1 背景和意义
深部软岩成为重点
随着矿井开采深度、强度的增加， 岩体应力急剧增加，地 温升高，当岩体应力达到甚至超过岩石抗压强度时，有关 岩体力学科学与工程的若干问题由量变逐渐发生质的变化， 造成资源开采的极端困难，并引发矿井重大安全事故危险 性增加，严重威胁矿井的安全生产。巷道维护困难已成为 制约煤矿安全高效开采的瓶颈，巷道围岩控制是煤矿开采 中急待解决的关键问题之一。
力转移的关键因素
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.2 巷道围岩应力转移
(3) 底板松动爆破的应力转移关键技术