深部巷道围岩控制
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。
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。
深部沿空留巷围岩控制模型研究
深部沿空留巷围岩控制模型研究【摘要】本文通过对旗山煤矿94103沿空留巷巷道围岩变形规律的研究与分析，建立了深部沿空留巷围岩控制模型。
并在此基础上对巷旁支护阻力、支护体控顶高度以及支护体的可缩量等参数进行力学计算。
【关键词】深部；沿空留巷；围岩控制深部沿空留巷围岩应力分布规律不同于浅部普通回采巷道，随着巷道埋深加大，巷道维护不断增加，有必要对巷道围岩变形机理展开详细研究，从理论上对深部沿空留巷顺利实施提供指导。
本文首先研究沿空留巷上覆岩层活动规律，在此基础上建立深部沿空留巷力学模型，对巷旁支护阻力、支护体控顶高度以及支护体的可缩量等参数进行力学计算。
1 沿空留巷顶板垮落形式和围岩活动规律上覆岩层的活动是引发沿空留巷巷道压力和变形剧烈增加的主要原因，研究沿空留巷首先就应该对工作面顶板岩层活动规律有所认识。
旗山煤矿94103工作面顶板岩层的活动规律特别是侧向板块的结构及运动规律，对工作面沿空留巷巷道的围岩变形具有显著影响。
1.1 顶板岩层的垮落形式研究表明，随着回采工作面的推进，工作面后方沿空留巷的顶板运动，按时间可划分为三个时期，即前期活动、过渡期活动和后期活动。
顶板前期活动期留巷顶板由于直接顶垮落及老顶下沉的带动，其变形形式主要以旋转变形为主。
顶板过渡活动期变形仍以旋转变形为主，但变形速度快，变形量大。
顶板后期活动期。
顶板运动特征以旋转下沉为主，但下沉速度较小。
1.2 沿空留巷围岩活动规律沿空留巷经历一次采动和二次采动采空区顶板岩层剧烈活动的影响，矿压显现十分强烈，顶底板移近量和两帮移近量都很大。
沿空留巷从开掘至报废整个生命周期内围岩变形经历以下五个阶段：1）在煤体内掘巷，由于应力重新分布引起围岩向巷道空间移动。
2）掘巷引起的应力调整稳定后，围岩变形还会随时间持续而增长，变形速度缓慢。
3）巷道受工作面采动影响后，随着回采引起的支承压力的增加，巷道围岩应力再次重新分布，围岩变形急剧增大。
4）随着回采工作面的推进，采空区上覆裂隙带岩层沉降趋向稳定，煤帮侧支承压力逐渐减小，沿空留巷的围岩变形显著下降并趋于稳定。
探讨如何有效控制巷道围岩形变
探讨如何有效控制巷道围岩形变引言随着煤炭连续的开采，浅、表部煤炭资源越来越少，目前己转向深部煤层的开采，高地应力巷道支护问题便越来越突出，如冲击地压、围岩大变形、强烈底臌等浅部巷道没有的支护问题。
孟村煤矿煤层埋藏深，煤层厚，地质构造较多，随着中央带式输送机大巷的不断延伸，冲击地压灾害日益显现，选取合理的支护参数和防冲措施对工作面安全生产至关重要。
1、工程概况中央带式输送机大巷设计层位在煤层中部，顶板为砂岩，底板为铝质泥岩，巷道规格为掘宽5.64m，掘高4.57m，掘进断面积达22.4m2，属于典型的深部大断面巷道。
原支护形式为：锚杆规格采用φ20×2800mm，锚杆托盘为150×150×8mm；锚索采用φ21.6×8800mm的钢绞线，间排距2.1m×2.1m，布置形式为“四四”型，锚索托盘规格为：100×100×10mm、200×200×10mm、300×300×10mmQ235组合托盘。
该巷道在掘进过程中，动力显现频次、强度与日俱增，主要表现为煤炮频繁、声响巨大，伴随围岩震动，造成掘进工作面煤壁片帮，顶板抽冒，巷道成形差，支护施工困难，施工安全存在风险。
2、巷道稳定控制方法2.1 掘进支护在冲击地压矿井的支护设计中，要坚持一次支护的原则。
特别是锚杆支护，应尽量一次支护就能有效控制围岩变形，避免二次或多次支护。
一方面，这是矿井实现高效、安全生产的要求，为采矿服务的巷道和硐室等工程，需要保持长期稳定，不能经常维修；另一方面，这是锚杆支护本身的作用原理决定的。
巷道围岩一旦揭露立即进行锚杆支护效果最佳，而在已发生离层、破坏的围岩中安装锚杆，支护效果会受到显著影响。
中央带式输送机大巷为矩形断面，采用锚网索喷联合支护。
锚杆采用20#左旋无纵筋400号螺纹钢筋，L=2500mm，杆尾螺纹为M22，螺纹长度150mm，配高强度螺母，矩形布置，间排距700mm；锚杆托盘采用拱型高强度托盘，钢号Q235，规格为150×150×10mm，拱高不低于34mm，配调心球垫和减阻尼龙垫圈；锚杆护板采用W型钢护板，厚度5mm，宽280mm，长度450mm。
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。
巷道围岩稳定性及控制技术
组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作用机理，但在分析过程中没有深入考虑围岩－支护的相互作用，只是将各支护结构的最大支护力简单相加，从而得到复合支护结构总的最大支护力，缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步分析探讨，计算也与实际情况存在一定差距，一般不能作为准确的定量设计，但可作为锚杆加固设计和施工的重要参考。
三、巷道支护机理
围岩强度强化理论
中国矿业大学候朝炯教授等在已有研究的基础上，提出巷道锚杆支护围岩强度强化理论。该理论基本内容如下： (1)锚杆支护的实质时锚杆与锚固区域的岩体相互作用组成锚固拱，形成统一的承载结构； (2)锚杆支护可提高锚固体的力学参数，如弹性模量、粘聚力、以及内摩擦角等参数，改善被锚固岩体的力学性能； (3)巷道围岩存在破碎区、塑性区以及弹性区，锚杆锚固区内岩体的峰值强度、峰后强度及残余强度均能得到强化； (4)锚杆支护可以改变围岩应力状态，增加围压，并且提高围岩承载能力，改善巷道支护状况； (5)围岩锚固体强度提高后，可减小巷道周围的破碎区、塑性区范围和巷道表面位移，控制围岩破碎区、塑性区的发展，从而有利于巷道围岩的稳定。 围岩强度强化理论强调巷道松散围岩的峰后特性，及锚杆对峰后强度围岩的力学性能的改善作用，它揭示了锚杆支护对提高围岩峰值强度和残余强度的作用。
（四）、巷道支护理论学说
三、巷道支护机理
悬吊理论
该理论认为：锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软岩层悬吊在上部较稳定的岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。它所依据的是这样一种认识：井下巷道开挖后，巷道上方的岩层会发生弯曲下沉。如果不及时进行支护，层状直接顶会与老顶发生分离并会发生冒落。在这种情况下，顶板锚杆通过其张力将直接顶“钉”在具有自承能力的老顶上，锚杆需要承受被悬吊岩层的自重。
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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基本途径一
（3）底板松动爆破的应力转移关键技术
当发生内部爆破作用时， 在围岩中形成爆破空腔、 压碎圈、裂隙圈及震动 圈。
裂隙圈的大小是影响应 力转移的关键因素。
基本途径一
（3）底板松动爆破的应力转移关键技术
平顶山六矿工程实践示意图
与原绞车房不进行任何处理时的底 鼓量相比，底鼓量明显降低，约为 不进行处理时底鼓量的1/3。
（3）围岩超前预注浆
基本途径二
（1）围岩松软破碎、随掘随冒时使用； （2）超前迎头钻孔注浆； （3）地应力特别大时难以注入。
基本途径二
（3）围岩超前预注浆 结合大阳煤矿3100孤岛工作面工程实例：
500 1000 1000 1000 500
800
9400
3400
2700
1 23 4
6200
10°
基本途径一
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。
基本途径一
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
10°
9400
20°
2800
2800
3000
1 23 4 4000
超前预注浆孔布置
（3）围岩超前预注浆 围岩控制效果：
基本途径二
（4）围岩滞后注浆
基本途径二
岩石变形与渗透关系曲线
滞后时间：围岩裂隙发展变慢前后或进入掘后稳定期不久 注浆孔深度：超过破碎区，一般2m左右。 注浆压力：不超过岩石单轴抗压强度的1／3，最高不超过3MPa。
基本途径二
（4）围岩滞后注浆 结合山西晋城沁和能源集团永安煤矿工程实例 围岩控制效果：
注浆前钻孔窥视仪观测结果
注浆后钻孔窥视仪观测结果
基本途径二
2.3.2 高强、高预紧力、高延伸率锚杆（索）支护系统
锚杆作用：控制锚固区内的岩层离层。 锚索作用：控制锚固区外的岩层离层。
围岩强度强化作用 锚固体C、φ、C*、 φ * 随锚杆支护强度σt的增加而提高。
采用转移技术后，主硐室底板的水平应力减小为15 MPa左右。
基本途径一
垂直位移的控制效果
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。
基本途径一
（1）巷道底板掘巷的应力转移关键技术 蒋庄煤矿工程实例
井巷工程
第3讲：深部巷道围岩控制
提纲
3.1 概述 3.2 深部巷道围岩控制的基本途径 3.3 深部巷道围岩控制的突出难点 3.4 控制技术汇总
3.1 概述
提纲
3.1.1 背景和意义 3.1.2 “深部巷道”的概念 3.1.3 岩性与矿压显现
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。
基本途径一
（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
漏顶现象十分严重，需要水力膨胀锚杆超前护顶、坑木穿顶，顶板管理极 其困难，推进速度很慢。四煤采用上行开采后，二煤回采工作面复合顶板 稳定，工作面无冒漏顶事故发生，平均原煤单产与推进速度提高到1.88倍， 平均推进速度由48m/月提高到90m/月左右，原煤平均单产由1.8～2.0万吨/ 月提高到4.2万吨/月左右，显著提高了工作面单产、降低了材料消耗。
基本途径一
（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。
基本途径一
（2）上行开采的应力转移关键技术
采空区上方垂直应力有大幅度减少，距离采空区越近减 少幅度越大，随着远离采空区逐步增大，逐渐恢复到原岩应 力。煤柱附近垂直应力的值较大，且均为压应力；随着距离 的增加，应力逐渐减小，逐渐恢复到原岩应力。
巷道围岩塑性区范围和周边位移随着围岩力学性 能劣化而显著增大。
两种方法：注浆加固；高强、高预紧力、高延 伸率锚杆支护系统。
基本途径二
2.3.1 围岩注浆加固 （1）注浆加固稳定围岩机理
提高围岩裂隙面的变形刚度和抗剪强度 浆液固结体的网络骨架作用 转变围岩破坏机制 减小巷道围岩破裂区 封闭水源 提高锚杆锚固力
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。
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。
3.2 深部巷道围岩控制 的基本途径
pi c cot
u0
sin
2G a
( p0
c cot) R2
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； u0－巷道周边位移；G－围岩剪切模量。
影响巷道围岩稳定性的因素
巷道周边弹塑性位移uo/mm
煤 350
砂页岩
砂岩
页岩
石灰岩
0.14 0.0186
0.17 0.0194
0.22 0.021
等效内摩擦角 31.51 31.53 33.51 35.57 37.14 38.8 40.4 */ °
基本途径二
2.3.2 高强、高预紧力、高延伸率锚杆（索）支护系统 围岩强度强化作用
锚固体强度随锚杆支 护强度σt 的提高而得到 强化，达到一定程度就 可保持围岩稳定。
（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。
基本途径一
（3）底板松动爆破的应力转移关键技术
在巷道底板中布置钻孔，并进行药壶爆破，在巷道底 板中产生围岩弱化区，将集中应力转移到围岩较深部。
基本途径二
（2）注浆材料及性能 各材料的优缺点： 化学浆液：浆液凝结速度快、流动性好、充填饱满、凝 结破碎围岩效果好。价格较高。在困难复杂条件下使用好。 水泥浆液：价格便宜、在条件适宜时使用效果较好。但 它的含水量大，结石率低，易泌水，对于泥岩等软弱岩层有 泥化、弱化的作用，不利于岩层稳定。 高水速凝材料：价格相对较低、水灰比高、速凝且可调、 早期强度高、流动渗透性好、与泥粘结强度高、具有微膨胀 性、适用范围较广。
原岩应力p0/MPa
350
煤 300
影响巷道围岩稳定性的主要因素有
250
200 页岩
150
四：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
100
砂岩
砂页岩 花岗岩 （Pi）和巷道断面形式与尺寸，这也是
50
石灰岩
控制巷道围岩变形的4个主要技术途径。
0
cφ
巷道周边弹塑性位移u0/MPa
工业性试验方案
基本途径一
（2）上行开采的应力转移关键技术
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。
提纲ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.2.1 途径一 （改善巷道围岩应力状态） 3.2.2 途径二（改善巷道围岩力学性能） 3.2.3 途径三（提高巷道的支护阻力） 3.2.4 途径四（优化巷道断面）
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：
R
a[ (
p0
c
cot )(1
sin
)
1sin
] 2sin
基本途径二
2.3.1 围岩注浆加固 （2）注浆材料及性能
注浆材料主要有两大类：以水泥为主的水泥浆液和以 各种化学材料为主的化学浆液：
水泥浆液主要有：单液水泥浆、水泥－水玻璃双液浆、 ZKD高水速凝材料等。
化学浆液主要有：丙烯酰胺、聚氨酯、环氧树脂、丙 烯酸盐等。 注浆材料选择遵守两大基本原则：技术可靠性和经济 合理性。
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
2.2.1 合理布置巷道
基本途径一
图2-2 留区段煤柱时回采空间垂直应力等值线分布
2.2.1 合理布置巷道
基本途径一
35.57
37.14
38.8 40.4
基本途径二
2.3.2 高强、高预紧力、高延伸率锚杆（索）支护系统 围岩强度强化作用
表2-2 不同锚杆支护强度下锚固体破坏后的C*、φ* 值
锚杆支护强度 σt / MPa
等效内聚力 C* / MPa
0 0.0168
0.06 0.0182