7.3巷道围岩控制原理解析
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。
煤矿围岩考试答案
1巷道围岩控制原理：根据巷道围岩应力、围岩强度以及二者之间的相互关系，选择合理的巷道布置位置和巷道支护形式。
具体做法：巷道布置；①在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响，最好将巷道布置在煤层开采后所形成的应力降低区域内。
②如果不能避开采动支承压力的影响，应尽量避免叠合支承压力的作用，或者尽量缩短支承压力的影响时间，如跨越巷道开采，避免在遗留煤柱下方布置巷道等。
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，尽量避免水与松软膨胀岩层直接接触。
④巷道通过地质构造带时，巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向、背斜构造。
⑤相邻巷道或硐室之间选择合理的岩柱宽度。
⑥巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行，避免与构造应力方向垂直。
巷道保护及支护；①巷道围岩卸压：跨采、钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法，使巷道围岩受到某种形式的不同程度的卸载。
②加强支护：围岩注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道周边喷浆、支架壁后充填、围岩疏干封闭等方法，增高围岩强度，优化围岩受力条件和赋存环境。
③选择合理的支护理念和支护对策。
砌碹支护、锚网梁支护、锚喷支护、U型棚支护2、巷道变形、破坏的形式及影响巷道变形破坏的因素；巷道的变形：顶底板移近（包括顶板下沉、底板鼓起）、两帮移近；巷道的破坏：顶板冒落、底板鼓起、两帮收缩；巷道变形破坏的影响因素：巷道所处的地应力状态；巷道是否受采动影响；巷道围岩的强度（粘聚力C和内摩擦角φ）；巷道围岩的性质；“支护-围岩”关系；支护对策及支护方式等。
3、回采巷道的布置方式有哪些类型，沿空留巷和沿空掘巷的定义是什么；“煤体-煤体”巷道；煤体-煤柱巷道（采动稳定）；煤体-煤柱巷道（正采动）沿空掘巷：巷道一侧为煤体，另一侧为采空区,采空区一侧采动影响稳定后，沿采空区边缘掘进巷道称为沿空掘巷。
（沿相邻区段工作面采空区边缘掘进巷道）沿空留巷：通过加强支护或其他方法，将相邻区段巷道保留下来，供本区段工作面回采时使用，称为沿空留巷4、双巷布置时下区段回风巷围岩变形经历的5个阶段；Ⅰ巷道掘进影响阶段；Ⅱ掘进影响稳定阶段；Ⅲ采动影响阶段；Ⅳ采动影响稳定阶段Ⅴ二次采动影响阶段5、巷道围岩卸压的方式；巷道围岩卸压：跨采、钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法，使巷道围岩受到某种形式的不同程度的卸载。
动压巷道围岩控制理论
注浆时机 〔1〕超前注浆
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。
〔2〕围岩滞后注浆
1〕 注浆滞后时间 围岩裂隙开展变慢前后或进入掘后稳定期不久
岩石变形与渗透关系曲线
权台煤矿3116上分层回风平巷 掘头前方巷道围岩裂隙分布
2〕注浆孔深度 破碎区应完全固结，并超过此区，尽可能深，
稳定的条件尽可能小。 4〕如果需要留煤桂保护巷道，所留护巷煤柱尺寸
应使巷道不受支承压力影响或影响较小。 5〕防止在煤柱上、下方布置巷道。合理选择底板
岩巷与煤柱边缘的水平距离X、与煤层垂直距离Z。 6〕在围岩受采动影响稳定后再掘巷道。 7〕巷道轴线方向尽量与最大水平主应力方向平行，
防止与之垂直。
6.4 注浆加固围岩
围岩注浆，提高岩体强度；封闭、疏干、防风化，防 止围岩碎裂、强度降低
〔2〕减小岩体应力 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
巷道卸压：跨采进展巷道卸压；开槽卸压；震动 爆破卸压；布置卸压峒室卸压
6.2 根本途径
〔3〕巷道支护 巷道金属支架
对比项目
权台矿注浆前、后比照
岩石质量指标RQD（%） 钻孔测定强度（MPa）
注浆前
9.1
14.7
注浆后
96.7
22.5
显德汪矿注浆效果
注与不注浆段对比 不注浆 注浆
底鼓量（ mm ） 538 144
两帮移近量（mm） 651 151
5.3 加固巷道其它部位控制底鼓
〔1〕 锚杆加固顶角 FLAC 计算 顶板下沉量减少42% 底鼓量减少14%
巷道围岩稳定性及控制技术PPT课件
01
围岩稳定性是指在巷道周围岩体 在一定条件下保持其完整性和稳 定性的能力。
02
围岩稳定性分析是评估巷道周围 岩体在各种因素影响下可能发生 的变形、破裂和失稳等行为，从 而为巷道支护和安全提供依据。
影响围岩稳定性的因素
01
02
03
04
地应力
地壳中的应力场对围岩稳定性 产生影响，包括原岩应力和构
造应力等。
性，降低工程成本。
技术先进
积极采用先进的支护技 术、材料和工艺，提高
支护效果。
环保节能
支护材料应尽量选择环保 、可回收利用的，减少对
环境的破坏和污染。
常用支护方式
木支护
以木材为材料，常用坑木、方 木或原木作为支柱和横梁。
金属支架
采用钢材制作，包括钢拱架、 梯形支架等。
混凝土支护
利用混凝土浇筑或喷射，形成 坚固的支护体。
锚杆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ护
通过在岩体中打入锚杆，利用 锚杆的锚固力来稳定围岩。
支护效果评估
定期监测
对巷道围岩支护进行定期监测，记录围岩变 形、位移等数据。
安全评估
根据监测结果，对巷道的安全状况进行评估， 及时发现潜在隐患。
数据分析
对监测数据进行整理、分析，评估支护效果 及围岩稳定性。
优化设计
根据监测和分析结果，对支护设计进行优化 改进，提高支护效果。
巷道围岩稳定性及控制技术ppt课 件
目 录
• 引言 • 巷道围岩稳定性分析 • 巷道围岩控制技术 • 工程实例分析 • 结论与展望 • 参考文献
01 引言
主题简介
巷道围岩稳定性
主要研究巷道周围岩石的稳定程 度，包括岩石的物理性质、应力 分布、位移变形等因素。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨煤矿回采是煤炭资源开发的重要环节，其中巷道围岩控制是矿井安全生产的关键之一。
巷道围岩控制的理论研究对于提高矿井安全生产水平，保障矿工生命财产安全具有重要意义。
本文将围绕煤矿回采巷道围岩控制的理论进行探讨，分析其影响因素及优化方法，致力于为煤矿巷道围岩控制提供理论支撑。
一、巷道围岩控制的重要性煤矿回采巷道作为连接工作面和井下生产场地的通道，是矿井生产的重要组成部分。
良好的围岩控制对于保障巷道的稳定和安全具有重要意义。
良好的围岩控制可以有效地防止巷道的塌方、冒顶等事故的发生，保障矿工的生命安全。
围岩控制的好坏将影响矿井的生产效率和生产成本，良好的围岩控制可以减少巷道支护的投入，提高矿井的开采效率和降低生产成本。
煤矿回采巷道围岩控制的理论研究对煤矿生产具有重要的意义。
二、影响巷道围岩稳定的因素1. 地质条件地质条件是影响巷道围岩稳定的重要因素之一。
地质构造、断层、岩体性质、节理裂隙等地质因素将直接影响巷道围岩的稳定性。
在煤矿回采过程中，各种地质因素对巷道围岩的稳定性产生着不可忽视的影响。
2. 工程因素巷道的开挖和支护方式、支护材料的选用、支护质量等工程因素也是影响围岩稳定的主要因素之一。
在巷道开挖过程中，如果选用了不适合的支护方式和支护材料，或者支护材料质量不过关，都将对围岩的稳定性产生负面影响。
3. 动力因素动力因素包括地压、冲击载荷等外力作用。
在煤矿回采过程中，地压是最主要的一个外力作用，地压大小和分布将直接影响巷道围岩的稳定性。
回采工作面上的冲击载荷也会对围岩稳定性产生影响。
地质条件、工程因素和动力因素是影响巷道围岩稳定的主要因素。
只有充分理解这些因素，才能制定出有效的围岩控制策略。
1. 合理选取掘进方式和工作面布局在巷道的掘进方式和工作面布局上，应尽量避免对围岩的破坏，并选择合适的支护方式。
对于薄煤层、薄煤柱等情况，可以采用掌子法等掘进方式，以减小围岩的破坏。
合理的工作面布局也可以有效控制围岩的破坏。
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。
7巷道矿压显现规律10A(1)PPT课件
（2）半径不同两圆形巷道的间距D为：6R＜D＜6（r＋R）
如果巷道周边形成塑性变形区，相邻巷道的应力影响 带不宜超过塑性变形区与弹性变形区的交界面。书P198提 供了数值计算岩体力学参数取值参考。
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7.1 巷道围岩应力及变形规律
7.1.2 相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定
如果相邻巷道的应力影响带彼此重叠，但没有到 达相邻巷道，可进行巷道围岩应力值的叠加。
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7.1 巷道围岩应力及变形规律
7.1.2 相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定பைடு நூலகம்
1、巷道围岩应力影响带
在静水压应力场中，弹性变形巷道的应力影响区域形 状为半径等于6r的圆（r为巷道断面半径）。在非静水压 应力场中，巷道的应力影响区域形状不再是圆形，一般为 长轴不大于12r的椭圆。因此：
图 7-3 采空区应力重新分布概貌
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1—超前支承压力 ；
2、3—侧向固定支承压力；
4—采空区支承压力.
8
7.1 巷道围岩应力及变形规律
7.1.1 受采动影响巷道的围岩应力
2、回采工作面周围支承压力分布
支承压力 类型
超前支承压力 侧向固定支承压力
峰值离煤壁
4~8m
15~20m
应力增高系数 2.5~3.0
2.0~3.0
影响范围
40~80m
15~35
需要指出的是，表中指的是没 有其他采面影响情况，如果有相 邻工作面，出现侧向固定支承压 力与超前支承压力叠加，应力增 高系数更大，可达5~7.
采空区支承压力
1.0（1.3）
图 7-3
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煤矿回采巷道围岩控制理论探讨
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨煤矿回采巷道围岩控制是煤矿安全生产中的一个重要环节，巷道围岩体的控制质量直接影响矿山安全与经济效益。
本文主要探讨煤矿回采巷道围岩控制中的一些理论问题，并提出相关解决措施。
一、围岩控制理论问题1.巷道形状与围岩控制巷道形状直接影响到围岩体的稳定性和控制。
巷道形状分为圆形和方形两种，圆形巷道构造相对简单，围岩应力分布均匀，易于围岩控制；方形巷道则需要在巷道四周架设支架进行围岩控制，但支架数量较多，施工难度较大。
2.巷道围岩应力分布围岩应力分布对围岩控制非常重要。
巷道回采之后，围岩应力分布发生变化，应力集中作用在巷道两侧的围岩上，对巷道的稳定性及围岩控制造成影响。
因此，应采取科学合理的围岩控制方案，降低巷道两侧围岩应力的集中程度，增加巷道的稳定性。
3.动力灾害控制煤矿回采巷道围岩控制过程中，存在着一定的动力灾害风险。
动力灾害是指巷道振动或巷道围岩破碎引发的灾害，包括冲击和剥落等。
针对这些灾害风险，应采取措施，如巷道支护加固、设置防碎屏障等。
二、控制措施1.合理巷型设计合理的巷道形状对围岩控制非常重要。
应根据煤矿不同区域的围岩条件、地形地貌、矿层赋存条件等因素设计出合理的巷道形状。
2.巷道支护加固加强巷道支护工作，提高支架的质量和稳定性。
支架的安装位置应在应力分散的区域，可以采用部分矩型支护或局部加强支护。
3.卸压减应力采取卸压措施，减小围岩应力集中程度。
卸压的具体方法可以采用放顶煮接等。
4.瓦斯抽采采用瓦斯抽采的方法，可以减少瓦斯危险性，并且降低了围岩的应力，对围岩控制有一定的作用。
5.组合支护运用多种围岩控制技术组合使用，如矩型支护和锚杆支护、锚杆支护和卸压等，可以提高围岩控制的质量。
结论煤矿回采巷道围岩控制是煤矿安全生产的重要环节。
在巷道围岩控制的过程中，应充分考虑巷道形状、巷道围岩应力分布和动力灾害等因素，制定合理的围岩控制措施。
同时，通过巷道支护加固、卸压减应力、瓦斯抽采、组合支护等一系列技术手段提高围岩控制的质量，从而实现煤矿安全生产的目标。
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巷道围岩压力及其影响因素 巷道围岩控制原理和方法 巷道围岩稳定性分类及支护选择
巷道围岩控制的基本途径
降低围岩应力
提高围岩稳定性
选择合理的支护
巷道围岩控制的手段的实质
如何利用煤层开采引起采场周围岩体应 力重新分布的规律，正确选择巷道布置和 护巷方法，使巷道位于应力降低区内，从 而减轻或避免回采引起的支承压力的强烈 影响，控制围岩压力。
通过在巷道围岩中钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘 巷卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法，使 巷道围岩受到某种形式的不同程度的卸载，将本 该作用于巷道周围的集中载荷，转移到离巷道较 远的新的支承区，达到降低围岩应力的目的。 采用围岩钻孔注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道 周边喷浆、支架壁后充填、围岩疏干封闭等方法， 增高围岩强度，优化围岩受力条件和赋存环境。 架设支架对围岩施加径向力，既支撑松动塌落岩 石，又能加大巷道的围压，保持围岩三向受力状 态，提高围岩强度，限制塑性变形区和破裂区的 发展。根据巷道不同时期的矿压显现规律，巷道 支护可分为巷内基本支架支护、巷内加强支架支 护、巷旁支护、联合支护四种形式。
回采巷道围岩稳定性分类
以缓倾斜、倾斜中厚煤层回采巷道受一次采动影响条件下 围岩稳定性分类为基础，选择以下七个指标作为分类指标。 巷道顶板岩石单轴抗压强度
围岩强度
煤层单轴抗压强度 巷道底板岩石单轴抗压强度 围岩岩体完整性指标（直接顶初次垮落步距） 巷道埋深
围岩应力
本区段采动影响指标＝直接顶板厚度/煤层厚度 相邻区段采动影响指标＝护巷煤柱实际宽度
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，尽量避免道通过地质构造带时，巷道轴向应尽量 垂直断层构造带或向、背斜构造。
相邻巷道或硐室之问选择合理的岩柱宽度。
巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平 行，避免与构造应力方向垂直。
巷道保护及支护的措施
围绕降低巷道围岩应力，增加 围岩强度，改善围岩受力条件和赋 存环 境，巷道围岩控制方法可归 结为巷道布置和巷道保护及支护两 方面内容。
巷道布置应注意的问题
在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响，最好 将巷道布置在煤层开采后所形成的应力降低区域 内。 如果不能避开采动支承压力的影响，应尽量避免 支承压力叠加的强烈作用，或尽量缩短支承压力 影响时间，例如跨越巷道开采，避免在遗留煤柱 下方布置巷道等。
巷道围岩稳定性分类方法
巷道围岩的稳定性受多种因素的影响。在采矿学 科领域内，很多事物问的界限往往很不清晰，巷 道围岩稳定性的类别是一个模糊概念。因此，模 糊聚类分析方法较适用于巷道围岩稳定性分类。
聚类分析的步骤：
选取分类指标 确定聚类中心，建立判别模式 评判巷道稳定性的类别，预测巷道围岩的移近量， 为支护提供依据。
巷道围岩控制原理：根据巷道围岩应力、围岩强 度以及它们之间的相互关系，选择合适的巷道布 置和保护及支护方式。降低围岩应力，增加围岩 强度，改善围岩受力条件和赋存环境，有效地控 制围岩的变形、破坏。 关键点：对回采活动影响巷道围岩控制的认识， 对巷道围岩岩体力学模型、变形及破坏机制判断 的正确性，对巷道围岩赋存条件和岩体力学性质 掌握的程度。
将7个指标输入相应的程序就可得到巷道围岩的类别
巷道围岩稳定性分类及支护选择
巷道围岩稳定性分类的意义 巷道围岩稳定性分类方法 回采巷道围岩稳定性分类 围岩移近量预算
巷道围岩稳定性分类的意义
当前地下工程的复杂性； 支护设计理论的局限性； 类比法及经验法的广泛应用； 巷道围岩稳定性分析的特殊性，依赖围岩稳定性 分类系统，为巷道支护提供依据； 随着对岩体属性和破坏机制的认识不断深化，随 着多变量数理统计分析的广泛应用，模糊数学、 灰色系统理论、人工神经网络理论的迅速发展， 巷道围岩稳定性分类也远远超出简单的工程类比 的范畴。
巷道围岩压力及影响因素
松动围岩压力
围 岩 压 力
变形围岩压力
膨胀围岩压力 冲击和撞击围岩压力
影响围岩压力的因素
回采工作状况 开采技术因素 巷道保护方法 原岩应力状态 围岩力学性质 地质因素 岩体结构 岩石的组成和胶结状态
围岩中水分的补给状况
巷道围岩控制原理和方法
巷道围岩控制：控制巷道围岩的矿山压力和周边 位移所采取措施的总和。