巷道围岩控制与监测

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1、巷道围岩控制与监测原岩应力及巷道周围应力分布开采对巷道围岩应力的影响巷道顶板事故的影响因素（棚式及锚杆支护的事故分析）棚式及锚杆支护质量监测第四章锚杆支护巷道顶板事故分析第一节锚杆支护巷道冒顶基本形式一、锚杆支护巷道顶板冒顶的特点及成因锚杆支护巷道冒顶事故与架棚支护巷道的冒顶事故相比有以下特点：①锚杆支护巷道冒顶事故一般都发生在地质条件变化的地点。②锚杆支护巷道冒顶范围较大，冒顶宽度一般小于巷道宽度，冒顶高度一般是巷道高度的1～2倍，呈现顶板整体冒落状态，大多发生在掘进施工期间。③锚杆支护巷道冒顶大多瞬间发生，随机性大，呈突发性。二、锚杆支护巷道顶板冒顶基本形式1、整体压冒型冒顶①掘

2、进迎头复合、镶嵌型围岩坠矸冒顶。②锚固区外离层顶板整体压冒。③锚固区内离层顶板整体压冒。2、松漏冒型冒顶①松软围岩松漏冒顶。②地质构造带围岩松漏冒顶。③采动影响剧烈带围岩松漏冒顶。3、挤压破裂型冒顶①水平应力挤压破裂型冒顶。②采空区岩层移动挤压破裂型冒顶。第二节整体压冒型冒顶事故的机理及预防措施一、掘进迎头复合、镶嵌型围岩坠矸冒顶1、冒顶的特点及原因掘进迎头镶嵌型围岩坠落，主要是由地质条件造成的，巷道顶板为镶嵌型结构、碎裂结构等不稳定顶板，除层面发育外，还发育有多组结构面，其间贯通性好，将岩体切割破碎。顶板整体强度低，开挖后自稳能力差，自稳时间多为几小时。当岩体自重在弱面上引起的下滑

3、力超过侧向挤压所形成的摩擦力时，岩块就会发生冒落，造成冒顶事故。根据弱面分布和彼此组合关系的不同，可能出现三角形、梯形、矩形等岩块冒落。3、掘进迎头镶嵌型围岩坠矸冒顶预防措施（1）巷道顶板煤、岩互层已破碎，岩层的整体性受到破坏，必须采取短段揭锚喷的施工方法。（2）巷道掘进施工中，必需有临时支护。（3）巷道穿过的围岩复杂多变时，实际施工中要对穿过岩层、层位、断层、褶曲、破碎岩层的层理节理、水文状况等，进行收集、比较、测试、分析，发现问题及时修改设计和施工方法。二、锚固区外离层顶板整体压冒（一）冒顶的特点及原因1、顶板为离层型或镶嵌型结构锚固区外离层顶板整体压冒主要原因是支护设计不当。2

4、、补强的锚索部分失效或全部失效普通锚索支护基本属于刚性支护，不能适应贮存有巨大弹性变形复合顶板的变形特性。普通锚索虽可提供较高的支护力，但远不能抵抗顶板岩层释放的形变压力。(三)预防锚固区外离层顶板整体压冒措施1、掌握地质资料与开采条件通过地质钻孔、岩层柱状图等多种途径，摸清地质构造及顶板结构、岩性变化，确保锚索在稳定岩层内锚固长度大于1m。2、确保锚索施工质量根据变化的地质情况，锚索设计方案要通过施工、监测、反复实践、检验、调整完善，在动态中逐步优化完成，确保锚索施工质量。增强锚索可伸长和抗剪切性能。3、锚杆锚固区内形成稳定的压缩拱岩粱加强巷道两帮锚杆支护，巷道顶板两肩部必须布置与

5、水平方向成70°（土5°）的斜向全长锚固锚杆并与钢带连接，其他顶锚杆应尽可能与岩层层面垂直，顶锚杆不得沿岩层层面布置。三、锚固区内离层顶板整体压冒1、冒顶的特点及原因锚固区内离层顶板整体冒落主要有两方面原因：①锚杆支护设计不当，如巷道顶板为复合顶板，锚杆的长度、间、排距等参数不合理，锚杆的预紧力、锚固力过低，顶板会发生较大范围的离层，出现弯曲下沉，进而张裂、拉断。锚杆失效或被拉断，锚固区内顶板离层发生大面积垮落。②锚杆支护工程质量低劣。由于煤巷锚杆支护巷道在掘进施工过程中施工工艺不合理或施工工程质量把关不严，或锚杆、树脂药卷、托盘、螺母等材质不合格，造成巷道的工程质量低劣，锚杆支护部

6、分失效或全部失效。3、预防锚固区内离层顶板整体压冒措施①针对不同的地质条件、围岩类型，根据巷道开掘处的地应力大小和方向选择合理的支护方式及锚杆支护参数。②加强顶板两肩角锚杆支护，特别是巷道顶板在没有坚固岩层的情况下。顶板肩部两角锚杆锚固形式、强度，尤其是锚杆角度非常重要。③对巷道顶板1.5m以上无坚固岩层的破碎顶扳，采用锚杆支护时，锚固型式必须采用全锚或加长锚固，保证每个锚杆锚固长度不低于1m。④完善井下锚喷支护的矿压监测系统，发现锚杆拉断、失效等现象要及时补打或采取相应的措施，确保锚杆支护巷道的安全。四、防止巷道锚杆尾部破断方法（一）普通金属锚杆尾部破断原因目前我国使用的金属锚杆一

7、般都是用螺纹钢加工而成，加工后锚杆尾部部分的螺纹内径比杆体公称直径小10％～13％，截面面积小20％～22％。由于锚杆的极限载荷取决于整根杆体中最薄弱部分的强度，锚杆往往还没达到设计的极限载荷，锚杆尾部已经破断。同时，由于锚杆尾部破断载荷较小，锚杆杆体部分不能产生延伸，降低了锚杆的整体延伸率。(二)解决锚杆尾部破断的方法等强锚杆：使锚尾极限承载力等于锚杆杆体部分的承载力。1、精轧右旋螺纹钢钢筋锚杆：因不利因素（搅拌树脂和螺纹升角过大），没有被广泛推广应用。