巷道围岩控制概论讲座

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1、巷道围岩控制理论主要内容动压巷道矿压新理论巷道围岩控制的基本途径巷道布置与卸压巷道支护围岩注浆加固1、动压巷道矿压新理论巷道是矿井生产的咽喉，全国每年新掘巷道20000km以上，静压巷道小于10%，围岩控制较好。矿工钢支护（无采动影响）U型钢支护的大巷（无采动影响）动压巷道占90%以上，巷道支护成本增加，个别巷道达3000～4000元/m高强弧板支护严重破坏巷道修复动压巷道围岩变形严重，严重影响生产、安全及矿井的经济效益U型钢支护破坏情况锚杆支护破坏情况1.1围岩塑性区分布围岩分层显著，强度与厚度差别大；

2、压力分布不均匀，4角大；护巷方式不同。塑性区分布状态不均匀，多样化。与圆形巷道、基本巷道分布状态不同，是研究动压、软岩巷道矿压的基础。(a)――实体煤巷道；(b)――煤柱巷道；(c)――沿空巷道；(d)――无直接顶、底的煤柱巷道。分布状态：(a)――“＊”型；(b)、(c)――半“＊”型；(d)――缺上（或下）的半“＊”型现有支护理论“围岩松动圈”、“新奥法”等对支护形式及支护与围岩的关系研究较多，在开拓巷道、不受采动影响的采准巷道得到了成功应用。在承受动压影响的巷道中采用上述理论尚不能完全有效的控制围岩。1.2巷

3、道围岩不均匀的整体下沉和局部上升这是由大面积开采、采动支承压力和不同护巷方式引起。图2相似材料模拟试验结果u1、u2、u3、u4、u5――下沉曲线D1、D2、D3――破断曲线1.3巷道底板变形破坏规律浅部鼓起、深部下沉图3巷道底板深基点位移图4巷道底板围岩垂直位移No――垂直位移为零；N－零应变点1.4加固巷道帮角控制两帮变形、底板鼓起和顶板离层两帮下沉，底角破坏，水平应力挤压，底板浅部鼓起，顶板离层下沉。图5东庞矿巷道两帮下沉图6黄塘岭矿巷道两帮下沉图加固巷道帮角的方法：锚杆、注浆。柳新煤矿试验效果。见表1，表2

4、。表1支护方式表2试验效果对比试验编号巷道表面移近量／mmⅠ、Ⅱ项试验与Ⅲ对比顶底板两帮移近量减少值／mm移近量减少百分数／%顶底板两帮顶底板两帮Ⅰ37426458631461.054.3Ⅱ2759068548871.484.4Ⅲ960578加固巷道帮角的重要意义。1.5基于围岩承载结构稳定的围岩控制理论巷道围岩承载结构的形成综放沿空掘巷与上覆岩层的结构关系巷道受动压影响，不同时期、不同位置顶板情况岩层处于相对稳定状态阶段岩层显著运动阶段覆岩稳定阶段压力叠加阶段从巷道围岩承载结构的稳定性出发，研究巷道围岩控制理论合

5、理确定巷道支护强度及支护方式，降低支护成本，改善巷道维护状况，为工作面高产高效、安全生产创造了条件完善现有的巷道围岩控制理论主要研究内容研究巷道围岩承载结构的形成过程；建立巷道围岩承载结构模型，建立围岩承载结构稳定的判别式；研究承载结构的变形特点，结构特征；研究动压影响区域开掘巷道承载结构的变化特点；研究巷道承载结构失稳对围岩变形的影响；研究巷道支护对承载结构的稳定性控制原理。2巷道围岩控制的基本途径2.1影响巷道围岩稳定性的三大因素围岩强度、岩体应力、支护技术根据围岩强度与岩体应力对我国矿井巷道的极限深度提出巷道

6、极限深度，见表3。表3巷道极限深度表围岩单轴抗压强度／MPa巷道极限深度／m<2015020～30300～40030～60650～750>60>10002.2基本途径（1）提高围岩强度布置在稳定岩层中；布置锚杆，强化围岩强度；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•巷道卸压跨采进行巷道卸压；开槽卸压；振动爆破卸压；布置卸压峒室卸压（3）巷道支护•巷道金属支架

7、作用：给围岩提供支护阻力；当前注意：可缩性支架的使用界限、连接件、矿工钢可缩支架、支架壁后密实。•锚杆支护作用：强化围岩强度；围岩强度强化理论、高强（超高）强度锚杆、设计方法、复杂条件下的锚杆支护、桁架锚杆支护。3巷道布置与卸压3.1巷道布置从巷道围岩稳定角度来谈布置。要保持围岩稳定，布置巷道时应考虑围岩强度与岩体应力。（1）采动引起的应力重新分布图8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－应力稳定区图9留区段煤柱时回采空间垂

8、直应力等值线分布图10煤体与采空区交界处底板垂直应力等值线分布γ－上覆岩层容重；H－埋藏深度：φ－底板岩石应力升高区的扩展影响角；Z－被跨巷道与上部回采煤层间的法线距；X-被跨巷道与上部回采煤柱边缘的水平距图11煤柱下方底板垂直应力等值线分布（煤柱载荷均布，应力集中系数为3）在应力重新分布下，从时间和空间上保证布置的巷道围岩稳定、维护费用低。（2）巷道布置的