煤矿围岩控制与检测-巷道围岩控制与监测4

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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六章巷道支护设计第一节巷道围岩控制原理一、巷道围岩控制原理巷道围岩控制是指控制巷道围岩的矿山压力和周边位移所采取措施的总和。基本原理是：根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间相互关系，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。需要强调指出，受到采动影响的巷道，巷道围岩岩体结构、赋存条件在

2、很大程度上受到回采工作的制约。二、巷道围岩控制方法巷道围岩控制方法归结为巷道布置和巷道保护及支护两方面。1、布置巷道应重视的问题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撑压力的影响，应尽量避免支撑压力叠加的强烈作用，或者尽量缩短支撑压力影响时间，例如，跨越巷道开采，避免在遗留煤柱下方布置巷道等。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

3、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。2、巷道的保护及支护措施①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撑区，达到降低围岩应力的目的。②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。③架设支架对围岩施

4、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，巷道支护可以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。第二节无煤柱护巷传统的留煤柱护巷方法是在上区段运输平巷和下区段回风平巷之间留设一定宽度的煤柱，使下区段平巷避开固定支撑压力峰值区。区段平巷双巷掘进和使用，技术管理简单，对通风、运输、排水、安全都有利。但是，煤柱损失高达10％～30％；回风巷受二次采动影响，巷道维护困难，支护费用高

5、。煤柱支承压力向底板传播，不仅影响邻近煤层的开采和底板巷道的稳定，还成为引发冲击地压的隐患。煤柱宽一般为10～30m。一、沿空掘巷煤体和围岩的强度对支承压力分布曲线有很大影响。2、沿空掘巷的矿压显现移动距离近似等于巷道宽度，应力场扰动不大，一般经过10d左右，变形速度趋向稳定。巷道受到本区段工作面回采影响后，处于支承压力的重叠区内，围岩变形会显著增长，通常巷道维护不太困难。窄煤柱巷道是指巷道与采空区之间保留5～8m宽的煤柱。窄煤柱巷道掘进位置一般刚好处于残余的支承压力峰值下。在上一工作面区段运输平巷被废

6、弃之后，经过一段时间，等待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿被废弃的巷道边缘，掘进下一个工作面的区段回风平巷，称为沿空掘巷。沿空掘巷可分为三种方式：完全沿空掘巷：留小煤柱掘巷：留设1～3m的隔离小煤墙。保留部分老巷断面掘巷方式：留一条巷掘一条巷，巷道的维护费用和材料消耗会大幅度地增加。实际可用大断面的沿空掘巷或留巷取代。图有错误二、沿空留巷二、沿空留巷1、沿空留巷的矿压显现沿空留巷是在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，供下区段工作面回采时作为回风平巷。沿空

7、巷道位于采空区边缘，保留巷道期间经历上区段工作面的采动影响，巷道顶板的下沉、破坏必然受到采空区上覆岩层沉降总规律的制约。上区段工作面采过后，沿空巷道经历老顶岩层从即将断裂前的极限状态到发生断裂失稳，然后到回转下沉压实采空区的过程。在这个过程中，由于老顶的剧烈活动，引起沿空巷道煤帮和巷道支护体发生剧烈变形。受力状况与用煤柱维护的巷道有明显的差别。2、沿空留巷巷旁支护形式（1）巷旁支护的作用巷旁支护是指巷道断面范围以外，与采空区交界处架设的一些特殊类型的支架或人工构筑物。主要作用有：控制直接顶的离层和及时切

8、断直接顶板。减少巷内支护所承受的载荷，保持巷道围岩稳定。同时及时封闭采空区，防止漏风和煤炭自然发火，避免采空区内有害气体逸出。为此支架必须具备合理的架型、较高的工作阻力、较大的增阻速度、足够的可缩量，以及工作阻力、增阻速度和可缩量的合理匹配。（2）巷旁支护的类型和适用条件传统的巷旁支护主要有：木垛支护、密集支柱支护、矸石带支护、混凝土砌块支护等方式。（缺点多）整体浇注巷旁充填技术在煤层顶、底板之间浇注充填材料，形成密实的整体。把沿空留巷需要