煤矿巷道掘进支护设计ppt课件.ppt

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1、1棚式支架支护设计1.1巷道围岩稳定性分类设计方法根据模糊聚类结果中样本的归类趋势和我国回采巷道的支护技术，从有利于实践中对类别的区分和应用考虑，将我国回采巷道围岩稳定性分为非常稳定、稳定、中等稳定、不稳定及极不稳定5类，上述类别依次用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV、V表示。依据预测的巷道围岩稳定性类别，推荐的煤层巷道棚式支护形式与主要参数见表2-6-4。表2-6-4棚式支架支护形式与主要支护参数1.2巷道围岩移近量预算设计方法巷道围岩移近量是反映巷道围岩稳定性的客观标准，是巷道支护形式选择和计算支护参数的依据。主要计算方法有解析

2、分析方法、数值分析方法、回归分析方法、概率分析方法和模糊分析方法。通常根据巷道埋深H和巷道顶底板岩层平均单向抗压强度Rc利用图7-24计算巷道预期围岩移近量UZ。式中U0—无采动影响阶段巷道顶底板移近量，由图2-6-31a查对；U1—受本区段工作面一次采动影响巷道顶底板移近量，由图2-6-31b查对；U1-2—一次采动后稳定期内无采掘影响阶段巷道顶底板移近量，由图2-6-31c查对；U2—受下区段工作面二次采动影响巷道顶底板移近量，U2=1.4U1。(a)(b)(c)图2-6-31巷道埋深和围岩强度与顶底板移近量的关系

3、曲线a—无采动影响阶段；b—一次采动影响阶段；c—一次采动后稳定阶段根据巷道顶底板移近量利用图2-6-32上半部分的曲线查出这种情况下相应的每米巷道要求的支架承载能力(kN/m)，再根据顶底板岩石性质和裂隙发育程度确定合适的棚子间距。然后利用图2-6-32使每米巷道要求的支架承载能力与所选定的棚距的连线延长到与图2-6-32下部的横坐标轴相交，就可得到应选支架的单架工作阻力。如果所得阻力值位于两种架型的工作阻力之间，为安全起见应选工作阻力偏大的一种架型。示例，当预计的顶底板移近量为800mm时，由图2-6-32曲线查得

4、每米巷道要求的支架承我能力为240kN。如取棚子间距为0.5m，则正好可选用单架工作阻力为120kN的支架。如顶板较完整取棚子间距为0.7m时，合理的支架工作阻力位于150和180kN之间，则选用单架工作阻力为180kN的支架，超出的一部分工作阻力可作为安全系数考虑。图2-6-32根据顶底板移近量及棚子间距确定支架工作阻力1.3围岩压力分析计算设计方法（1）普氏法围岩压力计算见图2-6-33图2-6-33围岩压力计算见图计算跨度之半式中，a-巷道宽度之半mh-巷高，mφ-岩石内摩擦角。对粘土及破碎松散岩石式中:f-普氏

5、系数。RC-折减后抗剪强度，γ-岩石容重，H-巷道埋深。按岩石抗压强度计算R<30MPa，f=R/60～R/80塌落拱高b=a1/f(m)（2-6-3）垂直岩压Q=a1bγ（2-6-4）侧壁岩压p=γh(b+h/2)tg2(450一φ/2)（2-6-5）（2）圆形断面弹性理论公式径向应力（2-6-6）切向应力（2-6-7）剪切应力（2-6-8）式中，θ-极坐标辐射角，λ-侧压力系数，μ-泊松比。（3）圆形断面弹塑性理论公式（2-6-9）式中:Pi-支护阻力C-岩体内聚力，r0-巷道半径，R-塑性区半径，（4）经验系数法

6、水电部总结国内经验而得出:PZ=SZγb，PX=SXγH式中:PZ-均匀分布的垂直压力，SZ-垂直岩体压力系数b-巷道开挖宽度，PX-均匀分布的水平圃岩压力，吨/米，SX-水平围岩压力系数H-巷道开挖的高度。砂岩地段可用普氏法计算，泥岩段可用弹塑性理论公式和经数法计算。4）综合设计方法各矿区根据具体情况，综合考虑上述方法制定本矿区巷道棚式支架支护设计规范。阳泉矿区以大量的实测数据为基础，进行理论分析计算并通过工程实践检验，得出综采放顶煤工作面巷道支护有关参数见表2-6-5。注①支护安全系数1.2;②12#矿工钢3.2m

7、跨度时梁承载能力123.48KN/根，③11#、12#表示11#矿工钢、12#矿工钢对棚支架型式。表2-6-5综采放顶煤工作面巷道支护参数2巷道锚杆支护设计（1）工程类比法工程类比法由直接类比法和间接类比法组成。直接工程类比法是建立在已有工程设计和大量工程实践成功经验的基础上，在地质和生产技术条件及各种影响因素基本一致的情况下，根据类似条件的已有经验，进行待建工程锚杆支护类型和参数设计。1988年原煤炭工业部颁布试用《我国缓倾斜倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案》以来，经过十余年的应用，分类方案近一步充实、完善，对于锚

8、杆支护更应当注重巷道顶板岩层结构。在此基础上推荐的巷道顶板锚杆基本支护形式与主要参数选择见表2-6-11、表2-6-12。表2-6-11煤巷顶板锚杆基本支护形式与主要参数注1.巷帮锚杆基本支护形式与主要参数视地应力、巷帮煤（岩）强度、节理状况、护巷煤柱尺寸、巷道断面等因素，参照顶板锚杆确定；2．对于复合顶板、破碎围岩、易风化、潮解