采区巷道矿压显现及其控制.ppt

第七章采区巷道矿压显现及其控制第一节采区巷道矿压显现规律

一、受采动影响巷道的围岩应力：

1、巷道围岩应力：
2、回采工作面周围支承压力分布：

工作面超前支承压力
峰值一般在煤壁前4~8米，
影响范围为40~50米。少
数可达60~80米。应力集
中系数为2.5~3。

工作面倾斜方向固定支承压力范围一般为15~30米。
少数可达35~40米，峰值一般距煤壁15~20米，应力集中
系数为2~3。

在拐角区要形成应力叠加，应力集中系数可达5~7。3、采动引起的底板应力分布：4、构造应力对巷道稳定性的影响：

1）构造应力特点：
以水平应力为主，具有明显的方向性、区域性。

2）水平应力对巷道的影响：

影响

5、相邻巷道合理距离：

一般间距：

大巷———20~40米（围岩稳定取小值，不稳定取大值）；
上下山——15~30米；
集中巷——15~30米。

二、走向平巷矿压显现规律：

1、巷道围岩变形量：

顶底板移近量——巷道中心线高度减少值；
两帮移近量———巷道腰线平距减少值。Ⅰ：巷道掘进段——弹塑性、量小、趋于稳定、时间短；
Ⅱ：无采掘影响段——主要为流变，受岩性影响较大；
Ⅲ：采动影响段——前30～50m，后40～60m（峰值5～20m），量大；
Ⅳ：采动影响稳定段——位移、变形均较小，工作面后方100米以远；
Ⅴ：二次采动影响段——影响剧烈程度及影响范围均较第一次为大。三、倾斜巷道矿压显现规律

Ⅰ、原始压力带
显现轻微，一般不受破坏。

Ⅱ、支承压力影响带
工作面距巷道40～50m开始
变形、破坏严重，移近速度
达10mm～30mm/d。峰值区严重。

Ⅲ、煤体边缘卸载带
煤体破坏，应力降低，向平衡过度，移近量仍较大。第二节采区巷道矿压控制原理

一、“支架—围岩”相互作用原理

支架——围岩构成统一的力学体系，二者之间有相互作用，而二者合之又共同承载。

1、支架—围岩相互作用的基本状态：

给定载荷状态——支架仅承受其自重作用，与母体岩层的移动变形无关。

给定变形状态——支架阻力与围岩移动性质、支架特性有关。

2、“支架—围岩”相互作用原理：3、“支架—围岩”相互作用原理的应用：

1）二次支护
2）柔性支护——允许产生一定变形。
3）主动支护——加大围压，提高围岩强度。第三节巷道保护基本措施

一、基本原则：

允许围岩变形、提高围岩强度、降低围岩应力。

二、基本方法和途径：

1、控制方法：
巷道保护——使围岩应力与岩体强度相适应
（采用适当断面，预留断面，煤柱护巷，巷道在减压区）
巷道支护——架设支架防止围岩过度变形与移动
巷道维修——改换已恶化的支撑系统，恢复围岩移动稳定性。

2、控制原理

抗压让压躲压移压

1、巷道卸压保护：

卸压原理——采用人为方法，改变周边围岩应力分布，使
峰值应力内移，巷道处于应力降低区。

1）巷道跨采卸压：

跨采类型
2）开槽（松动）卸压：

3）卸压巷硐卸压：

卸压巷硐位置4）掘前预采：

在岩巷尚未掘进时，先将其上部煤层采掉，然后在采
空区下掘进岩石巷道，使之在应力降低区。

为效果最理想的方法。

巷道围岩变形量减小
4/5—5/6。

要求岩巷距煤层较近，
距开采区域平距足够。2、无煤柱护巷技术

1）护巷煤柱的稳定性：

留设煤柱

2）煤柱的应力分布：3）沿空掘巷的三种方式：

完全沿空掘巷；留小煤皮掘巷；保留部分老巷掘巷
第四节采区巷道支护二、巷道金属支架支护：

1、U型钢可缩性支架：（拱可缩）

U型钢型号：U18、U25、U29、U36（kg/m）

1）基本结构类型：2）支架连接件：（螺栓连接件，楔式连接件）

2、矿用工字钢支架：

刚性特性，可缩量小，适用于围岩稳定条件。
通过增加接榫木垫、棚腿插入底板（垫柱鞋）等措施
可以增加适量可缩量。

现场以梯形支架为主，拱型有如下类型：三、巷道锚杆支护

1、锚杆种类与锚固力：

锚杆分类

锚固力2、锚杆支护原理：

1）悬吊原理

2）组合梁原理

3）压缩拱原理

4）最大水平应力原理

5）围岩强度强化理论3、组合锚杆支护：

1）锚梁网联合支护：
锚杆+钢带+金属网