[EQ情商]矿山压力与岩层控制8zi巷道维护原理与支护技术.ppt

图8-1留煤柱护巷示意图（一）煤柱的载荷
1．煤柱载荷的估算2．煤柱宽度的理论计算
护巷煤柱宽度的理论计算有按煤柱的允许应力，煤柱能承受的极限载荷，以及按煤柱应力分布等多种方法。各种方法的基本观点都认为：煤柱的宽度必须保证煤柱的极限载荷σ不超过它的极限强度R(七章一节)。煤柱的宽度B计算式：（二）煤柱的应力分布
1．一侧采空煤柱（体）的弹塑性变形区及垂直应力的分布2．两侧采空煤柱的弹塑性变形区及垂直应力的分布
两侧均已采空的煤柱，其应力分布状态主要取决于回采引起的支承压力影响距离L及煤柱宽度B，主要有三种类型：
B＞2L时（图8-4）
②2L＞B＞L时，见图8-5。
③B＜L时(图8-6）,受两侧采动影响时，K值可达到4～5以上.
图8-4煤柱宽度很大时弹塑
性变形区及垂直应力分布图8-6宽度较小时煤柱的塑性变形区及垂直应力分布图8-7煤柱的弹塑性变形区及应力分布(2)护巷煤柱保持稳定的基本条件
护巷煤柱一侧为回采空间，一侧为采准巷道。回采空间和采准巷道在护巷煤柱两侧形成各自的塑性变形区，塑性区的宽度分别为x0、x1（图8-7）。因此，护巷煤柱保持稳定的基本条件是：煤柱两侧产生塑性变形后，在煤柱中央存在一定宽度的弹性核，弹性核的宽度应不小于煤柱高度的2倍。二、老顶结构与沿空巷道围岩稳定的关系

在巷道整个服务时期，随着采面不断向前推进，通过巷道顶板对沿空巷道围岩稳定的影响方式和程度差异悬殊。
(2)沿空巷道顶板岩层处于采空区上覆岩层结构固支边与铰结边之间，其顶板岩层断裂成弧形三角板。
(3)沿空巷道跨度较小，工作面老顶岩层结构对巷道围岩稳定性影响最显著,老顶一般可视为亚关键层。图8-8采空区上覆岩层结构示意图图8-9回采工作面倾斜方向支承压力分布（二）巷道围岩变形与护巷煤柱宽度的关系（三）沿空掘巷的矿压显现

1．沿空掘巷的围岩应力和围岩变形图8-12窄煤柱护巷引起煤帮应力重新分布图8-13完全沿空掘巷四、沿空留巷的矿压显现
1．采动时期的受力状况
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它有效方法，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（图8-15）。
2．沿空留巷的顶板下沉规律
回采工作面推进引起的上覆岩层运动，其发展是自下而上的，上部具有明显的滞后现象，沿空留巷的顶板会在较长时间内受到老顶上覆岩层运动的影响。图8-15沿空留巷工作面巷道平面布置图五、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，与采区交界处架设的一些特殊类型的支架或人工构筑物。它的作用主要有：控制直接顶的离层和及时切断直接顶板，使垮落矸石在采空区内充填支撑老顶，减少上覆岩层的弯曲下沉。减少巷内支护所承受的载荷，保持巷道围岩稳定。同时为了生产安全，及时封闭采空区，防止漏风和煤炭自燃发火，避免采空区内有害气体逸出。2．巷旁支护的类型和适用条件
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。它们的主要缺点是，增阻速度慢、支承能力低、密封性能差、木材消耗多和机械化程度不高。

3．整体浇注巷旁充填技术
整体浇注巷旁充填技术具有增阻速度快、支承能力大、密封性能好和机械化程度高等优点，使发展沿空留巷技术的关键问题得到解决。
第二节巷道围岩卸压2、跨巷回采的应用及矿压显现规律图8-16区段煤柱对跨采上山围岩变形的影响图8-17切缝对圆形巷道周边应力分布的影响2．巷道围岩开槽（孔）卸压法的应用3．巷道围岩松动爆破卸压法的应用三、利用卸压巷硐进行巷道卸压

利用卸压巷硐卸压方法的实质是，在被保护的巷道附近（通常是在其上部、一侧或两侧），开掘专门用于卸压的巷道或硐室。转移附近煤层开采的采动影响，促使采动引起的应力分布再次重新分布，最终使被保护巷道处于开掘卸压巷硐而形成的应力降低区内。图8-21巷道一侧卸压巷硐的卸压原理图8-22胶带输送机硐室顶部卸压
1－输送机硐室；2—卸压巷道；3—松动爆破区图8-23本煤层沿顶板布置卸压巷道卸压图8-24宽巷（面）掘进卸压图8-25掘前预采巷道布置示意图第三节巷道金属支架

一、巷道支架支护原理2．“支架-围岩”相互作用的基本状态
当巷道顶板岩石与上覆岩层离层或脱落时，支架处于给定载荷状态。
②当巷道顶板岩石与上覆岩层没有离层或脱落时，支架处于给定变形状态。3．“支架-围岩”相互作用原理图8-27支架与围岩的相互作用关系4．“支架-围岩”相互作用原理的应用
依据“支架-围岩”相互作用原理，在巷道支护的工程实践中发展了以下实用支护技术：图8-28新U25型钢断面图(a)(b)(c)图8-30拱形可缩性金属支架基本结构类型
a—三节式；b—四节式；c—五节式；
d—曲腿式；e—非对称式；f—封闭图8-31拱形支架断面基本参数表8-4我国拱形支架断面基本参数推荐值图