巷道矿压显现规律.pptx

会计学第一节巷道围岩应力及变形规律

一、受采动影响巷道的围岩应力
（一）原岩体内掘进巷道引起的围岩应力图7-1圆形巷道围岩弹性变形应力分布如果围岩应力大于岩体强度，巷道围岩会产生塑性变形，从巷道周边向围岩深处扩展到一定范围，出现塑性变形区，成为弹塑性介质。图7-2圆形巷道围岩塑性变形区及应力分布（二）回采工作面周围支承压力分布
煤层开采过程破坏原岩应力场的平衡状态，引起应力重新分布。对于受到采动影响的巷道，它的维护状况除了受巷道所处位置的自然因素影响以外，主要取决于采动影响。煤层开采以后，采空区上部岩层重量将向采空区周围新的支承点转移，从而在采空区四周形成支承压力带（图7-3）。图7-3采空区应力重新分布概貌工作面超前支承压力影响范围为40～80m，支承压力峰值位置距煤壁一般为4～8m应力增高系数为2～4。工作面倾斜方向固定性支承压力影响范围一般为15～40m，支承压力峰值位置距煤壁一般为15～20m，应力增高系数为2～3。
相邻的采空区所形成的支承压力会在某些地点发生相互叠加，称为叠合支承压力。例如，在上下区段之间，上区段采空区形成的残余支承压力与下区段工作面超前支承压力叠加，在煤层向采空区凸出的拐角，形成很高的叠合支承压力，应力增高系数可达5～7，有时甚至更高(图7-4)。图7-4煤层凸出角处叠加支承压力（三）采动引起的底板岩层应力分布
煤层开采引起回采空间周围岩层应力重新分布，不仅在回采空间周围煤体（柱）上造成应力集中，还会在顶板与底板岩层内形成应力的重新分布。在底板岩层一定范围内应力的重新分布，成为影响底板巷道布置和维护的重要因素。
煤层顶底板中支承压力集中程度随距开采煤层距离的增加而降低。（a）一侧采空
图7-5三种典型的煤柱载荷作用下底板岩层的应力分布（b）两侧采空，煤柱宽B
图7-5三种典型的煤柱载荷作用下底板岩层的应力分布（c）两侧采空，煤柱宽2B
图7-5三种典型的煤柱载荷作用下底板岩层的应力分布图7-6上部煤层采动遗留保护煤柱引起
底板岩层内应力分布二、相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定在静水压应力场中，巷道的应力影响区域形状为半径等于6r的圆（r为巷道断面半径）。在非静水压应力场中，巷道的应力影响区域形状不再是圆形，一般为长轴不大于12r的椭圆。（二）巷间岩柱的稳定性
岩柱的稳定性主要取决于岩柱的载荷和岩柱强度。当岩柱所承受的载荷超过岩柱的承载能力时，岩柱是不稳定的。（三）相邻巷道间合理距离
我国煤矿目前采深条件下，大巷间的距离以20～40m为宜，围岩较稳定时取小值，不稳定时取大值；在浅部和坚硬围岩以及在急倾斜煤层条件下，大巷间距可减小至10m；在深部和松软围岩条件下，大巷间距可增大至50m。上下山及集中巷间距以15～30m为宜，围岩较稳定时取小值，不稳定时取大值；在浅部和坚硬围岩以及在急倾斜煤层条件下，上述距离可减小到10m，在深部和松软围岩以及厚煤层内，间距应扩大到40～50m。表7-2巷道相互影响系数三、构造应力对巷道稳定性的影响
（一）构造应力
构造应力的基本特点是以水平应力为主，具有明显的方向性和区域性。
(二）水平应力对巷道稳定性的影响
水平应力是影响巷道顶板冒落、底板臌起、两帮内挤的主要因素。顶板岩层在水平应力作用下可能出现两种破坏形式：一是薄层页岩类岩层沿层面滑移，二是厚层的砂岩类岩层以小角度或沿小断层产生剪切，顶板失稳冒落。（三）合理的巷道布置方向
巷道轴向与构造应力方向之间夹角不同，巷道围岩水平应力集中程度有很大差异。因此，在构造应力影响较强烈的区域，要重视巷道布置方向，依靠正确调整巷道方向与构造应力方向间的关系，削减构造应力对巷道围岩稳定性的影响。图7-7巷道轴向与构造应力成一定角度时
周边应围岩应力计算简图图7-8巷道轴向平行、垂直构造应力条件下，周边围岩应力分布
a—平行构造应力；b—垂直构造应力四、受采动影响巷道的围岩变形
（一）巷道围岩变形量的构成
巷道围岩变形量包括巷道顶板下沉量、底板臌起量、巷帮移近量、深部围岩移近量以及巷道剩余断面积等。
（二）巷道围岩变形规律
采准巷道从开掘到报废，经历采动造成的围岩应力重新分布过程，围岩变形会持续增长和变化。以受到相邻区段回采影响的工作面回风巷为例，围岩变形要经历五个阶段（图7-9）。图7-9区段平巷围岩变形表7-3采区平巷不同矿压显现带内顶底板移近规律第二节、受采动影响巷道矿压显现规律

一、巷道位置类型
根据巷道与回采空间相对位置及采掘时间关系的不同，巷道位置可以分为以下几类：
（1）与回采空间在同一层面的巷道称为本煤层巷道，分析本煤层巷道位置时，仅考虑回采空间周围煤体上支承压力的分布规律，可作为平面问题处理。（2）与回采空间不在同一层面，其下方的巷道称为底板巷道，分析底板巷道位置时，应该考虑回采空间周围底板岩层中应力分布规律，