【正文】 2022/1/4 礦山壓力與巖層控制 作 者：王 超 單 位：礦業(yè)學(xué)院 日 期： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第八章 巷道維護(hù)原理和支護(hù)技術(shù) 主 要 內(nèi) 容 ? 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 ? 第二節(jié) 巷道圍巖卸壓 ? 第三節(jié) 巷道金屬支架 ? 第四節(jié) 巷道錨桿支架 ? 第五節(jié) 軟巖巷道圍巖變形規(guī)律及其支護(hù)技術(shù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 一、護(hù)巷煤柱的穩(wěn)定性 ? 傳統(tǒng)護(hù)巷方法：區(qū)段間留煤柱。 ? 優(yōu)點(diǎn)：區(qū)段雙巷掘進(jìn)和使用，技術(shù)管理簡單，有利通風(fēng)、運(yùn)輸、排水、安全。 ? 缺點(diǎn)：煤柱損失大，回風(fēng)巷受二次采動(dòng)影響，巷道維護(hù)困難，支護(hù)費(fèi)用高。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 （ 1）煤柱載荷的估算 ? 護(hù)巷煤柱上的載荷是由煤柱 上覆巖層重量及煤柱一側(cè)或兩 側(cè)采空區(qū)懸露巖層轉(zhuǎn)移到煤柱 上的部分重量所引起。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 （ 2）煤柱寬度的理論計(jì)算 ? 計(jì)算依據(jù)：煤柱的寬度必須保證煤柱的極限載荷不超過它的極限強(qiáng)度。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 （ 1）一側(cè)采空煤柱的彈塑性變形區(qū)及鉛直應(yīng)力的分布 破裂區(qū)、塑性區(qū)、彈性區(qū)、原巖應(yīng)力區(qū)。 運(yùn)用極限平衡理論計(jì)算塑 性區(qū)寬度 X0變化范圍為 320m，一般為 512m， 應(yīng)力降低區(qū)寬度為 27m，一般為 35m。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 （ 2）兩側(cè)采空煤柱的彈塑性變形區(qū)及鉛直應(yīng)力的分布 B2L 煤柱中央的載荷均勻分布且為 γH 2LBL 煤柱中央支承壓力疊加且大于 γH 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 BL 兩側(cè)邊緣支承壓力峰值重疊 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 （ 1）護(hù)巷煤柱的寬度 ? 煤柱的邊界條件、力學(xué)性質(zhì)、幾何尺寸和形狀。 （ 2）護(hù)巷煤柱保持穩(wěn)定的基本條件 ? 護(hù)巷煤柱一側(cè)為回采空間，一側(cè)為采準(zhǔn)巷道?；夭煽臻g和采準(zhǔn)巷道在護(hù)巷煤柱兩側(cè)形成各自的塑性變形區(qū) x0、 x1。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 二、老頂結(jié)構(gòu)與沿空巷道圍巖穩(wěn)定的關(guān)系 ? 關(guān)鍵巖層：一些較堅(jiān)硬并具有一定厚度的巖層破斷后形成的結(jié)構(gòu)直接影響著采場及周圍巷硐的礦壓顯現(xiàn)和巖層活動(dòng)，這些對巖體活動(dòng)全部或局部起控制作用的巖層稱為 關(guān)鍵層 。 ? 關(guān)鍵層判別的依據(jù)：變形和破壞特征； ? 主關(guān)鍵層：關(guān)鍵層破斷時(shí)，其上覆全部巖層的下沉變形是相互協(xié)調(diào)一致的，稱為巖層活動(dòng)的主關(guān)鍵層。 ? 亞關(guān)鍵層：關(guān)鍵層破斷時(shí)，其上覆局部巖層的下沉變形是相互協(xié)調(diào)一致的，稱為巖層活動(dòng)的亞關(guān)鍵層。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 ? 老頂周期性破斷，沿 工作面走向形成砌體梁 結(jié)構(gòu)，在工作面端頭破 斷形成弧形三角塊。 ? 沿工作面傾斜方向， 巖塊 A、 B、 C組成鉸接 結(jié)構(gòu)。 ? 老頂三角塊結(jié)構(gòu)影響 巷道穩(wěn)定性。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 ?煤體內(nèi)的破裂區(qū)和塑性區(qū)，支護(hù)載荷相對較小。 ?計(jì)算老頂在煤壁內(nèi)的斷裂位置。 ?確定沿空巷道的位置。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 三、沿空巷道的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 ? 隨著遠(yuǎn)離采面和時(shí)間的延續(xù)，會(huì)逐漸趨向緩和與均化，最終成為穩(wěn)定的殘余支承應(yīng)力。 ? 煤體和圍巖的強(qiáng)度對支承壓力分布曲線有很大影響。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 －煤柱（采動(dòng)穩(wěn)定）巷道圍巖變形與護(hù)巷煤柱寬度的關(guān)系 ? 不同圍巖性質(zhì)和開采深度條件下，護(hù)巷煤柱寬度見表 81. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 ?巷道頂?shù)装逡平?μ與護(hù)巷煤柱 x關(guān)系曲線見圖 810. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 （ 1）沿空掘巷的圍巖應(yīng)力和圍巖變形 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 （ 2）窄煤柱巷道的圍巖應(yīng)力和圍巖變形 ? 窄煤柱巷道是指巷道與采空區(qū)之間保留 5－ 8m寬的煤柱。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 （ 3）沿空掘巷的三種方式 ? 完全沿空掘巷：就是上區(qū)段采動(dòng)影響穩(wěn)定后，緊貼上區(qū)段廢棄的巷道，在煤層邊緣的煤體內(nèi)重新掘進(jìn)一條巷道，如圖 813. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 ? 留小煤墻沿空掘巷：在上區(qū)段采動(dòng)影響穩(wěn)定后，巷道不緊貼上區(qū)段采空區(qū)邊緣掘進(jìn)，而是在巷道與采空區(qū)之間留設(shè) 13m的隔離小煤墻，如圖 814. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 ?保留老巷部分?jǐn)嗝娴难乜站蛳铮毫粢粭l巷掘一條巷。實(shí)際上可用大斷面的沿空掘巷或留巷取代。 ?我國常用的是留小煤墻的沿空掘巷方式，小煤墻寬度不超過 13m。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 四、沿空留巷的礦壓顯現(xiàn) ? 沿空留巷是在上區(qū)段工作面采過后，通過加強(qiáng)支護(hù)或采用其他有效方法，將上區(qū)段工作面運(yùn)輸平巷保留下來，供下區(qū)段工作面回采時(shí)作為回風(fēng)平巷。 規(guī)則移動(dòng)帶巖層結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和不穩(wěn)定狀態(tài)引起圍巖應(yīng)力再次重新分布和集中，造成圍巖變形強(qiáng)烈。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷 ? 回采工作面推進(jìn)引起的上覆巖層運(yùn)動(dòng)，其發(fā)展是自下而上的，上部具有明顯的滯后現(xiàn)象，沿空留巷的頂板會(huì)在較長時(shí)間內(nèi)受到老頂上覆巖層運(yùn)動(dòng)的影響。 ? （ 1）巖層起始沉降期：