【正文】 ? ?????????????????????? ????? ????? ? ? ? ? ????????????? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?2 s in ( )1 s in ( )( 1 )( ) c ot ( )* ( ) c ot ( )mpCRCR?????????????? ? ?????? ? ? ???????*( )C ? — 巖體殘余強(qiáng)度階段的長(zhǎng)期強(qiáng)度粘結(jié)力； 二次支護(hù)原則及計(jì)算 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 ?二次支護(hù)提供的徑向平衡應(yīng)力 二次支護(hù)后其應(yīng)力也由靜力平衡方程和摩爾－庫(kù)侖準(zhǔn)則求得 ， 當(dāng) r＝ Rm在錨固區(qū)外邊界位置處 ， 巖體處于流變停止 、 穩(wěn)定狀態(tài)時(shí) ， 促進(jìn)深部圍巖體穩(wěn)定的徑向應(yīng)力為： 222 sin ( )1 sin ( )2 2 2 20( ) c ot ( ) ( ) c ot ( )mrRCCR??? ? ??????? ? ? ???? ? ? ? ? ?????2 ()C? ?—— 二次支護(hù)后錨固區(qū)圍巖體長(zhǎng)期穩(wěn)定時(shí)的粘結(jié)力 ； 2()?? ?—— 二次支護(hù)后錨固區(qū)圍巖體長(zhǎng)期穩(wěn)定時(shí)的內(nèi)摩擦角。 二次支護(hù)原則及計(jì)算 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 ?巷道穩(wěn)定條件 二次支護(hù)在錨固區(qū)外邊界位置 r＝ Rm處提供的徑向穩(wěn)定應(yīng)力 大于或等于非錨固區(qū)內(nèi)在 r＝ Rm處所需的徑向應(yīng)力 值時(shí) ， 巷道可處于長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)即： 二次支護(hù)原則及計(jì)算 ? ?222 sin ( )1 sin ( )2 2 2 2012 sin ( )01 sin ( )00( ) c ot ( ) ( ) c ot ( )4 ( ) c os ( )1 1 si n ( ) ( 1 )()( ) * ( ) c ot ( ) 2 c ot ( )12mpcmttcRCCRRMBRRRMBCCpG????????? ? ? ?????????? ? ? ???????? ? ? ? ? ?????????? ?????????? ? ? ? ? ??? ????????? ? ? ? ? ? ? ??? ??????? ?002 sin ( )1 sin ( )2 ( ) c os ( ) c ot ( )1( si n c os )1 si n ( ) ( 1 )( ) c ot ( )* ( ) c ot ( )cmpMBpCECRCR???????? ? ????????? ? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ?????? ? ? ??????? 應(yīng)用實(shí)例 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 地質(zhì)條件： 某礦 1 850m二采軌道下山位于砂質(zhì)頁(yè)巖和中砂巖互層中 。 砂質(zhì)頁(yè)巖灰色 、 性脆 、 具貝殼狀斷口；中砂巖灰白色 ， 鈣質(zhì)膠結(jié) ， 成分以石英長(zhǎng)石為主 ， 含較多暗色礦物 ， 圍巖抗壓強(qiáng)度小 。 埋深 998～ 1065m，為深部巷道；現(xiàn)場(chǎng)巷道變形特征也表明二采軌道下山長(zhǎng)期流變 、 大變形 、 維護(hù)困難 ， 顯現(xiàn)出深井 、 軟巖巖巷圍巖的變形破碎特征 。 為了保持巷道圍巖的穩(wěn)定 ，實(shí)踐證明二次支護(hù)是行之有效的方法 。 應(yīng)用實(shí)例：某礦 1 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 一次支護(hù)錨桿間排距為 800 800mm， 錨桿為直徑 22mm、 長(zhǎng)度 。 一次支護(hù) 有限讓壓控制圍巖 二次支護(hù) 使圍巖停止蠕變轉(zhuǎn) 化到穩(wěn)定狀態(tài) 二次支護(hù)采用錨桿支護(hù)與注漿加固 ， 二次支護(hù)錨桿布置與一次錨桿布置呈五花型 ， 間排距為 800 800mm， 錨桿為直徑22mm、 長(zhǎng)度 。 注漿材料采用 ZKD高水速凝材料 ， 注漿孔深 。 支護(hù)原則： 應(yīng)用實(shí)例：某礦 1 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 二次支護(hù)后巷道圍巖體穩(wěn)定時(shí) ， 錨固區(qū)邊界 r＝ Rm處巖體的徑向應(yīng)力參照 ： 4 .8 7 M P ar? ? 二次錨桿 、 注漿加固后 ， 錨桿及注漿加固區(qū)處于長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)錨固區(qū)邊界 r＝ Rm處 ， 提供的徑向平衡應(yīng)力由 ： 2 si n 32 .81 si n 32 .84. 20. 84 c ot 32 .8 12. 15. 37 ( M P a )r????????????????? 加固區(qū)在長(zhǎng)期穩(wěn)定時(shí)提供的徑向平衡應(yīng)力可達(dá)到 ，大于深部圍巖體穩(wěn)定時(shí)所需的徑向應(yīng)力值 ，保證巷道處于長(zhǎng)期的穩(wěn)定狀態(tài)。 應(yīng)用實(shí)例：某礦 1 ?二次支護(hù)理論計(jì)算分析 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 地質(zhì)條件： ?某礦 2 西大巷埋深 545m， 位于泥巖和砂質(zhì)泥巖互層中 ， 構(gòu)造復(fù)雜 。 水平應(yīng)力 ， 是垂直應(yīng)力的 倍左右 。 水平應(yīng)力與泥巖抗壓強(qiáng)度之比為 ， 水平應(yīng)力與砂質(zhì)泥巖抗壓強(qiáng)度之比為 。 ?泥巖中粘土礦物含量為 75～ 89％ ， 其中伊蒙層含量為25～ 33％ ， 伊利石含量為 2～ 4％ ， 高嶺土含量為 14～ 33％ ， 綠泥石含量 25～ 32％ ， 強(qiáng)吸水 、 遇水急劇膨脹泥化 ，風(fēng)化；層理破碎 ， 層理節(jié)理裂隙十分發(fā)育 。 節(jié)理組 ≥3，節(jié)理數(shù)平均為 12～ 32條 /m3， 平均間距 ≤。 西大巷為典型的深井 、 軟巖巖巷 。 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 錨網(wǎng)噴＋網(wǎng)殼 錨網(wǎng)噴＋注漿＋錨索 錨繩噴＋錨注 錨網(wǎng)噴＋拱形鋼棚＋注漿 原采用的具有代表性的支護(hù)方式 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 目前的支護(hù)方式：如錨桿支護(hù)、錨噴支護(hù)、錨桿＋網(wǎng)殼支護(hù)、錨桿＋鋼絲繩支護(hù)、工字鋼拱形支護(hù)等不能適應(yīng)高應(yīng)力軟巖巷道劇烈變形，需要研究開(kāi)發(fā)新型支護(hù)技術(shù)，控制該類(lèi)巷道圍巖變形 。 巷道掘進(jìn)后 ， 4～ 6個(gè)月巷道變形量就達(dá)到1000～ 2022mm， 巷道變形表現(xiàn)為整體收斂變形的特點(diǎn) 。 初 期 變 形 速 度 在10mm/d以上 ， 半年以后 ， 變形速度仍然保持在 3～ 8mm/d。 變形量大 原支護(hù)方式下圍巖變形有如下特點(diǎn)： 目前支護(hù)方式不能適應(yīng)巷道劇烈變形 變形速度快 變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 從已經(jīng)施工的巷道維護(hù)狀況來(lái)看 ， 雖然巷道已經(jīng)掘出多年 ， 但巷道并沒(méi)有穩(wěn)定 ， 每隔半年左右需要維修 1次 。 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 支護(hù)遵循原則應(yīng)為： 采用 “ 先讓后抗、先柔后剛 ” 的原則，即圍巖卸壓與加固相結(jié)合的原則。 應(yīng)力轉(zhuǎn)移，降低淺部圍巖應(yīng)力 采用二次支護(hù)，合理確定二次支護(hù)時(shí)機(jī)和支護(hù)強(qiáng)度。 提出： 一次支護(hù)采用有控主動(dòng)卸壓技術(shù)（錨桿＋封閉式金屬支架，有控主動(dòng)破碎一定厚度的圍巖）。 二次支護(hù)采用錨桿＋注漿加固技術(shù)。 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 有控卸壓合理參數(shù) 卸壓次數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 塑性區(qū)半徑增加量 /m 0 塑性區(qū)半徑 /m 塑性變形壓力 /MPa 某礦 2西大巷的臨界塑性區(qū)半徑為 ，此時(shí)變形壓力最小 ， 合理的卸壓次數(shù)應(yīng)為 3～ 4次（ 每次主動(dòng)破碎 150mm厚度的圍巖 ） 。 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 二次支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)： 采用 FLAC數(shù)值軟件中的指數(shù)蠕變模型 錨桿間排距 （ mm） 注漿范圍 （ m） 800 1000 1200 2 方案 1 方案 2 方案 3 3 方案 4 方案 5 方案 6 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 二次支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)： 0123方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 方案6支護(hù)強(qiáng)度不同的方案流變速度/mm/d巷幫移近速度頂板下沉速度二次支護(hù)強(qiáng)度對(duì)圍巖最終流變速度的影響 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 1 完成一次支護(hù)后 ， 當(dāng)圍巖變形過(guò)大擠壓支架 、 擠壓力達(dá)到 1MPa時(shí) ， 主動(dòng)破碎150mm厚度的圍巖 ， 卸壓次數(shù) 3～ 4次后停止； 2 3 緊跟迎頭安設(shè)封閉式工字鋼圓形支架，按照一次支護(hù)的錨桿間排距安裝錨桿； 至圍巖變形速度穩(wěn)定后進(jìn)行二次加強(qiáng)支護(hù)，安裝錨桿并噴漿封閉圍巖，用高水速凝材料進(jìn)行注漿加固。 施工步驟 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 0204060801001200 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 36 38 40 42 44 46觀測(cè)時(shí)間/ d變形速度/mm/d兩幫移近速度頂?shù)装逡平俣? 一次有控卸壓后巷道圍巖變形速度與時(shí)間的關(guān)系 由圖可知 ， 一次有控卸壓后變形速度穩(wěn)定時(shí)間大約在 38天左右 ， 因此西大巷 二次支護(hù)時(shí)間為變形速度趨于平緩的時(shí)間即 38天左右 。 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 0204060801001200 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200時(shí)間( d )變形量(mm) 頂?shù)装逑鄬?duì)移近量?jī)蓭拖鄬?duì)移近量二次支護(hù)后巷道圍巖變形量與時(shí)間的關(guān)系 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 一次有控卸壓后巷道維護(hù)情況 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 二次支護(hù)后巷道維護(hù)情況 應(yīng)用實(shí)例： 某礦 2 9. 控制技術(shù)匯總 深 井 巷 道 圍 巖 控 制培訓(xùn)課件 圍巖控制的基本途徑：提高圍巖強(qiáng)度 、 減少巖體應(yīng)力 、 合理有效的巷道支護(hù) （ 1） 錨桿 、 錨索綜合支護(hù)體系 。 足夠的錨桿支護(hù)強(qiáng)度和初錨力 ， 適當(dāng)加長(zhǎng)錨桿長(zhǎng)度 ， 及時(shí)錨固 。 （ 2） （ 1） 與圍巖注漿加固聯(lián)合 。 （ 3） （ 1） 與圍巖卸壓聯(lián)合 （ 4） （ 1） 與圍巖注漿加固 、 圍巖卸壓聯(lián)合 9. 控制技術(shù)匯總