<27
<0.2
抗剪断峰值强度（结构面）
内摩擦角φ 粘聚力C
（°）
（Mpa）
>37
>0.22
37～29 0.22～0.12
29～19 0.12～0.08
19～13 0.08～0.05
<13
<0.05
一、巷道围岩应力及变形规律
2）巷间岩柱的稳定性
经验公式Obert-Dwvall/Wang （1967）
矿井围岩控制16
一、巷道围岩应力及变形规律
1、受采动影响巷道的围岩应力 1）原岩体内掘进巷道引起的围岩应力
圆形巷道围岩弹性变形应力分布
圆形巷道围岩塑性变形区及应力分布
p-原始应力；σt-切向应力；σr-径向应力； pi-支护阻力；a-巷道半径R-塑性区半径； A-破裂区；B-塑性区；C-弹性区；D-原岩应力区
二、受采动影响巷道矿压显现规律
1、巷道位置类型
（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撑压力的分布规律，可作为 平面问题处理。
一、巷道围岩应力及变形规律
4、受采动影响巷道的围岩变形
（1）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、底板鼓起量、巷帮移近量、深 部围岩移近量等。巷道底板移近量是指巷道中心线高度减少值，两帮 移近量是指巷道沿腰线水平的减少值。巷道围岩变形量主要由掘进引 起的变形，回采引起的变形以及采掘影响趋向稳定后的围岩流变组成。 由于开采深度、围岩力学性质和结构以及支护等巷道边界条件不同， 巷道围岩变形量和变形速度有很大差异。
实测资料表明：原岩应力场内铅直应力基本上等于上覆岩层重量， 而由于构造应力的存在，水平应力普遍超过金尼克假设的数值，水 平构造应力一般为铅直应力的0.5～5.5倍，在地质条件复杂地区甚 至更高。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。
一、巷道围岩应力及变形规律
2）水平应力对巷道稳定性的影响
一、巷道围岩应力及变形规律
1、受采动影响巷道的围岩应力
1）巷道围岩应力影响带
巷道开掘以后，巷道周围岩体内的应力重新分布。巷道围岩应力受扰 动的区域称为影响带，一般以超过原岩应力的5%作为影响带的边界。
断面相同的两圆形巷道的间距D为：
6rD1r2
半径不同的两圆形巷道的间距D为： 6 R D 6 rR
Ⅱ
>26.5
33～20 0.2～0.25
Ⅲ 26.5～24.5 20～6 0.25～0.3
Ⅳ 24.5～22.5 6～1.3 0.3～0.35
Ⅴ
<22.5
<1.3
>0.35
抗剪断峰值强度
内摩擦角φ 粘聚力C
（°）
（Mpa）
>60
>2.1
60～50
2.1～1.5
50～39
1.5～0.7
39～27
0.7～0.2
沿走向巷道围岩强度（Mpa）
沿倾向巷道围岩强度（Mpa）
30
60
90 >120 30
60
90 >120
3.5～2 2～1.6 1.5～1.3 1.2～1 1.8
1.5
1.2
1
4～2.5 2～1.8 1.7～1.5 1.4～1.2 2.2
1.8
1.5
1.2
4.5～3 2.5～2 2～1.7 1.6～1.4 2.6
水平应力是影响巷道顶板冒落、底板鼓起、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。在软岩和厚煤层中，底板岩层在水平应力 作用下，与形成褶曲构造相类似，向巷道空间鼓起。如果底板岩层 呈粘-塑性变形，底板岩层进入蠕变状态。因此，高水平应力是造成 底板岩层破坏和强烈底鼓的主要原因。水平应力在巷道两帮引起较 大的拉应力，造成两帮破裂、鼓出和塌落，破坏深度较大。
2.1
1.7
1.4
5～3.5 3.5～3 2.5～2 1.8～1.6 3
2.5
2
1.5
5.5～4 4～3.5 3～2.3 2～1.8 3.4
2.9
2.4
1.7
一、巷道围岩应力及变形规律
3、构造应力对巷道为稳定性的影响
1）构造应力
构造应力是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。构造应力包括 地质构造发生过程中，在地下岩体内所产生的应力，以及已结束的 地质构造运动残留于岩体内部的应力。从工程角度看，古构造应力、 新构造应力和在岩石生成过程中形成的结构内应力都属于构造应力。
巷道的合理间距D由巷道宽度、巷道埋深、围岩强度、岩层倾角、巷
道与岩层走向的夹角五个因素决定，并按下式计算：
D(a1a2)K1 式中，a1+a2-相互影响的巷道总宽度，m； K1-巷道相互影响系数，由表确定。
巷道距离地 表深度（m）
<300 300～600 600～900 900～1200
>1200
平行巷道相互影响系数K1
RRc0.7780.22B h2
式中，R-岩柱强度，Mpa； Rc-岩柱原位临界立方体单轴抗压强度，Mpa； B-岩柱宽度，m； h-岩柱高度，m。
Bieniawski（1968）公式：
RRc10.640.36B h
式中，Rc1-临界尺寸岩柱的强度，
Mpa。
一、巷道围岩应力及变形规律
3）相邻巷道间合理距离
式中，R-大圆形巷道半径； r-小圆形巷道半径。
一、巷道围岩应力及变形规律
对于非圆形巷道的弹塑性围岩体，其应力分布和塑性区半径可采用数 值计算方法，根据岩体基本质量级别按下表选用岩体物理力学参数。
岩体物理力学参数表
岩体基本 容重γ 变形模量E 质量级别 （kN/m3） （Gpa）
泊松比μ
Ⅰ
>33
<0.2
一、巷道围岩应力及变形规律
3）巷道布置的合理方向
原岩应力场一定时，通过计算不同巷道方向条件下巷道围岩应力的变 化，分析巷道与构造应力之间方向夹角对巷道稳定性的影响关系，确 定合理的巷道方向。
巷道轴向与构造应力成一定角度时，
巷道轴向平行、垂直构造应力条件下，
周边围岩应力计算简图
周边围岩应力分布（a）平行构造应力；（b）垂直构造应力
一、巷道围岩应力及变形规律
（2）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：
区段平巷围岩变形 Ⅰ-掘巷影响区；Ⅱ-掘巷影响稳定区；Ⅲ-回采影响区；
Ⅳ-回采影响稳定区；Ⅴ-下区段回采影响区（二次）