巷道矿压控制原理
(6)联合支护和单一支护 • 联合支护指采用多种不同性能的单一支护的组合结构,即在联合支护
中各自充分发挥其固有的性能,扬长避短,共同作用,以适应围岩变 形的要求,最终达到围岩和巷道稳定的目的。 • 联合支护要与混合支架概念相区分,即两种不同材质组成的单一支护 体。
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• 联合支护也要与复合衬砌和复合材料的概念相区分,在碹体 支护中两碹体间充以沥青或塑料板等进行复合衬砌,借以满 足工艺要求,不能称为联合支护。又如在同一喷层内,外层 、内层采用不同弹模的纤维,只能称作复合材料而不能称为 联合支护。
(4)巷道两帮存在松软的岩层或薄层煤,可采用掘巷时挖掉软岩,然后 进行充填的措施。
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(三)巷道支护与围岩加固
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1)支护方式分类
(1)表面支护和内部支护
表面支护是木支架、金属支架、装配式混凝土支架、砌碹、喷层等直 接作用于巷道围岩表面的支护。其作用就是提供表面约束支护力。 内部支护是锚杆、锚索、注浆等深入围岩内部的支护。其作用主要是 加固围岩,锚杆(索)同时对围岩表面提供约束支护力。
正常的使用。 • 巷道维护 —对已经支护过的巷道,为了改善其恶化的维护状况和改善其稳定性而
采取的措施,如补棚、补柱、扩帮、起底等。
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(一)巷道布置
巷道布置要求:
• (1)在时空上,避开采掘活动的影响,最好将巷道布置在煤层开采 形成的应力降低区内。
• (2)如不能避免采动支承压力影响,则应尽量避免支承压力叠加的 强烈作用,或者尽量缩短支承压力影响时间。
– 在浅部和坚硬围岩以及在急倾斜煤层条件下,巷道间距可减小 至10 m左右;
– 在深部和松软围岩条件下,巷道间距可增大至50 m以上; – 上、下山及集中巷的间距以15~30 m为宜,围岩稳定时取小值,
围岩不稳定时取大值。
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(二)巷道保护
护巷要求:
(1)区段间尽量采用无煤柱护巷; (2)沿空掘巷应在采空区上覆岩层稳定之后再掘进。 (3)沿空留巷,在厚煤层开采中需要巷旁充填。 (4)煤柱宽度要合适。对于上山、大巷、石门等,煤柱宽度以它们不受
学出版社,1994。
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煤矿巷道矿压理论与支ห้องสมุดไป่ตู้技术体系
应力场 煤岩强度 煤岩结构
围岩稳定性 围岩变形 围岩破坏
巷道布置 巷道支护 围岩加固
地质条件、采掘技术 巷道矿压显现 巷道矿压控制
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概述
• 巷道围岩控制概念 • 巷道围岩控制的主要任务 • 巷道围岩控制的方法和途径
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巷道围岩控制 1)概念
(2)主动支护与被动支护
注浆、有预紧力的锚杆(索)、有初撑力的表面支护属主动支护。无预 紧力的锚杆(索)、无初撑力的表面支护,属被动支护。
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(3)刚性支护与可缩性支护 尽管各种支护均有一定的可缩性,但相差较大。一般而言,壁后充填 的可缩性金属支架、可拉伸锚杆、柔性喷层等支护可缩性较大,而其 他支护的可缩性均较小。这里的可缩性,必须是指产生缩量后巷道及 支架仍能正常工作,支架结构未遭到破坏的情况。因支架钻底破顶或 支架产生结构性破坏的“缩量”,是不允许的,因此不属于设计可缩 性能的范畴。
• (3)在采矿系统允许的距离范围内,选择稳定的岩层或煤层布置巷 道,尽量避免与水或松软膨胀岩层接触。
• (4)巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行,过构造地质带尽 量垂直过。
• (5)相邻巷道或硐室间选择合适的岩柱宽度。
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• 相邻巷道的岩柱宽度
– 在我国煤矿目前的采深条件下,相邻巷道间的距离以20~40 m为 宜,围岩稳定时取小值,不稳定时取大值;
——控制巷道围岩的矿山压力和周边位移措施的总和,其目的是保证巷 道的正常使用,为矿井安全生产创造必要的条件。
2)主要任务
(1)保证巷道使用期间所需的巷道形状和断面大小; (2)为保证人员和机械设备的安全和正常工作创造条件; (3)选择技术经济最为合理的确保巷道围岩稳定性的维护措施和方法。
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3)巷道矿压控制途径与手段
(4)临时支护与永久支护 巷道临时支护指为保证安全全临时支设的,需要撤除并反复使用的支 架,如采煤工作曲附近巷道的超前支护或加强支护、掘进工作面的临 时支护等;永久支护是指为维护巷道长期使用所采用的支护。
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(5)一次支护与二次支护 不撤除的超前支护应属于一次支护,它同样要在整个巷道服务期内发 挥作用。 滞后一次支护一定时间及距离的支护,为二次支护。
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(3)四种控制手段:
• 巷道布置 ——巷道的位置、掘进顺序,尤其是巷道与回采工作面的时空关系。 • 巷道保护 —为使围岩应力和围岩强度相适应,以便预防巷道失稳或有效减轻矿压
危害而采取的各种技术措施。如留设护巷煤岩柱,卸压等。 • 巷道支护 —借助于安设支架去预防围岩产生过度变形和防止巷道失稳,保证巷道
(1)控制原理:围岩压力和强度协调
– “抗”,抵抗矿山压力; – “让”,释放高压; – “躲”,躲开高应力区; – “移”,移走高压。
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3)巷道矿压控制途径与手段
(2)三种途径
– 降低巷道围岩应力; – 提高巷道围岩强度;巷道稳定性“三大要素” – 合理选择支护方式。
(3)四种手段
– 巷道布置; – 巷道保护; – 巷道支护; – 巷道维护。
下篇:巷道支护设 计
第七章 巷道围岩控制原理 第八章 巷道矿压控制设计 第九章 锚杆支护设计
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教材和参考书
教材: (1)姜福兴 等 编著.《矿压控制设计》中国矿业大学出版社 1996; (2)侯朝炯主编.《煤巷锚杆支护》,中国矿业大学出版社,1999。 参考书: (1)姜福兴 主编.《矿山压力与岩层控制》,煤炭工业出版社,2004 (2)钱鸣高 主编.《矿山压力及其控制》,煤炭工业出版社,1991 (3)陈炎光,陆士良 主编,《中国煤矿巷道围岩控制》,中国矿业大
或少受采动支承压力为准,或者采用跨采方式。
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巷道卸压的要求:
(1)位于松软岩层内邻近回采工作面的重要硐室,若须避免回采引起的 支承压力作用,可采用在巷道顶部的岩层或薄煤层内开挖卸压槽的措 施。
(2)在强烈底鼓的松软岩层内,可采用先使底板松动爆破卸压,然后灌 浆加固的措施。
(3)在底板松软的薄煤层内布置巷道,采用宽面掘巷,可减少巷道的强 烈底鼓。