东旭矿压采区巷道矿压显现及其控制.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,采区巷道矿压显现及其控制（东旭矿压观测,028-86924778,）,第一节 采区巷道矿压显现规律,一、受采动影响巷道的围岩应力：,1,、巷道围岩应力：,弹性变形应力分布,塑性变形应力分布,2,、回采工作面周围支承压力分布：,工作面超前支承压力,峰值一般在煤壁前,48,米，,影响范围为,4050,米。少,数可达,6080,米。应力集,中系数为,2.53,。,工作面倾斜方向固定支承压力范围一般为,1530,米。,少数可达,3540,米，峰值一般距煤壁,1520,米，应力集中,系数为,23,。,在拐角区要形成应力叠加，应力集中系数可达,57,。,3,、采动引起的底板应力分布：,一侧采空,两侧采空,影响深度为,1.52B,影响深度为,3,4B,压力传递影响角一般为,3040,度,4,、构造应力对巷道稳定性的影响：,1,）构造应力特点：,以水平应力为主，具有明显的方向性、区域性。,2,）水平应力对巷道的影响：,影响,巷道顶板,巷道底板,软岩（煤层）底臌、蠕变,巷道两帮,引起拉应力，破裂、鼓出、塌落,薄层页岩岩层面滑移,厚层砂岩剪切、失稳冒落,3,）合理巷道方向：,巷道轴向与最大主应力夹角小于,2530,度,5,、相邻巷道合理距离：,一般间距：,大巷,2040,米,（围岩稳定取小值，不稳定取大值）；,上下山,1530,米；,集中巷,1530,米。,二、走向平巷矿压显现规律：,1,、巷道围岩变形量：,顶底板移近量,巷道中心线高度减少值；,两帮移近量,巷道腰线平距减少值。,总变形量：,：巷道掘进段,弹塑性、量小、趋于稳定、时间短；,：无采掘影响段,主要为流变，受岩性影响较大；,：采动影响段,前,30,50m,，,后,40,60m,（,峰值,5,20m,），,量大；,：采动影响稳定段,位移、变形均较小，工作面后方,100,米以远；,：二次采动影响段,影响剧烈程度及影响范围均较第一次为大。,2,、走向平巷矿压显现特点：,三、倾斜巷道矿压显现规律,、原始压力带,显现轻微，一般不受破坏。,、支承压力影响带,工作面距巷道,40,50m,开始,变形、破坏严重，移近速度,达,10mm,30mm/d,。,峰值区严重。,、煤体边缘卸载带,煤体破坏，应力降低，向平衡过度，移近量仍较大。,卸载带；,支承压力带；,原岩应力带,第二节 采区巷道矿压控制原理,一、“支架,围岩”相互作用原理,支架,围岩构成统一的力学体系，二者之间有相互作用，而二者合之又共同承载。,1,、支架,围岩相互作用的基本状态：,给定载荷状态,支架仅承受其自重作用，与母体岩层的移动变形无关。,给定变形状态,支架阻力与围岩移动性质、支架特性有关。,2,、“支架,围岩”相互作用原理：,由曲线有：,支撑力,位移量,支撑力,位移量,支撑力不可能完全限制围岩的位移；,支撑力小到一定程度，围岩变形急剧增大，甚至破坏；,合理支撑力应在曲线拐点附近。,3,、“支架,围岩”相互作用原理的应用：,1,）二次支护,2,）柔性支护,允许产生一定变形。,3,）主动支护,加大围压，提高围岩强度。,第三节 巷道保护基本措施,一、基本原则：,允许围岩变形、提高围岩强度、降低围岩应力。,二、基本方法和途径：,1,、控制方法：,巷道保护,使围岩应力与岩体强度相适应,（采用适当断面，预留断面，煤柱护巷，巷道在减压区）,巷道支护,架设支架防止围岩过度变形与移动,巷道维修,改换已恶化的支撑系统，恢复围岩移动稳定性。,2,、控制原理,抗压 让压 躲压 移压,三、基本措施：,将巷道布置在岩性好的岩层内,将巷道布置在应力降低区,对巷道进行卸压保护,常用方法为：,卸压,无煤柱护巷,1,、巷道卸压保护：,卸压原理,采用人为方法，改变周边围岩应力分布，使,峰值应力内移，巷道处于应力降低区。,1,）巷道跨采卸压：,跨采类型,纵跨,采面推进方向与巷道轴向平行；,横跨,采面推进方向与巷道轴向垂直。,矿压特点,纵跨,巷道逐段受采动影响（岩石集中巷）；,横跨,巷道全长同时受采动影响（上山石门）,跨采期间围岩移近量大，过后稳定。,2,）开槽（松动）卸压：,卸压措施,巷道周边开槽（孔）卸压,巷道围岩松动爆破卸压,开槽后可改变周边应力分布状态，使应力内移。,无切缝 两帮切缝 顶底切缝 两帮顶底切缝,3,）卸压巷硐卸压：,卸压巷硐位置,巷道一侧,被保护巷变形减少,7090%,；,巷顶,被护巷移近量为原来,1/71/12,；,宽面掘巷,矸石带填充，隔离，效果好。,一侧卸压 顶板卸压 宽巷卸压,4,）掘前预采：,在岩巷尚未掘进时，先将其上部煤层采掉，然后在采,空区下掘进岩石巷道，使之在应力降低区。,为效果最理想的方法。,巷道围岩变形量减小,4/55/6,。,要求岩巷距煤层较近，,距开采区域平距足够。,2,、无煤柱护巷技术,1,）护巷煤柱的稳定性：,留设煤柱,优点：,可双巷掘进；技术简单；对通风、运输、排 水、,安全有利；,缺点：,煤损大；风巷受二次采动影响，维护费高；不利底,板巷道稳定；成为冲击地压、煤炭自燃隐患。,2,）煤柱的应力分布：,一侧采空,煤柱很宽,煤柱较宽,煤柱较窄,形成：,破裂区,塑性区,弹性区,原始应力区,3,）沿空掘巷的三种方式：,完全沿空掘巷；留小煤皮掘巷；保留部分老巷掘巷,第四节 采区巷道支护,一、巷道支护原则：,支护特点：临时性、可变形。,支护要求：确保安全，维护最小允许断面。,基本支护类型：,（,1,）木支护：,梯形（对棚或密集等）,（,2,）金属支架：,工字钢梯形支架,平顶可缩金属支架,拱形可缩性金属支架,棚间距,0.5,0.7m,（,3,）,锚杆支护：,二、巷道金属支架支护：,1,、,U,型钢可缩性支架,：,（拱可缩）,U,型钢型号：,U18,、,U25,、,U29,、,U36,（,kg/m,）,1,）,基本结构类型：,三节规格：,10.4,；,12,；,14,2,）支架连接件：,（螺栓连接件，楔式连接件）,上限位连接件 中间连接件 下位连接件,螺栓连接件：强度高、刚性大、可缩性好、工作,阻力稳定、型钢滑移平稳。,2,、矿用工字钢支架：,刚性特性，可缩量小，适用于围岩稳定条件。,通过增加接榫木垫、棚腿插入底板（垫柱鞋）等措施,可以增加适量可缩量。,现场以梯形支架为主，拱型有如下类型：,拱顶斜腿 拱顶直腿 锚喷加强拱顶,三、巷道锚杆支护,1,、锚杆种类与锚固力：,锚杆分类,锚固力,机械锚固式,账壳式、倒楔式、楔缝式；,粘结锚固式,树脂、快硬水泥、水泥沙浆；,摩擦锚固式,缝管式、水胀式管状锚杆。,托锚力,安装时，拖板与锚杆的预紧力；,粘锚力,粘结摩擦力与锚杆轴力；,切向锚固力,限制岩块沿弱面滑动的力。,2,、锚杆支护原理：,1,）悬吊原理,2,）组合梁原理,3,）压缩拱原理,4,）最大水平应力原理,5,）围岩强度强化理论,3,、组合锚杆支护：,1,）锚梁网联合支护：,锚杆,+,钢带,+,金属网,2,）桁架锚杆支护：,锚杆,+,拉杆,+,拉紧器,+,垫块,