矿压第八章.doc

§8.1 煤层巷道开掘的位置和时间
§8.2 回采巷道围岩变形量预计方法
§8.3 回采巷道围岩稳定性分类方法
§8.4 回采巷道支护设计方法
§8.1 煤层巷道开掘的位置和时间
§8.2 回采巷道围岩变形量预计方法
§8.3 回采巷道围岩稳定性分类方法
§8.4 回采巷道支护设计方法

第八章 回采巷道矿压理论
第八章 回采巷道矿压理论
§8.1 煤层巷道开掘的位置和时间
8.1.1 再谈支承压力分布
① 当σ峰值 ﹥ σ c 时 塑性破坏状态(边缘)
② 基本顶裂断后 形成内、外应力场
③ 我国目前开采状况
● 深度通常100m～600m
● 大部分回采工作面煤体边缘进入了塑性状态
● 一些煤体边缘始终处于弹性变形状态
● 支承压力分布呈单调曲线，高峰在煤体边缘上

8.1.2 煤体处于弹性状态时巷道开掘位置和时间
煤体边缘处于弹性状态条件下的沿空留巷方案
特点

① 基本顶裂断，顶板下沉量小
② 弹性变形状态， 顶板下沉量小、帮压小
③ 支承压力高峰，巷道底膨量小
结论： 在无内应力场条件下，采用沿空留巷维护一般是比较容易（特别是在有相应的支护手段时）图8.1

在煤体边缘处

图8.1 煤体边缘处于弹性变形状态条件下留巷的围岩状况
8.1.2 煤体处于弹性状态时巷道开掘位置和时间

送巷开掘的位置和时间
● 煤体边缘处于弹性变形状态如图8.2
① 上区段工作面后方支承压力高峰在煤体边缘
② 下区段工作面前方叠加支承压力高峰仍在煤体边缘或 进入煤体内部
● 可能送巷位置有3种：
沿空送巷（位置1）、小煤柱的送巷（位置2） 大煤柱送巷（位置3）
● 实践表明，基本顶触矸后沿空送巷是比较合理的。
8.1.2 煤体处于弹性状态时巷道开掘位置和时间

图8.2 煤体边缘处于弹性变形状态条件下侧向煤体上支承压力分布
Ⅰ—上区段工作面后方侧向煤体上支承压力分布
Ⅱ—下区段工作推进时叠加支承压力分布（高峰在煤体边缘）
Ⅲ—下区段工作面推进时叠加支承压力分布（高峰进入体内煤部）
8.1.2 煤体处于弹性状态时巷道开掘位置和时间

送巷开掘的位置和时间
● 触矸前, 基本顶回转来压时顶板下沉大 图（a）
● 触矸后, 不受顶板显著运动影响 图（b）

沿空送巷煤体边缘处于弹性变形状态条件下应在基本顶触矸后

（ a ） 基本顶触矸前送巷 ( b ) 基本顶触矸后送巷

结论
图8.3 送巷时间对巷道顶板下沉的影响

图8.4 巷道受采动影响的过程
a — 岩层处于相对稳定状态阶段

b — 岩层显著运动阶段

c — 覆岩稳定阶段

d — 压力叠加阶段
→工作面后方两侧煤体上支承压力分布随覆岩运动发展的过程包括
四个阶段。 图8.4
8.1.2 煤体处于弹性状态时巷道开掘位置和时间

(a)
(b)
(c)
(d)
8.1.3 煤体边缘进入塑性状态时巷道开掘位置和时间
沿空留巷方案
● 图8.4（c） ① 煤体边缘进入塑性破坏状态
② 留巷的顶板下沉、底板膨起、两帮移近都较大
③ 留巷在顶板活动稳定后处于应力降低区，改善巷道维护状况
● 沿空留巷优点
与送巷比，巷道掘进率低，掘进工程量和掘进费用少
保证回采工作的连续性，利于集中生产，改善采掘接替关系
③可避免因地质变化造成的停采待掘现象，能提高工作面单产

送巷的位置和时间
① 顶板运动和支承压力分布对送巷的位置和时间的影响

决定于
决定于
送巷位置
送巷时间
内应力场的范围
基本顶运动的发展过程
巷道
变形
明显
变形
负指数
规律衰减
随时间延长
应力重新分布过程
②不同送巷位置和时间时的矿压显现与护巷效果

送巷的位置和时间
● 根据厚煤层分层开采时上下区段及各分层工作面间的衔接关系，厚煤层中、下分层送巷方式主要有四种，如图8.9

图8.9 厚煤层中下分层送巷方式
a— 在上分层已稳定附近无
煤柱影响的采空区下方送巷
b— 在上分层一侧采空的
煤体边缘附近送巷
c— 在上分层两侧采空的
煤柱边缘附近送巷
d— 在本分层煤体边缘送巷