最新矿井围岩控制16
复合顶板煤巷围岩控制技术实践-最新资料
复合顶板煤巷围岩控制技术实践0.引言复合顶板是由不同性质的层状岩层组成，多含煤线，局部含硬岩，强度低，呈非均质性层状松散结构，通常表现出软岩的特性。
而复合顶板条件下巷道围岩的显著特点是围岩在支承压力的作用下节理裂隙进一步发育并持续发展，围岩的力学参数大大低于原岩体。
随着煤矿开采深度的不断增加，复合顶板巷道呈现大变形、高应力、难支护的破坏特征。
1.巷道支护1.1巷道临时支护方式（1）临时支护采用金属前探梁支护。
截割断面形成后班组长先敲帮问顶，然后临时支护工站在完好支护下进行前探梁临时支护。
（2）临时支护采用前探梁。
前探梁由2根长4.5m钢轨制成，每根前探梁需三副卡子，卡子悬挂在棚梁之上，每根前探梁需不少于三点的有效固定，既用销子固定三点、穿入卡子预先打好的卡子眼内，并用柳木背板木楔刹紧背牢。
（3）掘进机割煤后，迎头够0.8m时，必须进行前探梁临时支护。
支护时首先由班组长进行敲帮问顶，联顶网，由2人用顶部钢带将网子托起，另由4人移动前探梁，将拱部网子根据中线按照要求定位后，再将3副卡子固定，并用背板木楔刹紧背牢。
（4）割煤期间前探梁后撤（必须是已进行永久支护的拱部锚杆，掘够1.6m时，必须进行帮部网子的永久支护），并使其前端距离迎头0.8~1.0m，前探梁尾端必须设置防滑措施，前探梁撤出后，及时用14#铅丝双股将前探梁尾部与顶部钢网捆绑相连，丝端相扭不少于3圈，防止前探梁前后窜动。
（5）临时支护必须紧跟掘进工作面，严禁空顶作业。
（6）前探梁支护要求。
①前探梁临时支护最大空顶距1100mm，临时支护要紧跟迎头，严禁空顶作业；②每根前探梁使用固定卡子数量不少于三副；③掘够0.8m时，应及时敲帮问顶清除顶帮隐患；④安装完毕，将前探梁与金属网间用背板背紧背实，确保前探梁、金属网与顶板贴实。
1.2巷道永久支护方式1.2.1巷道断面概述巷道断面掘进宽度为3800mm、高度为3500mm的半圆拱巷道，采用锚网索联合支护，C20混凝土喷射，喷射厚度为100mm。
关于煤矿深部开采的围岩控制研究
近年来 ， 全球 性 能源问题 已得 到了人们普遍 的关 注， 煤炭作为我 国能源战略的重要组成 部分 ， 在我国的 能源结构 中占据着重要地位。并且 随着我国经济持续 高速稳定发展 ， 能源需求旺盛 ， 煤炭 产量大幅增加。随 着一些 国有煤矿 开采 年限 的增 加 ， 浅部煤 层 已基本 被 开采完毕 ， 煤矿要生存 、 发展只有进行深部开采。 １ 深部 开采 巷道 围岩 性质 的变化
方法成 为巷道维护 的主要手段。 （） ３ 掘进后 巷 道持 续变形 ， 变成 为深 部巷 道变 流 形 的主要 特征。浅部 巷道 掘进 影 响期 一 般为 ３—５ ， ｄ 之后能基本稳定下来 ； 深部巷道掘进后 ， 巷道一直难 以
深部岩层在上部 岩石 的长期 自重压力 下 ， 岩石 性 质发生 了变化 。主要表现在岩石密 度增 加、 容重加大 ， 岩石硬度也增加 。 １ ２ 岩体 强度变 小 ． 巷道掘 出后 ， 岩体 强度 变 小 ， 出现 岩石 软化 的现 象， 围岩 比较破碎。深部 岩石 在长期 的高压 力、 高温条 件下 ， 岩石处在峰值前 的状态中（ 屈服强度和极限强度 之间） 岩石 出现 大量 的微小 裂 隙 （ ， 塑性 阶段 ） 。由于 开采活动的影 响 ， 引起 巷道围岩在一定范 围内卸压 ， 使
Ａｂ ｔａ ｔ Ｗ ｉｈｔｅ ｉｃ ａｅｏ ｈ ｅ ｔ ｆｃ ａ ｎｎ ｓｒ ｃ ｔ ｈ ｎ ｒ ｓ ｆｔ ｄ ｐｈｏ ｏ ｌｍｉｉｇ，ｍｉｉｇｅ ｖｒｎ ｎ ，ａ ｖ ｒｅｃ ａ ｇ ｓｉ ｌｅ ，ｔ ｏ ｎ ａｅｙｐｏ ｕ ｔｏ ｏａｇｅ ｔｒｓ ． ｅ ｅ ｎｎ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｄ ｅｓ ｈ ｎ ｅ ｐａ ｅ ｏｃ ａ ｍｉｅｓｆｔ ｒｄ ｃｉｎ ｔ ｒａ ｉｋ ｏ ｎ ｌ Ａｔｔｅｓｍｅ ｔ ｔ ｈ ｎ ｒａｅｏ ｎｎ ｅ ｔ ｈ ａ ｉ ｗｉ ｔｅｉｃｅ ｓ ｆｍｉｉｇｄ ｐｈ，ｒｃ ｒｓｕｅｉｃｅｓ ｄｓｇ ｉｃ ｎｌ ｏ ｄ ｙｄｓｌｃ ｍｅ ｔｉｃ ａ ｅ ，ｔｅｓｅ ｔＷａ ａ ｌ ａ ｇ ｄ ｍｅ ｈ ｏ ｋｐ ｅｓｒ ｎ ｒａ ｅ ｉｎｆ ａ ｔ ｉ ｙ，ｒａ ｗａ ｉｐａｅ ｎ ｎ ｒ ｓ ｓ ｈ ｔｎ Ｓｂ ｄｙｄ ｍａｅ ｅ ａ ｄｄ ａ ｔ ｎ ｒａ ｅｉ ｈ ｏ ｎ ｆ ｏ ｄ ｙｒｐ ｉ，ｔｎ ｅ ｐ ｒ ｕ ｔｙｔ ｏ ｒｒａ ｗａ ｉｎｅ ａ ｃ ｒ ｂ ｏｍａ ｒｑ ｅ ｔａ ｄｄｆ ｃ ｌｉｓ ｈｓｐａ ｎ ｒｍａｉ ｉｃｅｓ ｔｅａ ｕ ｔｏ ａ ｗａ ａｒ ｕ ｎ ｌ ａｅｑ ａ ｉ ｏｓ ａ ｄ ｙｍａ ｔｎ ｎ ｅａｅａ ｎ ｒ ｌ ｅ ｕ ｎ ｎ ｉ ｕｔ ．Ｔ ｉ － ｃ ｎ ｍ ｒ ｅ ｅ ｒ ｎ ｔ ｏ ｆ ｉ ｆ ｅ ｐ ｒｄｓｕ ｓｓｔｅｄ ｅ ｕｒｕ ｄｎ ｏｋ ｏ ｔｏｏ ｉａ ｈ ｇ ｓａ ｄ ｅｐ ｕ ｄ ｏ ｔ ｅ ｐｓ ｒｏ ｎ ｉｇｒｃ ｎ ｅ ｆｅ ｔ ｅｃ ｎｒｌ ｎ ｏｄｅ ｎ ｕ ｅ ｅ ｉｃ ｓｅ ｈ ｅｐ ｓ ｒｏ ｎ ｉｇｒｃ ｆｌｈ ｌｇｃ ｌｃ ａ ｅ ｎ ｘ ｏ ｎ ｓｈ ｗ ｄ ｅ ｕ ｒｕ ｄｎ ｏ ｋｕ ｄ ｒｅ ｃｉ ｏ ｔ ，ｉ ｒ ｒｔ ｅ ｓ ｒ ｔ ｉ ｎ ｏ ｖ ｏ ｏ ｅ ｈ ｄ ｐ ｍｉｉｇｏ ｈ ｒ ｒｙ ｅ ｎｎ ｆｔｅｏｄｅｌ．
矿井围岩控制方法
（2）台阶数目和高度
台阶是指在工作面前方无支护空间由于顶板切落形成的顶板错落，顶板错落的垂直距离称为台阶高度。
（3）片帮深度
片帮深度是从原煤壁线到片帮最深处的水平距离。
2）工作面测站布置
围岩破坏状态观测是一种统计观测方法。样本越多，统计结果的可信度也越高，一般情况下，沿工作面线每5～10 m布置一条测线。
1采煤工作面三量观测1三量及其测试方法顶底板移近量该量是指煤炭采出后同一测点随开采在控顶区范围顶底板移近值对单体支柱工作而是在开挖后即设置测站量测顶底板距离5随工作而推进直到测站至最后一排支架处量测顶底板的距离心顶底板移近呆匸心
第24讲矿井围岩控制方法
【本讲内容提纲】
1.采煤工作面和巷道矿压观测
2.矿山压力理论研究方法
3.相似材料模拟实验研究方法
【重点内容详解】
一、采煤工作面和巷道矿压观测
【笔注】
“三量”——顶底板移近量、支架载荷量和支柱（活柱）下缩量。
“统计观测”——煤壁处切顶台阶数目与高度、煤壁片帮深度、端面顶板破碎度等。
1、采煤工作面“三量”观测
1）“三量”及其测试方法
（1）顶底板移近量
该量是指煤炭采出后，同一测点随开采在控顶区范围顶底板移近值，对单体支柱工作面，是在开挖后即设置测站，量测顶底板距离s0，随工作面推进直到测站至最后—排支架处，量测顶底板的距离sm，顶底板移近量s=s0-sm。对综采面是指到液压支架尾端的顶底板移近值。
《寺河二号井切顶卸压沿空留巷围岩控制技术研究》范文
《寺河二号井切顶卸压沿空留巷围岩控制技术研究》篇一一、引言随着煤炭资源的不断开采，矿井安全生产问题日益突出。
在矿井巷道建设中，围岩控制技术是保障安全生产和高效采煤的重要手段。
本文以寺河二号井为研究对象，针对其切顶卸压沿空留巷围岩控制技术进行深入研究，旨在提高矿井生产效率和安全性。
二、研究背景及意义寺河二号井作为煤炭开采的重要基地，其地质条件复杂，围岩稳定性差，给巷道建设带来了极大的挑战。
切顶卸压沿空留巷技术是一种有效的围岩控制方法，能够改善围岩的应力状态，提高巷道的稳定性和安全性。
因此，对寺河二号井切顶卸压沿空留巷围岩控制技术进行研究，不仅有助于提高矿井生产效率，还能为类似地质条件的矿井提供借鉴和参考。
三、围岩控制技术现状及问题目前，寺河二号井采用的围岩控制技术主要包括支护、注浆加固、卸载等措施。
然而，在实际应用中，仍存在一些问题。
如支护结构不合理，导致巷道变形严重；注浆加固效果不理想，无法有效控制围岩的移动和变形；卸载措施不当，可能引发围岩失稳等。
这些问题严重影响了矿井的安全生产和高效采煤。
四、切顶卸压沿空留巷围岩控制技术针对上述问题，本文提出切顶卸压沿空留巷围岩控制技术。
该技术通过切除部分围岩，降低其应力水平，同时利用卸压措施使围岩得到充分释放，从而达到稳定巷道的目的。
具体实施步骤包括：首先进行地质勘探和测量，确定切顶位置和范围；然后进行切顶作业，切除部分围岩；接着进行卸压处理，如爆破、注浆等措施；最后进行支护和加固，确保巷道稳定。
五、技术研究方法与过程本研究采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法。
首先，通过理论分析研究切顶卸压沿空留巷的力学机制和围岩稳定性；其次，利用数值模拟软件对切顶卸压过程进行模拟，分析不同参数对围岩稳定性的影响；最后，在寺河二号井进行现场试验，验证切顶卸压沿空留巷围岩控制技术的可行性和有效性。
六、技术研究结果与分析经过现场试验和数据分析，得出以下结论：1. 切顶卸压沿空留巷技术能够显著降低围岩应力水平，改善围岩的应力状态；2. 通过合理的卸压处理和支护加固措施，能够确保巷道的稳定性和安全性；3. 与传统围岩控制技术相比，切顶卸压沿空留巷技术具有更高的效率和更好的效果；4. 该技术适用于类似地质条件的矿井，为类似工程提供了借鉴和参考。
最新矿山压力与岩层控制习题答案
矿山压力与岩层控制习题答案一、名词解释：1、老顶：通常把位于直接顶之上对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。
2、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量，顶底板的相对移近量。
3、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力。
4、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来亚现象称为工作面顶板的周期来压。
5、回采工作面：在煤层或矿床的开采过程中，一般把直接进行采煤或采有用矿物的空间称为回采工作面，简称采场。
6、直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。
7、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
8、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象统称为矿山压力显现。
9、矿山压力控制：所有减轻，调节，改变和利用矿山作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。
10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳有时可能伴随滑落失稳，从而导致工作面顶板急剧下沉，此时，工作面支架呈现受力普遍加大的现象称为老顶初次来压。
11、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为之承压力。
12、关键层：将对上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。
13、冲击能指数：在单轴压缩状态下，煤样全“应力---应变”曲线峰值C前所积聚的变形能Es与峰值后所消耗的变形能Ex之比值。
13、沿空留巷：在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，供下区段工作面回采时作为回风平巷。
14、沿空掘巷：回采工作面采过后，沿采空区边缘掘进的巷道。
15、软岩：是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
16、底鼓：底板向上鼓起的现象。
深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术
深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术摘要：本文介绍了深部极复杂软岩巷道围岩的稳定控制技术。
首先，将介绍几种常见的地质因素，包括岩性、构造、水文和采矿排放等，以及对深部极复杂软岩巷道的影响。
其次，介绍了应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术，这些技术包括巷道增强、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等，并举例说明了每种技术的应用。
最后，综合考虑上述因素，提出了深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则。
关键词：深部极复杂软岩巷道；地质因素；稳定控制技术；稳定控制原则正文：1. 深部极复杂软岩巷道的地质因素在开采深部极复杂软岩巷道时，地质因素是影响巷道稳定性的重要因素。
常见的地质因素包括岩性、构造、水文和采矿排放等。
其中，岩性是深部极复杂软岩巷道稳定性影响最大的因素，岩石的力学性质及其内部微观结构对巷道稳定性有重要影响。
构造因素指的是岩体的构造特征，如断层、褶皱、翘曲等，构造会影响巷道的稳定状态。
水文因素是指地下水的流量和流向，水文因素会导致岩体的浸润和潮湿。
采矿排放包括巷道排气和卸荷，这些会对深部极复杂软岩巷道的稳定性产生影响。
2. 应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术为了保证深部极复杂软岩巷道的稳定性，应当应用适当的稳定控制技术。
常见的稳定控制技术包括巷道增强技术、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等。
巷道增强技术是指通过增加地表巷道的力学强度，使其更加稳定，常见的巷道增强技术有连续墙、不连续墙、夹层墙等。
支护技术是指把支护构件安装在巷道里，以防止岩石出现裂缝，提高深部极复杂软岩巷道的强度。
常见的支护技术有单搭锚、支护网、支护垫等。
加固技术是指对巷道墙体进行加固，以改善岩体的力学性质，加固技术有夹层注浆、初始张力注浆等。
稳定技术是指控制岩体的稳定状态，以防止岩体塌陷，稳定技术有稳固施工、局部增强施工等。
防治技术是指预防和化解巷道塌陷的技术，防治技术有岩爆、岩护、安全监测等。
3. 深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则是根据巷道地质及巷道结构特点，结合围岩强度及稳定性的评价，合理选择稳定控制技术，以保证深部极复杂软岩巷道的安全及稳定性。
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨
煤矿回采巷道围岩控制理论探讨煤矿回采巷道围岩控制一直是煤矿生产中的重要问题，围岩控制的好坏直接影响到矿井的安全生产和资源开采率。
对煤矿回采巷道围岩控制进行理论探讨，对于提升煤矿生产效率和保障矿工安全具有重要意义。
煤矿回采巷道围岩控制的理论基础主要包括地质力学、岩土力学、岩石力学等学科的理论知识。
在煤矿回采过程中，巷道围岩受到来自煤岩体压力、地表荷载以及矿井内部巷道开挖等多方面的作用，因此围岩控制的理论研究需要充分考虑这些因素的影响。
地质构造对煤矿回采巷道围岩控制有着重要影响。
煤矿所处的地质构造不同，对巷道围岩的稳定性有着不同的影响。
在断层地带，围岩受到应力作用较大，需要采取相应的加固措施；而在平稳的地质构造中，围岩受到应力相对较小，围岩控制的难度相对较小。
在巷道开挖过程中，巷道围岩受到了应力的释放和变形，这也是围岩控制的重要影响因素。
在巷道开挖后，围岩受到了新的应力分布，需要及时进行支护加固，以保证巷道的安全性。
地表荷载也会对巷道围岩产生相应的影响。
特别是在煤矿附近有建筑物或者交通道路等情况下，地表荷载对巷道围岩的稳定性产生极大的影响，需要进行合理的勘察和支护设计。
针对以上影响因素，煤矿回采巷道围岩的控制理论需要综合考虑地质构造、巷道开挖过程、地表荷载以及围岩力学性质等多方面因素，制定出合理的围岩控制方案，以保障矿井的安全生产。
在煤矿回采巷道围岩控制方案中，常用的控制措施包括支护加固、注浆灌浆、预应力锚杆等。
支护加固是最常用的围岩控制手段，主要有钢架支护、锚索支护、喷网支护等形式。
注浆灌浆可以填充空隙，提高巷道围岩的整体稳定性；预应力锚杆则可以通过对围岩施加一定的预压，提高围岩的抗拉强度。
而在煤矿回采巷道围岩控制方案的制定过程中，需要综合考虑煤层厚度、倾角、断层分布、围岩岩性、应力分布等多方面因素，以保证控制方案的有效性。
近年来，随着科技的发展和理论的深入研究，一些新的围岩控制技术也开始应用于煤矿回采中。
煤矿开采的岩层控制方案 (2)
根据巷道的围岩条件、服务年限 、断面大小等因素，选择合适的 支护方式，如木支架、金属支架
、锚喷支护等。
锚杆支护设计
锚杆的长度、直径、间排距等参数 需要根据实际情况进行设计，以确 保锚杆能够有效加固围岩，防止巷 道变形和破坏。
监测与维护
对巷道支护进行定期监测和维护， 发现异常及时处理，确保巷道安全 可靠。
巷道方向
根据矿体走向和开采顺序，合理确定巷道的方向，以减少巷道掘 进量和采动影响。
巷道间距
根据矿层厚度和开采工艺，合理确定巷道间距，以确保采掘安全 和效率。
采煤工艺选择
落煤方式
根据煤层厚度和硬度，选择合适的落煤方式，如爆破、机械割煤 等。
装煤运输
根据运输距离和运输设备，选择合适的装煤和运输方式，以提高运 输效率。
采空区处理技术
采空区分类
根据采空区的形态、大小、位置 等因素，将其分为不同类型，以
便采取相应的处理措施。
充填处理
采用砂石、尾砂、废石等材料对 采空区进行充填，以减小顶板下 沉量和下沉速度，防止顶板大面
积冒落。
崩落处理
对于不稳固的围岩，可以采用强 制崩落的方法处理采空区，同时 对崩落的岩石进行适当处理，以
采空区处理
根据采空区的特点和安全要求，选择合适的处理方式，如自然垮落 、人工充填等。
安全措施制定
瓦斯管理
制定瓦斯检测、抽放、利用等安全措施，确保瓦斯浓 度在安全范围内。
防尘措施
采取有效的防尘措施，如喷雾降尘、通风除尘等，降 低粉尘浓度。
防水措施
制定防水措施，如设置防水闸门、排水沟等，以防止 水患对开采的影响。
03
岩层控制方案实施
采场设计
围岩控制相关要点
围岩控制相关要点
1、 什么叫煤层的顶板、底板？
答：煤层上面的岩层是顶板；煤层下面的岩层是底板。
2、 伪顶、直接顶、基本顶的相关概念是什么？
答：伪顶：煤层与直接顶之间，一层厚度小于 0.5m、随采随冒的软弱岩层，常见的
伪顶有碳质页岩、泥质页岩等。
21、 初撑力与支护强度的关系是什么？ 答：初撑力越大，所设计的支护强度越容易得到实现，支护刚度越可靠，有效支撑能 力越强，初期的顶板下沉量越小，且容易达到工作阻力，否则严重影响支撑效率。
22、 支护系数刚度与支护强度关系是什么？ 23、 液压支架的支柱、适用条件是什么？
答：支撑式支架——支撑力垂直于顶底板，适应中等稳定或完整的直接顶，尤其是能 适应有老顶来压的工作面。支架结构本身纵向和横向的稳定性都不好，不能抵抗来自
初撑力：39 加减 10kN。 （2） 微增阻：最大工作阻力：343kN,可缩量：400mm，初撑力：245kN。 14、 单体液压支柱的初撑力、工作阻力？
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煤矿围岩控制及监测·采矿 09-‐3 班
答： （1） 初撑力：单体液压支柱的高压乳化液作为工作介质，在乳化液泵站经过加压 后达到 15~20MPa 的压力，经注液枪注入到单体支柱后，对顶板产生的初始 支撑力就是初撑力。初撑力：支架或支柱支设时施于顶板的力（郑西贵定义） （2） 工作阻力：在顶板压力作用下，支柱下腔的乳化液压强增大，支柱下沉，支 柱被压缩后对顶板的支撑力加大，被称做工作阻力。
答：岩石的容重：单位体积内岩石的重量；
碎胀性：岩石破碎以后的体积将比整体状态下体积大的性质；
碎胀系数：岩石破碎膨胀后的体积与岩石处于整体状态下体积的比值。
沿空掘巷围岩稳定性控制方案
收稿日期：２０２１?０２?０９基金项目：甘肃省青年科技计划项目（１８ＪＲ３ＲＭ２４０）；甘肃省高等学校创新能力提升项目（２０１９Ｂ－１５４）；甘肃省安全生产科技项目（ＧＡＪ０００１１）；中国煤炭工业协会科学技术研究指导性计划项目（ＭＴＫＪ２０１８－２７９）；陇东学院青年科技创新项目（ＸＹＺＫ１６１０）作者简介：丁永红（１９７３－），男，甘肃白银人，工程师，从事煤矿安全生产管理工作。
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０２１．０４．００５沿空掘巷围岩稳定性控制方案丁永红１，高宏杰１，邵嗣华１，孙志猛１，刘建刚１，李 明１，张 磊１，张巨峰２（１．甘肃靖远煤电股份有限公司红会第一煤矿，甘肃白银 ７３０９１３；２．陇东学院能源工程学院，甘肃庆阳 ７４５０００）摘 要：为了提高煤炭回采率，甘肃靖远矿区红会一矿１７１５运输巷道采用沿空掘巷与１７１３采空区留设窄小煤柱的方式护巷掘进，但是，巷道掘进过程中围岩稳定性控制问题凸显。
针对１７１５运输巷道沿空掘巷留设窄小煤柱围岩稳定性难以控制的问题，根据自然平衡拱理论，计算了巷道两帮及顶板的破坏深度，并以此为基础，结合悬吊理论，设计出了巷道锚杆锚索支护参数，提出了切顶卸压和巷道锚杆锚索联合加固的围岩稳定性控制技术方案，为沿空掘巷窄小煤柱围岩稳定性控制提供了参考。
关键词：沿空掘巷；围岩；稳定性；控制方案中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５?２７９８（２０２１）０４?００１６?０４ＣｏｎｔｒｏｌＳｃｈｅｍｅｆｏｒＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＲｏａｄｗａｙＤｒｉｖｉｎｇａｌｏｎｇＧｏａｆＤＩＮＧＹｏｎｇ?ｈｏｎｇ１，ＧＡＯＨｏｎｇ?ｊｉｅ１，ＳＨＡＯＳｉ?ｈｕａ１，ＳＵＮＺｈｉ?ｍｅｎｇ１，ＬＩＵＪｉａｎｇａｎｇ１，ＺＨＡＮＧＬｅｉ１，ＺＨＡＮＧＪｕ?ｆｅｎｇ２（１．ＴｈｅＦｉｒｓｔＣｏａｌＭｉｎｅｏｆＨｏｎｇｈｕｉｉｎＧａｎｓｕＪｉｎｇｙｕａｎＣｏａｌＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｉｙｉｎ ７３０９１３，Ｃｈｉｎａ；２．ＬｏｎｇｄｏｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｑｉｎｇｙａｎｇ ７４５０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏａｌｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅ，ｔｈｅ１７１５ｈａｕｌａｇｅｒｏａｄｗａｙｏｆｔｈｅＮｏ．１ＣｏａｌＭｉｎｅｏｆＨｏｎｇｈｕｉｉｎＧａｎｓｕＪｉｎｇｙｕａｎＭｉｎｉｎｇＡｒｅａｗａｓｄｒｉｖｅｎａｌｏｎｇｇｏｂｓｉｄｅｅｎｔｒｙａｎｄｔｈｅ１７１３ｇｏｂａｒｅａｗｉｔｈｎａｒｒｏｗｃｏａｌｐｉｌｌａｒｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｗｉｔｈｎａｒｒｏｗｃｏａｌｐｉｌｌａｒｉｎ１７１５ｔｒａｎｓｐｏｒｔｒｏａｄｗａｙｄｒｉｖｉｎｇａｌｏｎｇｇｏａｆ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆＮａｔｕｒａｌＢａｌａｎｃｅＡｒｃｈ，ｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｄｅｐｔｈｏｆｔｗｏｓｉｄｅｓｏｆｒｏａｄｗａｙａｎｄｒｏｏｆｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｕｓｐｅｎ ｓｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｏｌｔａｎｄｃａｂｌｅｉｎｒｏａｄｗａｙ，ａｎｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｃｈｅｍｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｂｙｒｏｏｆｃｕｔｔｉｎｇａｎｄｂｏｌｔａｎｄｃａｂｌｅｉｎｒｏａｄｗａｙ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｎａｒｒｏｗｃｏａｌｐｉｌｌａｒｉｎｒｏａｄｗａｙｄｒｉｖｉｎｇａｌｏｎｇｇｏａｆ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｒｉｖｉｎｇｒｏａｄｗａｙａｌｏｎｇｎｅｘｔｇｏａｆ；ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅ 煤炭是我国的主体能源。
矿建工程中破碎围岩硐室围岩控制技术
矿建工程中破碎围岩硐室围岩控制技术陈中亿（福建海峡科化富兴建设工程有限公司，福建 永安 ３６６０００）摘 要：近年来，由于我国对矿产资源需求不断提高，对矿产资源的开采力度在逐渐增大，开采的深度在逐步加深，因此地下硐室的开采施工比较普遍。
而由于硐室围岩地质条件较为复杂，其中存在的不定性因素较多，硐室围岩应力较大，容易发生变形，因而硐室稳定性较差。
为了能够更好的保证硐室开采施工的安全，对破碎围岩的破坏特性进行充分的掌握，通过合理的围岩控制技术增强支护的有效性。
关键词：破碎围岩；矿建工程；硐室；围岩控制技术中图分类号：ＴＤ３５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０８－０１５７－２Surrounding rock control technology of broken surrounding rock chamber in Mine Construction EngineeringCHEN Zhong-yi（Ｆｕｊｉａｎ Ｓｔｒａｉｔ Ｋｅｈｕａ Ｆｕｘｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｙｏｎｇ’ａｎ ３６６０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ， ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｉｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ， ｓｏ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃａｖｅｒｎｓ ｉｓ ｍｏｒｅ ｃｏｍｍｏｎ． Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｍｂｅｒ， ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｕｎｃｅｒｔａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ， ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｍｂｅｒ ｉｓ ｌａｒｇｅ， ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｄｅｆｏｒｍ， ｓｏ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｍｂｅｒ ｉｓ ｐｏｏｒ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｃｈａｍｂｅｒ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ｆｕｌｌｙ ｇｒａｓｐ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｂｒｏｋｅｎ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ， ａｎｄ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Keywords: ｂｒｏｋｅｎ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ； Ｍｉｎｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ； Ｃｈａｍｂｅｒ； Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ在如今的社会发展形势下，由于我国对矿产资源的过度开发，很多浅层的资源已经被开采完全，因此开始逐步加大开采深度。
煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术构想
目录
01 相关技术综述
03 参考内容
02
煤矿千米深井围岩控 制
随着煤炭行业的不断发展，煤矿开采逐步向深度拓展。千米深井的开采面临 诸多挑战，其中围岩控制及智能开采技术的构想成为亟待解决的问题。本次演示 将就煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术构想进行探讨，旨在为煤炭行业的可 持续发展提供参考。
在支护技术方面，目前主要有以下几种方法：
1、增加支护刚度：通过提高支护结构的刚度，限制围岩的变形和位移，提 高巷道的稳定性。
2、注浆加固：通过向围岩裂缝注入浆液，提高围岩的整体性和稳定性，防 止裂缝扩展和失稳。
3、锚杆支护：通过在巷道周边设置锚杆，将巷道与围岩牢固地连接在一起， 提高巷道的稳定性。
5、虚拟仿真与预测。通过模拟仿真技术，对矿井生产过程进行预演与预测， 为实际生产提供指导，降低突发情况对生产的影响。
参考内容
在煤矿开采过程中，随着开采深度的增加，巷道周围岩层的压力逐渐增大， 容易导致巷道变形、破裂等问题，给煤矿生产带来极大的安全隐患。为了解决这 一问题，煤矿千米深井巷道围岩支护改性卸压协同控制技术应运而生。该技术通 过一系列先进的支护方法和控制系统，实现对巷道围岩的改性和卸压，提高围岩 的稳定性和安全性。
卸压围岩技术主要是通过降低围岩的应力，提高其稳定性。具体实施方法包 括应力疏散、孔隙率降低和强度提高等。应力疏散可以通过开挖、支撑等方式， 将围岩中的应力分散，降低其应力的集中程度。孔隙率降低可以通过充填、注浆 等方式，提高围岩的密实度，降低其孔隙率，从而增加其稳定性。强度提高可以 通过添加增强材料、进行加固处理等方式，提高围岩的强度和稳定性。
4、推进数值模拟研究：数值模拟软件能够模拟巷道围岩的应力分布、变形 和破坏过程，为支护方案的设计提供参考。应进一步推进数值模拟在超千米深井 巷道支护中的应用和研究。
煤矿深部巷道围岩控制技术
速 复喷 ０ｍ止 塌方处位 于隧道左线 Ｚ ９＋２ 处 ，已穿 同时 ， Ｋ ６ ８５ 将塌方 的情况 及时 向上级单 位汇报 ， 时 的喷射砼 陕 封闭 ， 至厚度 ２ｃ 。 及
研 过 Ｆ 断层破 碎带约 １５ ， 中 Ｚ ９＋ ２－ 赶赴现 场组织 相关单 位人 员进行 现场 踏勘 、 １ 米 设计 １ Ｋ ６ ８５
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１ ６ 中国新技术新产品 ０一
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工 程 技 术
浅谈 隧道 塌 方， 福建 泉州 ３ ２０ ） ６ ０ ０
摘 要 ： 中结合铜 黄 高速公路 大堆 尖隧道塌 方段 的 治理 ， 文 阐述 了隧道塌 方的经过和 治理过程 ， 出采取控 制爆破减 少 围岩 的扰 动 、 提 超前 支 护、 作好洞 内水的排 治和超前地 质预测等预防隧道塌方 的技术措施 。
主题词 ： 隧道 ； 塌方治理 ； 预防措施
２塌方经过 ３治理方案
凰 ＿一 方 ＿ ． ｌ塌 丞 悫凰
凰 … 方 理 壹 意图 塌 处 纵 ． 蚕
３ 被埋开挖 台车不能移 动或拉 出 ， 碴不 ． １ 塌
塌方发生后项 目部在及 时进行相关处理 的 能 清除 ， 对现有 掌 子面 、 方面 、 体用 Ｃ ５ 塌 塌方 ２ ３ ２对 右 半部 拱顶 塌穴 内采 用 Ｈ１０格栅 ５
提高支护强度的方法 ，卸压技术通过采 取松动 爆破 、 力割缝 、 水 打卸压孔 等措施使 同岩受到多 种形式的压力卸载。 ２． ３ １深孔卸压爆破 。爆破 卸压主要运用 围 岩力 学特征 ， 卸载 、 固为一 体 ， 集 加 是一 种积极 有效 的治理方法。 ２． ． ３ ２工作 面卸压 。利用迎 头瓦斯排放孔进 行高压水射流割缝 ， 使钻孔两侧 形成一定深度 图２应 力转移效果与钻孔长度的关 系 的扁平缝槽 ， 即钻孔 附近煤体 得到局部卸压 ， 从 杆实现高 阻让 压支护。高阻即锚杆给 嗣岩提 供 而对迎头顶板起到卸压作用。 ２． ．３巷帮卸压。在 已经施工的巷道两帮施 较大支护 阻力控制塑性区发展 、降低塑性 区流 ３ 提 工卸压孔 ， 每帮一个 ，间距 ０ ｍ ． ，卸压孑规格 变速度 ， 高支 护阻力可以大大减小 围岩变形 。 ７ Ｌ 让压 即允许 围岩有一定变形 ，允许 围岩变形可 Ｄ８ ｍｍｘ ｍ。 ９ ｌ ２ 减少 锚杆载 荷 ， 防止 锚杆 破断 ， ２ Ａ 利用卸压巷道卸压。在被保护的巷道 降低 围岩应 力 、 ． ３ 侧或两侧 再掘 进一条 巷道 ， 门进行 卸压 ， 改善巷道维护状况 。 专 顶板 支护 ： 作面巷道顶板稳定性差 ， 某Ｔ 易 让其 冒落。 产生离层 、 冒落 ， 用树脂 药卷加 长锚 固 、 预 采 高 ２ ＿ ４进行注浆从而改善围岩力学性能 高强度锚杆 支护强化顶板 。 支护 的顶板 该 深部开采时 ， 由于围岩埋深大 ， 水平应力和 紧力 、 减 巷 垂直应力均 比较高 ，围岩 的承载 能力 难以抗拒 岩层强度和刚度显著提 高 ， 少顶板下沉 量 ， 高应 力的影响 ， ， 注浆加 固 ， 高围岩 道顶板安全性能得 到提高。同时采用快速 承载 因此 通过 提 的整体性和 自 承载能力 ， 整个加 固的岩体 的高预应力锚索将 下部锚 固的顶板悬 吊在上 部 身 使 确保顶板 安全可靠 。 顶板锚杆为直 能有效地 同锚杆 有机地 结合为一个整体 ，从 而 稳定岩层 中， ２ ｍ，长 ２ ｍ的高强度螺纹钢锚杆 ， 距 ａ Ａ 排 变 为软岩。 提高破碎 围岩 中的锚杆锚 固力 ，从而能够适应 径 ２ｒ ７０ ｍ，锚杆布 置见 图 ３ 锚杆 破断载 荷大 于 ５ｍ ， ｌ Ｉ 道松动 范围大顶底 板和两 帮移近量 围岩 的较大变形。 ３巷 ２０ Ｎ 延 伸率 大于 ２％， 现高 阻让 压支 护 。 １Ｋ ， ３ 实 大 ３巷道支护具体技术 同时采用锚索加强 支护 ， 锚索直径 １． ｍ 长 ５ ４ ｍ， ２ 由于深部开采围岩存在软化现象 ， 岩层 比 ３ 超前钻孔应力转移 ． １ ３ ． 每排 ２ ， 长 １ ｍ ０ 根锚 ． 。 ６ 较破碎 ， 松动范围大 ， 破碎 持续时 间快 、 长。围岩 由于巷道埋深 大 、 围岩强 度小 、 复合顶板 ， ７ ｍ 排距为 ３ ｍ， ． ， 存在大量 的节 理裂隙 ，降低 了 围岩的整体性 和 掘进后 、 锚杆支 护之 前 ， 已经产生较大 的离 顶板 下沉 使顶 巷道维 护 强度 ， 围岩处在 峰值后 的范围 内， 了围岩 层 、 ， 板承载 能力快 速衰减 ， 使 加剧 ２１ ５） 裂 隙的发 育程度 ， 成破碎 区并 向纵深 发展 ， 形 因 难 度更大 ， ， 瓦斯抽 放 ， 进迎 头前 为此 结合 在掘 ７ｓ ０ 此巷道 围岩松动范围大 ，顶底板和两帮移 近量 方煤层布置钻孔 ， 一方面抽放瓦斯 ， 一方 面将 另 ７０ ５ 大。 掘进引起的支承应力峰值 向深 部转 移 ，降低巷 ＂ ７０ ５ ２措施概述 道迎头应 力 ， 减少无 支护 空间顶 板离层 、 下沉 。 ２ ． １统筹规划 ， 合理布置 巷道迎头超前钻孔布置见图 １采用 Ｆ Ａ 软件 。 ＬＣ 巷道 布置在稳定的岩层 内，巷道方 向尽可 数值计算 、分析应力转移效果 与钻 孔长度 的关 如 所示 ， 道迎头 钻孔后 ， 峰值位 巷 应力 能与本区最大 主应力方 向一致 ， 小其应力对 系 ， 图 ２ 减 嫠 巷道的作用 ；避免开采 引起 的支承压力 的强烈 置 随钻孔长度增 加显著向深部转移 ，钻孑长 度 Ｌ 图 ３锚 杆 布 置 图 ２ 作用， 将巷道布置在 已采 的采 空区下 ； 采取上部 超过 １ｍ，后 ，峰值位置距巷道表 面的距离减 两帮支护 ： 采用树脂药卷加长锚 固 、 强度 高 煤层预先开采 ， 回采等方法 ， 开上部开采 小 ， ， 跨巷 避 因此 确定钻孔长度 １ｍ， ０ 每掘进 ５ ｍ钻 １ 次 锚杆支护两 帮 ， 提供较 大的支护阻力 ， 两帮 控制 遗 留煤柱 的影 响，且 与煤柱 边沿保 持一定 的距 塑性 区的发 展 、 塑性 区的流变速度 ， 降低 同时 该 离； 避免相邻巷道之 间的相互影响 ； 合理开采顺 支护 又能适 应两帮的较大变形 ， 实现 高阻让压 序 以避免采掘在相邻的 区段 内同时进行等。 支护 。帮 、 角锚杆均 为直径 ２ｍ 长 ２ ｍ 的高 ０ ｍ， ． ２ ２ ． 强围岩 约束 能力 ， ２增 限制破碎 区向纵深 强 度 螺纹 钢 、尾部 热处 理 的锚 杆 ，锚 固长度 发展 １ ｍ， ． 排距 ７ ０ ｍ。 １ ５ｍ 增加支护体强度 ， 防止危岩 出现 ， 出现 即使 ３ － 固两帮和底角 ３加 危岩也 能限制形成较大 的破碎 区。在支 护手段 某工作 面两巷为梯形巷道 ，两帮 和底板 均 上 比较有效 的方法 是采用 高强度 锚杆 、 索 、 锚 为强度较小 的煤层 ， 巷后 围岩破 碎 区从两 帮 掘 网、 联合 支护 ， 梁 进一 步改 善围岩 力学性 能 ， 增 和底角开始 ， 最终也 以两帮最大。 两帮和底角采 强 闱岩 约束力 。 用高强度锚杆支 护 ，阻止破 碎 区；塑性 区的发 ２ － ３降低作用在 围岩 的压力 展， 减小该部位煤层强度 衰减 ， 当两帮和底板 裂 将作用 于巷道周 围的集 中载荷转移到离巷 隙发育 ， 迎头 ８－０ｍ时 ， 即距 ０１０ 应用高 水速凝材 道 较远 的支承 区 ， 巷道 围岩应 力 ， 而减 降低 从 料对两帮及底 板注浆 加固 ，提高破碎 区同岩的 少对支护 的破 坏。 卸压技术是较好的减小压力 、
程庄煤矿围岩观测制度
程庄煤矿围岩观测制度
1、对煤巷锚杆(索)支护的矩形巷道及巷道开门点、交岔点、地质构造带四周，必需安设顶板离层监测仪并挂牌治理。
巷道每50m设置一个测点，监测仪锚点位置分别在6～6.5m及2～2.5m处。
2、观测要求：1周内每天观测1次，然后每周观测1次，变形稳定后每月观测2次。
观测数据记录在现场的顶板离层监测牌板上，必需有纸质记录表及数据分析。
3、当顶板离层值超过50mm有冒落险情，需准时实行补打锚梁、点柱、加密支护、复棚等措施。
4、以下巷道类型不需要安装顶板离层监测仪：岩巷、架棚巷道、拱形巷道。
5、加强对巷道两帮移近量的检查观测，在两帮的中部设点，距耙装机(综掘机)不超过30m,测点距离不超过50m。
由施工中线实测两帮数据，当移近量超过50mm实行补打锚杆、剥帮、挂网等措施。
6、严格顶板离层监测仪领用程序。
需领用顶板离层监测仪由队部进展审请，工区技术负责人签字，生产技术部审核发放。
7、掘进专业每旬组织一次顶板离层监测仪安装及使用状况的专项检查，对不按要求安装、观测、分析的对技术员、技术负责人各罚100元。
8、掘进专业每月组织一次围岩监测分析会，针对观测状况准时实行
相应措施。
巷道围岩稳定性及控制技术
(4)锚杆支护可以改变围岩应力状态，增加围压，并且提高围岩承载能力，改善 巷道支护状况；
(5)围岩锚固体强度提高后，可减小巷道周围的破碎区、塑性区范围和巷道表面 位移，控制围岩破碎区、塑性区的发展，从而有利于巷道围岩的稳定。
对于煤层巷道，研究表明，以围岩的节理裂隙间距与分层厚度表示岩 体完整性是最合适的，且工作面的直接顶初次垮落步距与巷道顶板围岩的 节理裂隙间距以及分层厚度有密切的关系，如图所示。
因此，将直接顶初次垮落步距作为反映煤层巷道岩体完整性的一个综 合因素，它能反映顶板结构和构造对巷道围岩稳定性的影响。
二、巷道围岩稳定性评价
组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作用机理但在分析过程中没有深入考虑围岩作用机理但在分析过程中没有深入考虑围岩支护的相互作用支护的相互作用只是将各支护结构的最大支护只是将各支护结构的最大支护力简单相加从而得到复合支护结构总的最大支力简单相加从而得到复合支护结构总的最大支护力缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步护力缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步分析探讨分析探讨计算也与实际情况存在一定差距计算也与实际情况存在一定差距一一般不能作为准确的定量设计般不能作为准确的定量设计但可作为锚杆加固但可作为锚杆加固设计和施工的重要参考
① 1945~1950年，机械式锚杆研究与应用；
② 1950~1960年，广泛采用机械式锚杆，并开始对锚杆支护进行系统研究； ③ 1960~1970年，树脂锚杆推出并在矿井得到应用； ④ 1970~1980年，发明管缝式锚杆、胀管式锚杆并应用，研究新的设计方法， 长锚索产生； ⑤ 1980~1990年，混合锚头锚杆、桁架锚杆、特种锚杆等得到广泛应用，树脂锚 固材料得到改进； ⑥ 1990~2000年，以螺纹钢锚杆为代表的锚杆加之长锚索得到了广泛应用； ⑦ 2000~至今，以高强、高预应力锚杆及锚索得到了广泛应用。
矿井围岩控制与监测课件
锚杆（索）支护施工
总结词
根据巷道支护设计的要求，选择合适的锚杆（索）材 料和规格，进行锚杆（索）的安装和施工，以确保巷 道围岩的稳定性和安全性。
详细描述
锚杆（索）支护施工是矿井围岩控制工程实践中的关键 环节，需要根据巷道支护设计的要求，选择合适的锚杆 （索）材料和规格，并进行安装和施工。在施工过程中， 需要控制好锚杆（索）的安装角度、深度、间距等参数， 以确保锚杆（索）能够有效固定围岩，防止围岩的脱落 和变形。同时，还需要注意施工质量和安全，采取有效 的措施防止施工事故的发生。
。
全站仪监测法
水文地质监测法 气体分析监测法
围岩监测的设备与仪器
应变计 用于监测围岩应力和应变变化的传感 器。
全站仪 用于监测围岩位移和变形的测量设备。
水位计 用于监测地下水位和水压变化的设备。
气体分析仪
用于监测矿井内有害气体浓度的分析 仪器。
CHAPTER
巷道支护设计
总结词
根据巷道围岩的工程地质条件、水文地质条件和工程 要求，选择合理的巷道断面形状和尺寸，设计出安全、 经济、高效的巷道支护方案。
• 矿井围岩控制概述 • 矿井围岩监测技术 • 矿井围岩控制工程实践 • 矿井围岩监测工程实践 • 矿井围岩控制与监测的未来发展
CHAPTER
矿井围岩控制的重要性
01
02
保障矿井安全
提高采矿效率
03 保护生态环境
矿井围岩控制的基本原则
预防为主
因地制宜
综合治理
矿井围岩控制的主要方法
ห้องสมุดไป่ตู้
锚杆支护
利用锚杆对围岩进行加 固，提高围岩的稳定性。
矿井安全生产提供理论支持。
CHAPTER
矿山压力与岩层控制复习题和6套试卷
矿井围岩控制与灾害防治1、什么叫岩石的碎胀性？研究它有何意义？【答题要点】：(1)岩石的碎胀性是指岩石破碎后的体积比破碎前的体积增大的性质。
(2)当顶板垮落到一定高度，即∑h=m/（K p-1）时，就可以完全充填采空区，其上覆岩层的活动对工作面就没有明显的动压影响了。
因此，碎胀性对工作面顶板管理有重要意义。
2、何谓围岩的极限平衡，极限平衡区范围的大小与哪些因素有关？【答题要点】：(1)在地下岩体中开掘巷道以后，一般巷道周边的岩块是处于单轴压缩状态，在垂直应力KγH的作用下，就要发生破坏，随着向岩体内部发展，岩块逐渐变为三向应力状态，其抗压强度逐渐增加，在某一半径为R的范围内岩块的应力圆和其强度包络线相切，这一范围内的岩块受力状态叫做极限平衡状态，岩体处于极限平衡状态的区域叫做极限平衡区；(2)主要与巷道距地表的深度、巷道尺寸及围岩的力学性质等因素有关。
3、衡量矿山压力显现程度的主要指标有哪些？【答题要点】：(1)顶板下沉；(2)顶板下沉速度；(3)支柱变形与折损；(4)顶板破碎情况；(5)局部冒顶；(6)工作面顶板沿煤壁切落（或称大面积冒顶）。
(7)其它还有煤壁片帮、支柱插入底板、底板鼓起等一系列矿山压力现象。
4、试述“P-ΔL”曲线的实质。
【答题要点】：(1)“P-ΔL”曲线是支架的工作阻力P对顶板下沉量ΔL的影响程度曲线，它反映了支架和围岩之间的相互作用关系；(2)根据实际的“P-ΔL”曲线可知，支架的工作阻力对顶板下沉量是有一定限度的，支架的工作阻力较小时，增加支架的工作阻力可以明显地减少顶板下沉量，当支架工作阻力达到一定程度以后，再增加支架的工作阻力对顶板下沉量的影响就比较小了；(3)这也说明了采场支架的工作阻力并不能改变上覆岩层的总体活动规律。
5、煤矿绿色开采技术体系包括哪些？【答题要点】：(1)保水开采；(2)煤与煤层气共采；(3)条带与充填开采、离层注浆减沉；(4)煤巷支护部分矸石井下处理；(5)煤炭地下气化。
简述巷道围岩控制技术
简述巷道围岩控制技术一、引言巷道围岩控制技术是煤矿开采中的一个重要环节，其目的是保障工人安全、提高生产效率和降低成本。
随着科技的发展，巷道围岩控制技术也在不断创新和完善。
二、巷道围岩的特点巷道围岩是指煤矿中开采出来的空间所包围的岩体。
其特点主要有以下几个方面：1. 岩层厚度大：由于煤层多数为平面构造，因此开采时需要在地下挖掘出一条宽度较大、长度较长、高度较低的通路，因此巷道围岩厚度相对较大。
2. 岩层变形能力弱：由于巷道围岩受到地质构造和开采活动的影响，其变形能力相对较弱。
3. 工作环境恶劣：由于工作环境复杂，如地质条件不稳定、气体浓度高等，使得巷道围岩控制技术更加复杂和危险。
三、巷道围岩控制技术分类根据不同的需求和要求，巷道围岩控制技术可以分为以下几种：1. 支护技术：通过设置支架、钢架等方式对巷道围岩进行支撑，以达到稳定和控制的目的。
2. 加固技术：通过注浆、锚杆等方式对巷道围岩进行加固，以提高其强度和稳定性。
3. 预应力技术：通过设置预应力杆等方式对巷道围岩进行预应力处理，以提高其承载能力和抗变形能力。
4. 水泥注浆技术：利用水泥注浆剂对巷道围岩进行加固和封闭处理，以达到稳定和防水的目的。
5. 喷射混凝土技术：通过喷射混凝土对巷道围岩进行加固和支护，以提高其承载能力和稳定性。
四、巷道围岩控制技术应用在实际生产中，根据煤矿地质条件、工作环境和开采方式等不同情况，选择不同的巷道围岩控制技术。
以下是一些常见的应用情况：1. 支护技术：在煤矿开采中，支护技术是最常用的一种巷道围岩控制技术。
其优点是支护结构简单、施工方便、成本低等。
2. 加固技术：当巷道围岩强度较弱或存在大块岩体时，加固技术可以提高其承载能力和稳定性。
常见的加固方式有注浆、锚杆等。
3. 预应力技术：预应力技术主要用于需要长期稳定的巷道围岩中。
通过设置预应力杆等方式对巷道围岩进行预应力处理，以提高其承载能力和抗变形能力。
4. 水泥注浆技术：水泥注浆技术主要用于防水和封闭处理。
千米深井巷道围岩控制技术
• 引言 • 千米深井巷道围岩控制技术概述 • 千米深井巷道围岩控制的关键技术 • 千米深井巷道围岩控制技术的应用
实例 • 未来展望
01
引言
背景介绍
01
随着我国矿产资源开采的深入， 千米深井巷道围岩控制技术成为 研究的热点问题。
02
深井巷道围岩控制技术对于保障 矿产资源开采安全、提高开采效 率具有重要意义。
面临挑战
在深井巷道中，围岩承受着巨大的地压，易 发生变形和破坏；同时，深部地温高，对设 备和人员都是一大考验。因此，需要采取针 对性的围岩控制技术。
技术实施过程
技术方案设计
根据矿区的实际情况，设计出适 合的围岩控制方案，包括选择合 适的支护方式、确定合理的支护
参数等。
施工工艺
详细描述施工工艺流程，包括巷道 掘进、支护安装、监测设备布置等 环节，确保施工质量和安全。
05
未来展望
技术发展趋势
智能化监测
高效掘进技术
利用物联网、大数据和人工智能技术， 实现千米深井巷道围岩的实时监测和 预警，提高监测效率和精度。
发展高效、安全的掘进技术，提高千 米深井巷道的掘进速度，降低施工成 本。
新型支护材料
研发具有更高强度、耐久性和适应性 的新型支护材料，以应对千米深井巷 道的高压、高地温等恶劣环境。
VS
常用的监测仪器包括收敛计、压力计、 位移计等，通过数据采集和处理系统 对监测数据进行实时分析和处理，为 支护设计和优化提供依据。同时，监 测数据还可以用于评估支护效果和安 全性，为后续工程提供参考和借鉴。
04
千米深井巷道围岩控制技术的应 用实例
应用场景介绍
矿区概况
以某大型矿区为例，该矿区具有千米深度的 矿井，巷道围岩条件复杂，需要采取有效的 围岩控制技术以确保安全和高效的生产。
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<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）