深部围岩岩层控制
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．
煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术
煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术摘要近年来，随着我国煤矿产能的不断提高，开采的深度也随之增加，采区也开始由浅入深，基于这一现状，致使井下巷道围岩的应力也随之增大，围岩条件日趋复杂，巷道变形、巷道底鼓等现象常有发生，这些问题都严重影响了巷道围岩的稳定性，也为煤矿井下开采工作的顺利进行埋下了隐患。
因此，对煤矿深部岩巷围岩的稳定性进行控制已经迫在眉睫。
本文首先对煤矿深部围岩稳定性控制理论进行概述，进而简要地阐述了煤矿深部岩巷围岩支护原则，并根据笔者多年的工作实践经验总结出煤矿深部岩巷围岩支护技术，期望以此能够为煤矿的安全生产提供一些帮助。
关键词煤矿深部岩巷；围岩；控制理论；支护原则；支护技术1 煤矿深部围岩稳定性控制理论概述从力学性质的角度讲，围岩的稳定性通常取决于岩体自身的变形性质和强度。
另外，围岩自身所受的应力状态也对其稳定性有一定影响。
围岩体主要由两部分组成：一是岩石骨架，二是结构面。
通常煤矿深部的围岩都经历了漫长的地质年代，并且在长期的高压作用影响下使得岩石骨架变得异常致密和坚硬，所以实际影响煤矿深部围岩变形性质和强度的因素主要是结构面。
因此，想要控制煤矿深部围岩的稳定主要应从结构面和应力状态着手。
煤矿深部岩巷开挖过程中，使围岩体所受的应力状态发生了变化，导致了围岩从原本的稳定状态逐渐转变为非稳定状态，虽然，在开挖初期，围岩的抗压强度比较高，但是随着不断的开挖卸荷，致使围岩的侧压有所下降，正常情况下，近表围岩的侧压将会降至为零。
与此同时，大部分应力开始向巷道周向转移，使得应力集中，这时的周向应力一般会升高3倍左右。
通常煤矿700m~900m深度的巷道，近表围岩的围压卸荷幅度大约在20MPa，巷道周向的应力将会增加近60MPa，在如此大的应力作用下，会使围岩的劣化速度不断加快，裂缝也会从表面不断向内部扩散，进而造成围岩失稳。
为了确保围岩的稳定性，就必须在对巷道进行开挖后立即进行必要的支护。
2 煤矿深部岩巷围岩支护原则在对煤矿深部岩巷围岩进行支护时，应遵循以下支护原则：首先，应尽量维护并保持围岩体自身残余强度的原则。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策煤矿深部岩巷是煤矿生产过程中的重要通道，其围岩稳定与支护对于保障矿井安全生产和提高工作效率至关重要。
煤矿深部岩巷所面临的围岩稳定问题主要包括岩层破裂、露天裂隙、顶板冒落、煤层顶板垮落、瓦斯突出等。
为了有效解决这些问题，煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策是至关重要的。
一、岩巷围岩稳定监测在煤矿深部岩巷中，围岩稳定监测是非常重要的一环。
通过对岩巷围岩的变位、收敛、裂隙、地压的监测，可以及时了解岩巷围岩的变化情况，从而及时调整支护方案，确保岩巷的稳定性。
采用现代化的监测技术，如激光测距仪、应变仪、GPS定位等，可以精准地监测岩巷围岩的变化情况，并及时进行预警和处理。
二、合理支护措施在煤矿深部岩巷中，采用合理的支护措施是保障岩巷稳定的关键。
常见的支护措施包括：锚杆支护、钢架支护、道柱支护、喷锚支护、锚索支护等。
不同的地质条件和围岩稳定状况需要采用不同的支护措施，根据具体情况进行综合分析，制定最合理的支护方案。
隧道内部的排水、通风等设施也需要合理配置，以确保岩巷的稳定和安全。
三、科学合理的掘进工艺在煤矿深部岩巷的掘进过程中，采用科学合理的工艺是提高岩巷稳定性的前提。
根据地质条件和围岩稳定状况，合理选择掘进方式和速度，预防和减少岩巷围岩的变形和破裂。
设定合理的掘进参数，进行适当的控制爆破和支护工艺，确保岩巷的稳定和安全。
四、合理的瓦斯抽放系统在煤矿深部岩巷中，瓦斯是一个常见的安全隐患。
为了降低瓦斯浓度和减少瓦斯突出的风险，需要合理配置瓦斯抽放系统，及时将瓦斯排放出去。
通过合理的通风设计和瓦斯抽放系统的配置，可以有效降低瓦斯浓度，确保岩巷的安全。
五、加强人员管理和安全教育在煤矿深部岩巷中，加强人员管理和安全教育是保障矿井安全生产的重要保障。
通过加强对岩巷围岩稳定和支护技术的培训和教育，提高矿工的安全意识和技术水平，降低事故风险。
加强对矿工的监督和管理，确保操作规程的执行和安全操作。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策是煤矿生产中的重要环节。
关于煤矿深部岩巷围岩稳定与支护几个问题的认识
刘泉声
中国科学院武汉岩土力学研究所 2007年11月15日于安徽理工大学
目 录
煤矿深部围岩特点 深部围岩稳定控制对策 信息化施工与围岩稳定控制 结 语
一、煤矿深部围岩特点
高地应力
软弱、裂隙发育
深部围岩
高渗透压力
深部：埋深＞800米
高温度梯度
高地应力作用
3
4 5 6 8
1.35
1.43 1.50 1.575 1.675
0.068
0.072 0.075 0.081 0.089
1.09
1.16 1.21 1.27 1.35
1.13
1.19 1.25 1.35 1.48
1.832
1.928 2.075 2.17 2.275
0.625
0.668 0.7 0.75 0.82
3
内摩擦 角 φ /° 40-45
2.65
粘结 力 C/ MPa 1.52.0 1.01.5 0.51.0 0.20.5
抗拉强 度 σt/MP a 0.700.83 0.520.70 0.290.52 0.130.29
单轴抗压 强度 σc/MPa 6.43-9.66
弹性模 量 E/ GPa 15-20
C /MPa
0.35 0.36 0.36 0.37 0.37 0.38 0.39
对 策
φ /(°)
31.5 31.5 33.5 35.6 37.1 38.8 40.4
C*
/MPa 0.017 0.018 0.018 0.018 0.019 0.019 0.021
φ*
/° 31.5 31.5 33.5 35.6 37.1 38.8 40.4
恒源煤矿深部巷道围岩控制技术
③ 现有锚 网支 护承 载结 构稳 定性 差 ， 由
于对 巷道 两帮 结构 稳定 性缺 乏认 识 ，支护 设
计 中未 考虑采 取措 施提 高 帮部承 载结 构 的稳 定性 ，随着锚 网支 护承 载结 构失 稳破 坏 ，导 致锚 网支 护整 体失 效 ； ④ 底板未 采 取支护 措施 ，成 为巷 道变 形 的突破 口，反 复 卧底 降低 支护 的稳定 性 ，两 帮 内移 导致 支护 承载结 构 稳定性 降 低 。
锚杆 预 紧力矩 应不 小 于 ２ ０ ０ Ｎ・ ｒ ｆ ｌ 。
锚索 联合 支 护 一 底 板支 护 一 整 体 注浆 加 固 。 次 支护 后 ，对巷 道进 行混凝 土初 喷 ，保证
一
巷道 成型 。采 用高 强度 二次锚 网索支 护对 巷
道 围岩进 行加 固 ，采用 小孔 径高 强预 应力 锚 索实 施结 构补偿 。
３ ． ２ 一 次 支护参数
②沿巷 道 轴 向布置 整体钢 筋梯 子梁 ，二 次支 护 的钢筋 梯子 梁压 住一 次支 护 的钢 筋梯 子 梁 ，发 挥 锚 网 支 护 中 锚 杆 的 整 体 支 护
效果 。
① 顶、帮 锚 杆 采 用 直 径 ２ ０ ｍｍ、 长 ２ ４ ０ ０ ｍｍ 左 旋无 纵筋 螺纹 钢锚 杆 ，锚 杆 间 排
支护 难题 ，选 取 了 新 掘 巷 道 １ １ ６ １下 运 输 下 山架 空乘 人车 机头 硐室 作为 试验 点 ，试 验 巷
道 的埋深 为 一７ ２ ０ ｍ。 ２ 巷 道 围 岩 变 形 失 稳 原 因分 析 ２ ． １ 巷 道 变形破 坏特征
② 围岩应 力水 平较 高 ，且 受 断层 带构 造
程 度 的 工作 面 采 动 影 响 ；试 验 段 附 近 巷 道
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策随着煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿勘探和开采往往要越来越深入地下，这就对煤矿深部岩巷的岩体稳定与支护提出了更高的要求。
煤矿深部岩巷岩体稳定与支护对策是煤矿生产中一个重要的技术问题，直接关系到矿井的安全生产和资源开发利用。
本文将从岩巷围岩的稳定性原因分析、支护措施和新技术应用等方面探讨深部岩巷围岩稳定与支护对策。
一、围岩稳定性原因分析1. 地质构造地质构造是岩巷围岩稳定性的重要因素之一。
在煤矿深部开采中，地质构造常常较为复杂，存在断层、节理、褶皱等地质构造对围岩稳定性的影响。
2. 地质岩性地质岩性包括煤层的产状、厚度和坚固程度等，这直接影响到围岩的稳定性。
一些软弱的破碎煤层容易发生滑移、坍塌，导致围岩失稳。
3. 应力状态在煤矿深部，地下应力较大，会对围岩产生较大的压力，导致围岩破裂、变形等现象，严重影响围岩稳定。
4. 水文地质条件水文地质条件是围岩稳定性的重要影响因素之一。
水文地质条件较差，容易导致围岩的湿润和软化，使围岩稳定性下降。
二、支护措施1. 预留合理矿柱在煤矿深部开采中，合理预留矿柱是保障围岩稳定的有效措施。
通过预留合理的矿柱，可以有效减小地下应力，减轻围岩的承压，提高围岩的稳定性。
2. 地压控制地压控制是指通过合理布置和支护巷道，减少围岩的变形和破裂。
采用合理的采煤工艺、适当的放顶和支护措施，可以有效控制围岩的稳定。
3. 巷道支护巷道支护是保障围岩稳定的重要手段。
采用合理的巷道支护材料和技术，对巷道进行有效加固，可以增加围岩的抗压和抗剪强度，提高围岩的稳定性。
4. 特殊地质条件下的支护对于特殊地质条件下的围岩，如软弱煤层、断层带、岩溶地质等，需要采用相应的支护措施。
比如对软弱煤层围岩可以采用锚杆、锚索、预应力锚杆支护；对断层带可以采用预应力锚杆加固，对岩溶地质可以采用喷浆固化等方式进行支护加固。
三、新技术应用1. 高效支护材料随着材料科学的发展，高效支护材料的研发应用对围岩稳定与支护起到了重要作用。
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
一
～
１ ６ 中国新技术新产品 ０一
：』 Ｃ ｉ ａ Ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒ ｄ ｃｓ ｈｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ
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 、
深部巷道围岩控制原理与应用研究
深部巷道围岩控制原理与应用研究随着矿产资源的不断开采，矿井深度不断增加，深部巷道围岩控制问题变得越来越突出。
深部巷道围岩控制不仅关系到矿井的安全生产，还涉及到能源资源的有效利用。
因此，本文将围绕深部巷道围岩控制原理与应用研究展开讨论，旨在为矿井安全生产和围岩控制提供参考。
深部巷道围岩控制研究主要涉及理论研究和应用实践两个方面。
在理论研究方面，研究者主要从应力分布、围岩变形和破裂机理等方面进行深入研究。
例如，有些研究者利用数值模拟方法分析深部巷道围岩的应力分布和变形规律，提出了一些有效的控制方法。
研究者还针对围岩破裂问题进行了大量研究，提出了诸如加固、注浆等处理方法。
在应用实践方面，研究者对深部巷道围岩控制方法进行了广泛探讨。
例如，有研究者提出采用加固支护方法提高围岩的稳定性，如采用锚杆支护、钢筋混凝土支护等。
研究者还针对不同矿井实际情况，结合相关理论研究成果，提出了一系列具有针对性的控制措施。
然而，在实际应用中，这些措施仍存在一定局限性，需要进一步改进和完善。
深部巷道围岩控制原理主要包括应力分布、围岩变形和破裂机理等方面。
在应力分布方面，深部巷道围岩的应力主要受到重力、构造应力和工程应力的影响。
其中，重力引起的应力分布较为均匀，而构造应力和工程应力则可能导致应力集中现象。
因此，在围岩控制过程中，应着重考虑如何降低应力集中现象的影响。
在围岩变形方面，深部巷道围岩的变形主要受到重力、构造应力和工程应力的影响。
其中，重力引起的变形较为简单，而构造应力和工程应力则可能导致变形加剧。
因此，在围岩控制过程中，应着重考虑如何降低变形速率和变形量。
在破裂机理方面，深部巷道围岩的破裂主要受到地质构造、岩石力学性质和工程活动的影响。
其中，地质构造和岩石力学性质是导致破裂的主要因素，而工程活动则可能诱发或加剧破裂。
因此，在围岩控制过程中，应着重考虑如何降低破裂发生的风险。
在应用实践方面，深部巷道围岩控制原理的应用主要涉及以下几个方面：合理选择巷道位置：在矿井设计时，应尽量避免穿过地质构造带、岩性变化大的区域以及已有采空区的上方。
煤矿深部巷道围岩控制及支护技术
根据围岩稳定性分析结果，结合矿井实际情况，选择合适的支护类型。
03
煤矿深部巷道支护技术
锚杆支护技术
01
02
03
锚杆支护原理
利用锚杆的拉力和锁定性 ，对巷道围岩进行加固和 稳定，提高其承载能力。
锚杆支护类型
包括机械锚杆、树脂锚杆 、钢丝绳锚杆等，根据巷 道围岩类型和支护要求选 择合适的类型。
锚杆支护施工工艺
某矿井深部巷道围岩控制实例
地质条件
某矿井地质条件复杂，围岩稳 定性较差，存在多处断层和破
碎带。
围岩控制方法
采用预注浆、锚网喷联合支护等措 施，对围岩进行加固和稳定。
效果评估
经过围岩控制措施后，巷道变形和 破坏情况得到有效控制，提高了矿 井的安全性和生产效率。
某矿井深部巷道支护技术实例
地质条件
某矿井地质条件较好，围岩较稳 定，但受到采动影响较大。
支架支护技术
支架支护原理
利用支架的支撑力和稳定 性，对巷道围岩进行支撑 和固定，防止变形和破坏 。
支架支护类型
包括木支架、钢支架、混 凝土支架等，根据巷道围 岩类型和支护要求选择合 适的类型。
支架支护施工工艺
包括支架的安装、固定、 支撑等步骤，需注意支架 的承载能力、稳定性和维 护措施。
04
煤矿深部巷道围岩控制及 支护技术实例分析
综合考虑巷道的服务年限、地层 条件、水文地质等因素，选择合
适的支护方式。
重视现场监测与信息反馈，及时 调整支护参数，确保支护效果与
安全。
巷道支护类型与选择
煤矿巷道支护类型主要有锚杆支护、喷射混凝土支护、棚式支架支护等 。
锚杆支护适用于围岩较稳定、节理发育的巷道；喷射混凝土支护可及时 封闭围岩，防止风化；棚式支架支护适用于围岩压力大、变形严重的巷
深部巷道围岩控制的关键技术研究
深部巷道围岩控制的关键技术研究一、本文概述随着地下矿产资源的不断开采，深部巷道的稳定性问题日益突出，围岩控制技术的研究与应用显得尤为重要。
本文旨在深入探讨深部巷道围岩控制的关键技术，从理论分析和实践应用两方面，对深部巷道围岩的稳定性控制进行全面系统的研究。
文章首先概述了深部巷道围岩控制的背景和研究意义，指出了当前深部巷道围岩控制面临的主要挑战。
随后，文章对深部巷道围岩控制技术的研究现状进行了综述，包括围岩稳定性分析、支护结构设计、施工工艺优化等方面。
在此基础上，文章提出了深部巷道围岩控制的关键技术，包括围岩分类与评价、支护结构设计优化、施工工艺改进、监测与信息化反馈等方面，并详细阐述了这些技术的原理和应用方法。
文章通过案例分析，验证了所提关键技术的有效性和可行性，为深部巷道围岩控制提供了有益的理论支撑和实践指导。
二、深部巷道围岩的地质特征和力学特性在深入研究深部巷道围岩控制技术之前，对深部巷道围岩的地质特征和力学特性进行全面的了解是至关重要的。
深部巷道的围岩地质特征通常表现为高地应力、高温度、高渗透压等复杂的地质环境。
随着开采深度的增加，地应力逐渐增大，使得围岩的变形和破坏行为更加复杂。
深部岩体的节理、裂隙等不连续面更为发育，进一步加剧了围岩的不稳定性。
同时，深部岩体的物理和化学性质也可能发生变化，如岩石的强度、硬度、弹性等力学性质可能随着深度的增加而发生变化。
深部巷道围岩的力学特性主要表现为高强度、高应力、高变形等特点。
在高地应力条件下，围岩的应力状态复杂，容易产生剪切破坏和拉伸破坏。
同时，由于深部岩体的温度较高，可能导致岩石的热膨胀效应，进一步加剧了围岩的变形和破坏。
深部岩体的渗透压也可能对围岩的稳定性产生影响，尤其是在高渗透压条件下，可能导致围岩的渗流破坏。
深部巷道围岩的地质特征和力学特性都极为复杂，这给深部巷道的围岩控制带来了极大的挑战。
深入研究深部巷道围岩的地质特征和力学特性，对于制定有效的围岩控制技术具有重要的指导意义。
深部矿井煤岩体力学特性及岩层控制技术
深部矿井煤岩体力学特性及岩层控制技术
深部矿井煤岩体力学特性是指在深部矿井中，煤岩体在地质条件和采动工艺的共同作用下所表现出的物理力学性质。
它包括煤岩体的强度、应力分布、变形特性等方面的特点。
煤岩体在采煤过程中，会受到应力的作用，产生应力集中、断裂破裂、变形增大等现象，从而影响井下安全生产和矿井设备的寿命。
岩层控制技术是指针对深部矿井中煤岩体的力学特性，采用一系列的控制措施，以减小地表和井下的振动、沉降、岩爆等岩层变形破坏问题，确保矿井的安全稳定运行。
岩层控制技术包括合理的采煤方法、巷道支护工艺、顶板管理、注浆加固等方面的技术手段。
这些技术手段旨在降低煤岩体变形和应力集中，保障矿井工作面和巷道的稳定性，减少煤与瓦斯等灾害的发生。
同时，岩层控制技术还可以提高采煤效率，减少能源消耗，实现绿色矿井的建设。
浅谈深部围岩变形基理及控制技术
浅谈深部围岩变形基理及控制技术张军亮刘树德摘要黑龙江省龙煤矿业集团鸡西分公司开采于1906年，已有百年历史。
鸡西分公司东海煤矿成立于1958年，已开采50年，随着开采时间的增加，矿井逐步向深部延伸，浅部煤层已全部开采完，矿井现已进入深井开采阶段，开采最深达1005米，属黑龙江省开采最深矿井。
浅部原岩体多数处于弹性应力状态，但进入深部以后，在高地应力以及采掘扰动力等的作用下，浅部表现为普通坚硬的岩石，在深部可能表现出大变形、难支护的软岩特征，即矿井由浅部的硬岩矿井转化为软岩矿井，提高井巷工程施工和支护难度。
东海煤矿通过在五采32#层四段风道进行深井支护实验，使用全程锚固高预应力锚杆和锚索联合支护，在开采深度达950米条件下，一次实验成功，解决了制约深井开采井巷工程支护的难题，为矿井的长远发展奠定了基础，增加了矿井的可采储量，提高了矿井服务年限。
关键词开采深井支护全程锚固锚杆锚索联合支护一、矿井概况东海煤矿位于鸡东县东海镇内，井田走向11公里，倾斜3公里，井田面积33平方公里。
该矿井于1958年由农垦局建井，1997年建成二段皮带井，设计能力120万吨。
通过近两年技术改造，主要改造了通风系统、供电系统及副提升系统，现矿井实际生产能力140万吨/年。
截止2006年底，矿井可采储量5110.3万吨。
由于东海矿开采有近50年历史，浅部煤层现已全部采完，进入深部区开采。
进入深部区开采后，在高地应力以及采掘扰动力等的作用下，浅部表现为普通坚硬的岩石，在深部可能表现出大变形、难支护的软岩特征，即矿井由浅部的硬岩矿井转化为软岩矿井，矿压比浅部大，井巷工程支护困难，给掘进及回采带来一定困难。
在采空区两侧的开拓巷道经常发生冒顶、片帮事故，严重影响安全与生产。
通过近两年的探索，我们已经解决深井支护问题。
二、巷道支护基本参数东海矿主采32#层、35#层1、东海煤矿32、35层柱状情况柱装图见表1所示32层与35号层间距45.8 m。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策煤矿深部岩巷围岩稳定与支护是煤矿生产中一个重要的技术难题，岩巷是矿山中用于进出煤矿井下和采煤面的通道，其稳定与支护对矿山生产安全和效率有着重要影响。
目前我国强度低、应力大的煤矿深部岩巷围岩稳定与支护难题尚未得到彻底解决，煤矿深部岩巷围岩破坏严重，事故频发。
对煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策进行深入研究，是当前亟待解决的技术难题。
一、煤矿深部岩巷围岩稳定的问题分析1.围岩压力大煤矿深部由于覆岩厚度大、地应力高、围岩、尤其是硬围岩中的岩石构造关系复杂，制约了煤矿深部岩巷围岩变形及应力分布规律的研究。
煤矿深部岩巷硬围岩中固定岩层下沉大、应力状态复杂，其自重应力和原应力是矿山围岩破坏的主要原因之一。
2.围岩变形大煤矿深部巷道围岩体之间的相对变形速度大，并且变形率较高，粉煤体之间倾向于水平滑移。
对围岩应力和变形规律的研究是解决围岩破坏的基础。
3.围岩破坏严重由于煤矿深部地质条件复杂，巷道围岩变形和破坏严重。
工作于深部岩巷的矿工们一直处于高应力和高危险的境地。
煤矿深部岩巷围岩破坏不仅对煤炭生产造成了严重威胁，也对矿工的安全带来了巨大的挑战。
二、煤矿深部岩巷围岩稳定的关键技术1.围岩控制技术针对煤矿深部围岩变形和破坏的问题，可以采用预应力锚杆支护技术、高效低采模热强围岩控制技术、新型矿山地压控制技术等手段来控制围岩变形和破坏的问题，提高煤矿深部岩巷围岩的稳定性。
2.支护技术通过采用高效的支护设备和技术手段，如使用高强度、高韧性的预应力锚杆、预应力喷锚杆、网架、钢架支护，结合喷浆加固技术等手段，提高煤矿深部岩巷的支护质量，确保矿巷的安全稳定。
3.监测预警技术利用现代化的煤矿巷道变形监测预警技术，如地下声波监测技术、地底应力监测技术、地表遥感监测技术等手段，对巷道变形和破坏进行实时监测，及时发现围岩的变形和破坏情况，提前采取相应的措施，确保巷道的安全稳定。
三、煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策1. 加强预警监测与风险评估，及时发现围岩变形和破坏情况，提前采取措施。
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。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策随着煤炭产业的发展，煤矿深部开采越来越成为现实。
然而，深部开采带来的围岩稳定和支护难题也就愈加突出，岩层失稳导致的事故频繁发生。
为此，我们需要在深入研究深部岩巷围岩稳定和支护机理的基础上提出有效的对策。
本文将探讨煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策。
一、深部岩巷围岩类型及特点煤矿深部岩巷围岩多为韧性岩和硬质岩，其中韧性岩包括砂岩、页岩、粘土岩等；硬质岩包括灰岩、花岗岩、变质岩等。
这种岩石具有强度高、固结性好、变形能力小等特点。
一旦失稳，破坏面及范围较大，导致的后果也比较严重。
二、深部岩巷围岩稳定问题1.巷道围岩应力状态异常在深部开采过程中，地压力显著增大。
强度高的围岩难以发生很大的变形，围岩与煤壁之间的支承能力骤然下降，导致失稳。
尤其是在矿山大倾角、小断距、高采高条件下，围岩失稳的风险更加突出。
2.采动力对围岩稳定的影响深部开采引起的水力压力、地质构造的因素增大，围岩的内部应力分布也跟着变化。
瓦斯爆炸、顶板、底板异常变形等因素也将加剧围岩的失稳程度。
因此，对于深部开采进行时，采动力对其岩巷围岩稳定的影响不容忽视。
三、深部岩巷围岩支护措施1. 预留稳定带对边界支护，必须在岩巷的设计和施工中尽量预留稳定带，这样可以承担较大的变形并在支护压力的约束下形成一定的合理变形。
如果没有预留稳定带，岩巷可能会出现突然迸裂和破裂，导致严重的灾难性事故。
2. 优化支护结构设计岩壁空间处理下，进一步优化岩巷支护结构设计。
支护材料必须充分利用材料的高强度和低变形能力，以提高支撑能力。
支护结构中的钢材应选用截面大、模量大、屈服强度大的高性能材料，能够承受较大的荷载。
采用带钢和点钢支撑结构，能够减少钢材用量及相关成本，提高支护结构的稳定性。
3. 优化支护措施支护措施是三级支柱、锚杆、栓网等。
三级支柱通过冲孔、侵入无人区、钻裂短煤体、切断金属等优化施工工艺，提高岩巷稳定性。
锚杆通过优化美麻构造和锚杆技术，制定相应的施工方案、技术流程、施工标准和质量控制方法，提高锚杆的锚固性。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策随着我国工业化进程的加快和能源需求的增长，煤矿深部开采已成为煤矿生产的主要形式之一。
煤矿深部开采也带来了一系列的岩巷围岩稳定与支护问题。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策的研究和实践对于确保煤矿生产安全、提高生产效率具有重要意义。
本文将从煤矿深部岩巷的特点、围岩稳定机理、常见的围岩稳定问题和相应的支护对策等方面展开探讨。
一、煤矿深部岩巷的特点煤矿深部岩巷指的是距离地表较深的煤层巷道。
由于深部地压和岩层构造的复杂性，煤矿深部岩巷与浅部岩巷相比具有以下特点：1. 地应力较大：地表以上的地应力是受到岩层自重等因素的影响而逐渐减小的，而在深部开采场所，地应力往往非常大，这对围岩稳定提出了更高的要求。
2. 岩层构造较复杂：深部地层通常都经历了了复杂的地质作用，形成了较为复杂的岩层构造，这使得深部岩巷的围岩稳定问题更为复杂。
3. 地质构造异常多：在深部地层中，地质构造异常多，如断层、褶皱、节理等，这也给岩石的稳定性带来了挑战。
以上这些特点使得煤矿深部岩巷的围岩稳定问题成为了深部开采的难点和瓶颈。
二、围岩稳定机理煤矿深部岩巷的围岩稳定机理是深部开采的重要理论基础。
围岩稳定主要受到以下几方面因素的影响：1. 地应力：地应力是指地下岩石受到的压力。
在深部开采中，地应力是影响围岩稳定的主要因素之一。
地应力大小与深度成正比，因此深部开采受到的地应力通常较大。
2. 岩层构造：地质构造异常多的深部岩巷，岩层构造对围岩稳定起着至关重要的作用。
褶皱、断层等地质构造对围岩形成和变形带来了很大的影响。
3. 岩体力学性质：岩石的力学性质是影响围岩稳定的另一个重要因素。
岩石的抗压强度、断裂带特性、岩石的变形特性等都对围岩稳定有着重要的影响。
4. 采动影响：煤矿深部开采的过程中，采动对围岩产生了很大的影响。
采动导致了围岩的应力分布发生了变化，从而引发了岩体的破裂和变形。
以上这些因素共同影响着煤矿深部岩巷的围岩稳定，了解这些因素对选择合适的支护对策具有重要的意义。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策煤矿深部岩巷的围岩稳定是影响矿山生产和矿工安全的重要因素之一。
随着采矿深度的加深，地质条件不断复杂，针对围岩稳定问题所采用的支护措施也相应发生了变化。
本文将针对煤矿深部岩巷的围岩稳定问题，介绍目前主要采用的支护措施。
一、围岩稳定问题主要原因及状况煤矿深部岩巷的围岩状况取决于地质条件、矿井开采方法和支护技术等多方面因素。
而围岩稳定问题的主要原因是侵入岩体裂隙、煤与围岩的剥离、断层和悬片等地质构造因素，以及采矿过程中地应力、动态荷载等因素的影响。
根据对煤矿深部岩巷实际状况的观察和统计，围岩的破坏表现主要有以下几种情况：1. 构造破坏侵入岩体的层理平行裂隙、节理和断层等构造会对围岩产生压力和影响。
2. 围岩剥离破坏围岩与煤体接触面上的剥落是导致围岩破坏的主要原因之一。
3. 动态荷载破坏矿山内外地应力的不平衡和矿井周围的龟裂、坍陷等活动都会造成动态荷载破坏围岩。
4. 应力变形破坏由于煤下伏固结导致地压增大、煤层胀缩等原因，导致围岩内部应力的非均匀分布，使部分围岩出现变形甚至破坏。
二、支护措施随着深部煤矿的不断发展，相应的支护措施也在不断改善。
以下介绍目前主要采用的支护措施。
1. 锚网加喷筋锚网加喷筋是一种常见的支护方案。
在锚网上加喷筋可以有效地加固锚网支护体系，增强围岩的承载能力，提高围岩的端部支承能力，并降低支架变形。
2. 钢拱架加锚固钢拱架支护是一种先进的支护方案。
通过预埋弯折钢管或钢拱架加固矿井，增强围岩承载能力，具有自重轻、支护性能好、施工快捷等优点。
3. 高压注浆高压注浆是一种常见的地下工程支护方式，也适用于煤矿深部岩巷的支护。
注浆可以增加围岩的强度，缩小裂缝，改善围岩结构，提高围岩的稳定性。
4. 防水壁加注浆当煤井遭遇地下水问题时，可以采用防水壁的方式解决。
防水壁可以在地面上设置预制的混凝土和钢板或地下钻孔钢筋混凝土壁进行浇筑。
加注浆体可以提高围岩强度，并形成一定的脱水带，减少水的渗透和渗漏。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策1. 引言1.1 煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策的重要性煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策是煤矿安全生产中至关重要的环节，直接关系到矿工的生命安全和生产稳定。
随着煤矿开采向深部发展，岩巷围岩稳定问题日益突出，岩体变形、岩层移动、岩爆等地质灾害频发，给煤矿的生产经营带来了严重的危害。
加强岩巷围岩稳定与支护对策的研究和实践，对于提高煤矿生产效率、降低事故风险、保障矿工安全至关重要。
通过科学合理的支护设计和实施，可以有效减少岩体变形和岩层移动，提高岩巷的稳定性和安全性。
建立健全的预警监测系统，及时发现和预防岩体变形的迹象，为采取相应的措施提供依据。
加强安全管理与培训，提高矿工的安全意识和技能，也是确保煤矿深部岩巷围岩稳定与支护工作有效开展的关键。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策的重要性不可忽视。
只有不断加强科学研究、技术改进和管理创新，才能有效预防和控制岩体灾害，确保煤矿生产的安全稳定。
2. 正文2.1 岩巷围岩稳定问题分析煤矿深部岩巷围岩稳定是煤矿生产中一个至关重要的问题。
岩巷围岩稳定问题主要表现为岩体结构不稳定、岩层变形和移位等现象。
这些问题给煤矿生产和安全带来了严重影响。
岩体结构不稳定是造成岩巷围岩稳定问题的主要原因之一。
煤矿深部岩层中存在着各种岩性、构造和地质断裂，这些因素使岩体结构复杂多变，容易发生变形和破坏。
岩体结构的不稳定性会导致岩层失稳，崩塌等现象，严重影响了岩巷的稳定性。
岩层变形和移位也是岩巷围岩稳定问题的重要表现。
深部煤矿开采会导致地下岩层发生变形和移位，岩巷围岩受到巨大压力和变形，容易发生裂隙和破坏。
岩层的变形和移位会使岩巷围岩稳定性受到极大影响，给矿井生产和安全带来了严重威胁。
岩巷围岩稳定问题是煤矿深部开采中不可忽视的重要问题。
只有深入分析岩体结构、岩层变形和移位等问题，采取科学有效的支护措施和技术手段，才能保证煤矿深部岩巷围岩的稳定和安全。
2.2 支护措施及技术支护措施及技术是保障煤矿深部岩巷围岩稳定的关键环节。
深部巷道围岩控制
42.8
132
82
87.7
76
13.7
深部巷道围岩控制
1.3 岩性与矿压显现
（1）塑性区、破碎区范围显著增加； （2) 两帮和顶、底角破碎区显著增大，围岩变形显
著增加； 原因：水平应力增加，两帮煤软，角部应力集中。
（3）底鼓严重； （4) 持续蠕变。
2. 深部巷道围岩控制的基本途径
深部巷道围岩控制
：巷道所在位置的围岩应力（P0）、围岩
力学性能（c、φ、G）、支护阻力（Pi）和
巷道断面形式与尺寸，这也是控制巷道围
岩变形的4个主要技术途径。
巷道周边弹塑性位移u0/MPa
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
随着巷道周边围岩应力增加，巷道表面位移及 塑性区范围显著增大，降低巷道围岩应力对保持巷 道围岩稳定具有重要作用。
图2-1 已采区及其两侧煤柱的应力分布
Ⅰ－－冒落带；Ⅱ－裂隙带；Ⅲ－变曲下图4-1 已采区及其两侧煤柱沉带；A－ 原始应力区；B1、B2－应力增高区、C－应力降低区；D－应力稳定区
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.1 合理布置巷道（双巷及迎采）
图2-2 留区段煤柱时回采空间垂直应力等值线分布
改善巷道围岩应力状态的主要技术途径包括： 合理布置巷道、巷道围岩应力转移。
深部巷道围岩控制
2.2 基本途径一 （改善巷道围岩应力状态）
2.2.1 合理布置巷道
时间、空间上减少巷道承受支承压力影响；巷道布置在应力 降低区；合理设计煤柱尺寸；考虑最大水平应力的影响。
（1）采动引起的应力重新分布(高抽布置)
深部巷道围岩控制
1.2 “深部巷道”的概念
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研究生课程论文封面（2012—2013学年第二学期）课程名称：矿山压力及其控制课程类型：xxx授课教师：xxx学时：0 学分：0.0批阅意见：论文题目:深部巷道破碎围岩控制研究姓名：xxx学号：xxx年级：2012级专业：矿业工程学院：能源科学与工程学院注意事项：1、以上各项由研究生本人认真填写；2、研究生课程论文应符合一般学术规范，具有一定学术价值，严禁抄袭或应付；凡学校检查或抽查不合格者，一律取消该门课程成绩和学分，并按有关规定追究相关人员责任；3、论文得分由批阅人填写，并签字确认；批阅人应根据作业质量客观、公正的签写批阅意见（原则上不少于50字）；4、原则上要求所有课程论文均须用A4纸打印，加装本封面，左侧装订；5、课程论文由学生所在学院（系）统一保存，以备查用。
河南理工大学研究生处制摘要随着煤矿采深的逐年增加，深部开采引起围岩变形、片帮、冒落、崩塌等安全生产问题逐渐得到重视。
煤炭是我国的主要能源,随着浅部资源的减少和匮乏,我国煤炭开采逐渐转向深部。
随着矿井向深部的延伸,应力环境的恶化,很多在浅部没有暴露的问题在深部越发明显。
很多构造破碎带由于围岩本身强度低,在高应力的作用下,具有非线性大变形和显著的流变变形特征,使得该类巷道的维护极为困难,严重地影响着矿井支护的安全状况。
开展破碎软弱条件下巷道围岩变形机理、变形规律及控制手段研究,对煤矿巷道围岩控制具有普遍的理论价值和重大的实践意义。
依据巷道围岩变形破坏的主要因素,将巷道变形破坏分为表层巷道围岩的破碎与自重垮冒、浅层巷道围岩的应力扩容和高应力条件下的长时流变,研究了巷道围岩变形破坏的机理,为针对性的工程对策提供理论基础。
关键词：深部巷道；破碎围岩；支护；应力AbstractWith the increasing of coal mining depth，the security problems，which is caused by deformation，rib spalling and roof breaking collapse of surrounding rock．are being paid more attention．Coal is the main energy source , with shallow reduction and lack of resources , China's coal mining gradually turned deep . With the extension of the mine to the deep , stress environmental degradation , many are not exposed in the shallow part of the problem is more obvious in the deep . Because a lot of fractured rock itself with low intensity , high stress under the action of nonlinear large deformation and remarkable rheological deformation characteristics , making such roadway maintenance is extremely difficult, seriously affecting the security situation mine support . Carried out under the conditions of weak surrounding rock crushing deformation mechanism of deformation and controlling means for controlling coal mine roadway has universal theoretical value and of great practical significance. Based on roadway deformation and failure of the main factors , the surface will be divided roadway surrounding rock deformation and failure with weight crushing collapse risk , shallow roadway expansion and stress under high stress long rheological study the roadway around rock deformation and failure mechanism for targeted engineering measures provide a theoreticalbasis .Keyword：Deep roadway ; Crushed rock ; Support ; Stress1 深部巷道破碎围岩控制机理1．1深部破碎围岩及其力学属性由于开采深度的增加，围岩的自重应力逐渐增大，岩石强度逐渐变小，当围岩所受应力大于围岩强度时，围岩就可能发生破坏，产生裂隙，形成破碎围岩。
破碎围岩属于软弱围岩的一种，工程软岩和地质软岩是软弱破碎围岩的两大类别，地质软岩是强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响明显或含大量膨胀性粘土矿物的岩层，软、松、弱、散是其主要特点；工程软岩是在工程荷载作用下产生显著塑性变形的岩体，其特点是岩石强度与工程荷载的对立统一，即是工程软岩的相对实质，工程荷载与岩体强度的相互关系是关键影响因素。
当工程力恒定，岩体强度低于工程力体现为软岩特性，反之高于工程力体现为硬岩特性。
地质软岩的形成原因主要有以下三点：一是由于岩石自身强度很低，稳定性差，特别在含水或风化潮解情况下，岩体通常强度呈现的很弱；二是如果地质构造运动或风化作用强度较大，会致使岩体极度破碎松散，但是岩体自身强度较高，例如处于断层破碎带，隧道进出1：3的强风化带等地区，致使结构面极为发育，相互交织；三是结合以上两点，即岩体中存在解理、裂隙发育，并且抗压强度低称为软弱破碎岩体。
破碎围岩的力学性质主要表现在以下方面：破碎围岩在一定程度上将其看作是各向匀质的连续体，因其裂隙发育，随机分布，结构面相互交织，没有明显的方向性，同时围岩会表现出一定的塑性特征，通常是由围岩中内应力致使围岩破坏滑移而产生的；破碎围岩承载能力低，巷道掘进后围岩稳定性差，极易失稳破坏；可采用连续介质的弹塑性理论作对软弱破碎围岩进行分析，围岩随着变形保持一定的强度，具有应变强化特性。
1．2深部破碎围岩变形破坏特征软弱破碎围岩核心问题是大变形失稳，变形在实质上是显著非线性的、非光滑的塑性变形。
一般情况下，软弱破碎围岩变形破坏有如下特征：(1) 变形破坏方式有应力控制型和结构面控制型，以应力控制型为主。
表现出顶板下沉、两帮移近，片帮和底鼓等，整体性的收敛与破坏；(2) 当支护不及时或支护方式选择不当时，且围岩的承载力与地应力的比值很小，会造成围岩破坏范围增大，通常为2．5倍的洞径，甚至更大；(3) 软弱破碎围岩所处地应力强度在方向上的差异性常导致支护结构受力不均，致使巷道不同部位破坏程度不同，并在支护结构中产生不利于支护稳定的巨大弯矩：(4) 软弱破碎围岩具有强烈的流变性和低强度性，变形收敛速度高，拱顶下沉与两帮挤入量大，底鼓强烈，初期收敛速度达到3cm／d，在使用常规喷锚支护以后，围岩的收敛速度仍可达到2cm／d，可以看出在围岩与支护结构接触相互作用后，变形破坏仍然继续，并且收敛速度降低缓慢，围岩应力重分布持续时间长，地压随时间逐步增长。
1．3深部破碎围岩变形的影响因素影响巷道围岩变形的因素可分为地质因素和非地质因素。
1.3.1地质因素的影响(1) 巷道埋深与围岩强度巷道埋深直接影响自重应力的大小，是影响巷道围岩稳定的基本因素。
处于弹性状态的围岩，其巷道变形量和自重应力成线性关系，围岩变形量小。
圆形巷道的自重应力如果超过围岩的承载能力，围岩就会产生塑性变形乃至破坏，这时巷道变形量与自用应力成幂指数关系。
随着巷道埋深的增加，围岩强度明显降低，围岩内聚力和内摩擦角下降，变形破坏形式多变，围岩所受的集中应力很容易超过围岩自身强度，导致塑性区变大，巷道围岩破坏加剧。
在-500m水平以下，软岩巷道的破坏中，巷道变形破坏占84％。
此外地温升高也会加速围岩由脆性转化成塑性，从而加速塑性变形。
围岩强度是影响巷道稳定的关键因素，巷道的埋深又与围岩自重应力、强度、地温有关系，这些影响因素相互关联，给巷道维护带来了很大的技术难题。
(2) 特殊地质条件与地下水地下水对软弱围岩影响主要有：巷道掘进后，巷道成为地下水的排水通道，在透水围岩产生渗压梯度，产生指向巷道内部的推动力；受水静压力作用，饱水围岩的抗剪强度和有效压力减小，摩擦系数和粘聚力降低，围岩状态恶化；地下水浸泡或冲刷围岩，致使围岩溶解，还可能发生化学反应。
断层破碎带、风化带、岩溶区，特别是断层强烈破碎带、紧密褶皱带，这些特殊地质条件给巷道维护带来了很大的难度，地压现象和地下水活动强烈，围岩变形大，稳定性差，是地质不良工程施工段。
(3) 岩体结构及裂隙分布岩体的构造变动，风化等作用致使岩体形成软弱结构面。
软弱结构面弱化岩体整体性，将岩体分成大小，形状不同的结构体，并且强度缺陷致使岩石强度再度下降。
不管结构面的成因是地质构造还是沉积作用，通常其强度远低于母岩。
岩体裂隙分布不同时，对岩体应力分布和承载能力产生有不同影响。
同时岩层倾角也会对巷道变形破坏产生影响，通常岩层倾角较小的巷道，顶板下沉和两帮变形均匀；岩层倾角较大的，巷道会表现出非对称破坏变形，且两帮变形量超过顶板。
(4) 围岩地应力自重应力与构造应力是地应力主要来源。
其最大与最小主应力两个应力的差值是影响巷道稳定的关键；主应力大小、应力结构、与围岩关键节理的角度也都会影响巷道稳定。
应力的重新分布会导致软弱破碎围岩的塑性区扩大，造成顶板破碎下沉，两帮移近，底板底鼓。
(5) 时间的影响软弱破碎围岩的变形破坏具有一定的时间性，伴随着时间增长，变形破坏会近一步加剧，这是由于围岩的流变性质导致的，同时会加快围岩弱化过程，扩大塑性区和围岩变形量。
1.3.2 非地质因素的影响(1) 道断面巷道断面大小和变形量有很大的关系，巷道宽度与高度的增加，会导致顶底板移近量和两帮移近量增加。