巷道破坏原因分析与防治
煤矿井下巷道顶板破坏原因分析及控制方案研究
煤矿井下巷道顶板破坏原因分析及控制方案研究作者：成飞来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第03期摘要：本文结合实际井下调研、理论分析及现场验证等，对井下巷道顶板结构破坏的原因进行了分析，同时针对性的提出了控制方案，根据在某矿的实际应用表明，顶板发生破坏的主要原因是顶板的支护结构倾角大、支护跨度大以及顶帮承载能力不足而导致的，通过综合协调支护结构能够提升顶板支护结构的承载能力，提升顶帮协同承载结构的强度，大幅提升巷道顶板稳定性。
关键词：巷道顶板;破坏;控制方案;承载能力本文以某矿1124工作面为研究对象，根据煤矿井下的实际地质情况，总结了综采作业过程中巷道顶板发生破碎的原因，并针对性的提出了综合协调支护控制的方案，根据在某矿的实际应用表明，其顶板支护效果显著，极大的降低了在综采作业过程中发生冒顶事故的隐患。
1 顶板破坏特征及原因分析通过对某矿各深井综采作业面内巷道顶板结构的变形总结分析，巷道顶板发生破坏的特征主要包括顶板离层下沉、大跨度冒顶、沿着充填的墙体切顶以及沿着实体的煤帮垮落等四种结构[1]，其各垮落结构如图1所示。
通过对各种类型的顶板垮落变形的原因的分析，汇总出了井下巷道顶板发生破坏的主要原因主要包括以下几个方面：巷道顶板处的支护岩层结构脆弱，受压时各个岩层之间会产生相对滑移，使顶板支护岩层产生一个较大的下沉角度。
特别是在综采作业的初期，其巷旁支护阻力相对较低，无法使顶板沿着采空区垮落，当支护岩层在矿压作用下发生波动时直接造成了顶板在煤层连接处发生断裂，并迅速的下沉，短时间内使顶板的倾角达20°以上。
巷道顶板的跨度过大，当巷道顶板的跨度过大后会导致其在巷道的顶板的中间处产生一个大范围的拉伸区域，当有矿压波动时就会导致沿着支护岩层的薄弱的位置发生撕裂。
同时在巷道开采的不同时间段内，巷道顶板的浅部的岩层结构和支护结构相互作用，产生一个“顶—压”的扰动，更加剧了顶板的破断。
掘进巷道破坏机理分析及防治
３ 岩 石 的 变 形 特 性 。 岩 石 具 有 在 载 荷 作 用 下 ， 成 岩 石 ． 组 的基 本 微 粒 之 间 相 对 位 置 发 生 变 化 的 特 性 。 当 作 用 的 载 荷
一
、
绪 论
变 为 拉 应 力 等 。 巷 道 周 边 产 生 了 一 系 列 剪 切 力 面 ， 致 岩 石 以 与 岩 体 分 离 剥 落 ， 逐 渐 向 纵 深 发 展 ， 就 是 脆 性 岩 石有锚 喷 、 架棚 和砌 碹等 几 种类 型 。人们 根据 不 同的条件 及用 途 ， 通过 上述 几种 方式 的 单一 或联 合实 施 ， 大部 分能 达到 预期 目的 。但 在实 际 工程 设计 及
１ 静 压 区巷道 的破坏 。静 压 区巷 道 大致 有 ２种破 坏 形 ．
式 ：１ 巷 道 开 掘 后 产 生 的周 边 应 力 大 于 围 岩 强 度 ， 进 后 来 （） 掘
不及 支护 就发 生 冒落 ；（ ） ２ 巷道 开掘 后 产 生 的周 边 应 力小 于
围岩 强 度 ， 道 完 整 ， 随 着 时 间 推 移 逐 渐 变 形 破 坏 。 巷 但 ２ 动 压 区 巷 道 的 破 坏 。 动 压 区 巷 道 分 动 压 下 正 在 掘 进 ．
应 力 集 中 。如 果 这 种 变 化 超 过 了 岩 石 的 强 度 ， 会 先 在 巷 道 将
周 边应 力集 中较 大的部 位发生 变形 和破坏 ， 而 导致 邻近 区 从
受 力 条 件 变 差 ， 而 产 生 破 坏 。如 此 循 环 ， 至 围 岩 应 力 小 继 直
二 、 道 破 坏 的 显 现 特 征 巷
软岩巷道的破坏机理与控制
软岩巷道的破坏机理与控制李乃頔(安徽理工大学土木建筑学院ꎬ安徽㊀淮南㊀２３２００１)收稿日期:２０１８－０４－２７作者简介:李乃頔(１９９４－)ꎬ男ꎬ江苏徐州人ꎬ硕士研究生ꎬ主要研究方向:岩土工程ꎮ摘㊀要:在工程实践中ꎬ巷道施工发生变形破坏的现象十分常见ꎬ尤其是在深井软岩巷道中更为频繁和突出ꎮ越来越深的采深ꎬ采动压力以及越来越复杂的围岩地质情况ꎬ不仅加大了挖掘难度ꎬ而且为巷道安全质量带来了十分大的隐患ꎬ为确保巷道环境安全稳定ꎬ专家学者们也做了大量研究ꎬ几十年来也取得了丰硕的成果ꎮ本文主要介绍了一些常见的软岩巷道破坏机理和工程常用支护和控制稳定的方法ꎬ在保证巷道环境安全稳定的前提下选择最合理的施工方法ꎬ满足井下设备基础正常使用ꎬ减少二次支护合理降低造价ꎮ关键词:软岩巷道ꎻ破坏机理ꎻ稳定ꎻ支护方式中图分类号:ＴＤ３５３文献标志码:Ａ文章编号:１６７２－４０１１(２０１８)１０－００９０－０２ＤＯＩ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １６７２－４０１１ ２０１８ １０ ０４６ＤｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＳｏｆｔＲｏｃｋＲｏａｄｗａｙｓＬＩＮａｉｄｉ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅꎬＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＨｕａｉｎａｎ２３２００１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅꎬｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｒｏａｄｗａｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｓｖｅｒｙｃｏｍｍｏｎꎬｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｓｏｆｔｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｓｏｆｄｅｅｐｗｅｌｌｓ.Ｄｅｅｐｅｒａｎｄｄｅｅｐｅｒｍｉｎｉｎｇꎬｍｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｎｏｔｏｎｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｏｆｄｉｇｇｉｎｇꎬｂｕｔａｌｓｏｂｒｉｎｇｇｒｅａｔｈｉｄｄｅｎｄａｎｇｅｒｓｔｏｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙ.ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬｅｘｐｅｒｔｓａｎｄｓｃｈｏｌａｒｓＷｅｈａｖｅａｌｓｏｄｏｎｅａｌｏｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｃｈｉｅｖｅｄｆｒｕｉｔｆｕｌｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｄｅｃａｄｅｓ.Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｓｏｍｅｃｏｍｍｏｎｓｏｆｔｒｏｃｋｒｏａｄｗａｙｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｆｏｒｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏａｄ.Ｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｅｎｓｕｒｉｎｇｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬｔｈｅｍｏｓｔｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｏｒｍａｌｕｓｅｏｆｔｈｅｄｏｗｎｈｏｌｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｕｎｄａｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｂｒａｎｃｈ.Ｓａｆｅｇｕａｒｄｉｎｇｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｏｓｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｏｆｔｒｏｃｋｒｏａｄｗａｙꎻｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍꎻｓｔａｂｉｌｉｔｙꎻｓｕｐｐｏｒｔｍｅｔｈｏｄ１㊀软岩巷道常见的破坏现象巷道变形破坏的特性有顶板下沉㊁变形㊁扩容㊁冒顶ꎻ两帮变形㊁收敛㊁扩容㊁位移ꎻ底板变形破坏㊁底臌ꎮ复杂应力区会引起巷道位置发生时空变化㊁偏移走向㊁倾向㊁倾角等破坏形式ꎮ这些复杂的破坏形式给巷道的安全稳定㊁生产带来了一系列的影响ꎮ引起巷道发生变形的原因是多方面的ꎬ总体来说有三大决定因素ꎻ①地应力ꎻ②岩性ꎻ③支护强度ꎮ埋深巷道中地应力与深度呈线性关系ꎬ地应力随着开采深度的增大而增大ꎬ地应力也是造成工程事故发生最主要的因素ꎻ由于采动而形成的采动应力也会造成巷道破坏ꎻ当巷道布置过于集中ꎬ形成应力相互叠加的巷道群时ꎬ围岩也易发生破坏ꎮ一般来说ꎬ硬岩的强度较高ꎬ通常做一次支护便可以较好地控制变形ꎬ但软岩的物理力学性质十分复杂ꎬ膨胀性泥岩遇风㊁遇水㊁震动等都极易造成围岩破坏与变形ꎮ支护类型分为刚性支护㊁柔性支护㊁加固支护ꎮ支护方式有砌碹支护㊁棚户支护㊁喷锚㊁注浆等ꎬ支护强度与巷道变形相耦合才能有效地控制变形ꎮ２㊀软岩巷道破坏产生的原因在深井软岩巷道中ꎬ顶板下沉㊁两帮收敛㊁片帮内移㊁底臌导致巷道断面的形变ꎬ带来大量的维修工作ꎬ增加巷道维护费用ꎬ严重影响着矿井的安全与生产ꎮ由于软岩的独特性质以及深度增加而带来的采动影响ꎬ导致各类巷道破坏的原因都不相同ꎬ所以到目前为止仍有许多问题需要进一步探索与研究ꎮ２.１㊀软弱岩层的物理原因软岩一般由固相㊁液相㊁气相三相组成ꎮ其中ꎬ大小不一ꎬ形状不同的固体颗粒按照不规则的排列组合方式聚集构成了软岩的骨架部分ꎬ经过漫长的时间通过与其余两相物质相互作用ꎬ最终形成了软弱岩层ꎮ构成固相部分的颗粒实际上是矿物颗粒ꎬ主要分为:①原生矿物ꎻ②次生矿物ꎻ③有机质ꎬ其中原生矿物是由岩石风化㊁沉积成岩而形成的软岩ꎬ形成的软岩会保留风化前母岩中的矿物成分ꎬ其特性也各不相同ꎬ比如云母类矿物白云母㊁氧化类矿物石英㊁极易风化的硫化物类矿物等ꎮ次生矿物是由原生矿物在一定条件下进一步风化㊁分解而形成更细的矿物ꎮ其中黏土矿物是构成软弱岩层的重要组成部分ꎬ主要有蒙脱石㊁伊利石㊁高岭石等ꎮ有机质是通过动植物在微生物分解的情况下而形成的亲水性极强的矿物ꎬ对软岩的影响很大ꎮ总之ꎬ矿物成分的固有特性影响着软岩的地质情况ꎮ２.２㊀软弱岩层的力学特性２.２.１㊀可塑性可塑性指软岩经过外力作用之后无法恢复的塑性变形ꎮ不同应力的软岩有着不同的可塑性机理ꎮ低应力软岩一般是泥岩遇水软化甚至液化ꎮ高应力软岩是根据亲水性和结构面共同引起的ꎬ因其机理较为复杂ꎬ所以目前为止研究甚少ꎮ节理化软岩是根据其结构面变化而引起的ꎬ与吸水性没有关系ꎮ２.２.２㊀膨胀性膨胀性是指软岩在水或外力作用下发生膨胀的现象ꎮ内部膨胀是指水分子进入矿物元素层间而发生的膨胀ꎮ外部膨胀是指水分子在颗粒之间发生的膨胀变形ꎬ扩容膨胀是０９指受力后体积因裂隙扩大而发生的变形ꎮ２.２.３㊀崩解性不同应力的软岩对应的崩解机理也各不相同ꎮ低应力软岩因遇水软化造成裂隙变形而导致应力不均ꎬ从而发生崩解现象ꎬ高应力软岩和节理化软岩因在受力作用下发生局部应力不均而发生崩解现象ꎮ２.２.４㊀流变性在荷载作用下ꎬ随着时间的变化而发生的应变称之为蠕变ꎮ在应变不变的前提下ꎬ应力随时间的变化而减小称之为松弛ꎮ蠕变和松弛现象都是软岩具有流变性的具体体现ꎮ２.３㊀软弱岩层的水理作用巷道底板积水是煤矿生产最常见的现象之一ꎬ岩层浸水后强度降低ꎬ当软岩以高岭石㊁伊利石为主的黏土矿物岩层时ꎬ浸水后还会泥化崩解甚至液化ꎬ直至丧失强度ꎮ巷道底板裂隙浸水从而使水进入底板内部致使裂隙扩大ꎬ加速丧失底板围岩强度ꎮ３㊀软岩巷道破坏的有效控制３.１㊀软岩巷道锚喷支护(新奥法)在巷道开挖过程中ꎬ由地应力引起的围岩应力总是使开挖空间径向变形ꎮ喷锚支护就是在开挖后及时地向围岩喷射５~２０ｃｍ厚的混凝土ꎬ必要时再设立锚杆以达到控制变形的目的ꎮ由于开挖洞室后及时喷锚ꎬ混凝土可以与围岩紧密贴合ꎬ并且其本身具有柔性特性ꎬ所以充分利用了其材料性能ꎬ使围岩既能变形又能很好地控制ꎬ使锚杆㊁混凝土㊁围岩三者稳定地受力工作ꎮ这也是与刚性支撑只能被动承受力的最大区别ꎮ但是由于围岩的强度各不相同ꎬ因此锚杆设计也会有所差别ꎮ现根据围岩可分为以下四类ꎮ３.１.１㊀整体围岩整体围岩强度高㊁整体性好㊁围岩裂隙少ꎮ这类围岩开挖过后可以保持其自身稳定ꎬ无需锚杆支撑ꎬ将围岩表面打磨平整后喷射３~５ｃｍ混凝土即可ꎮ３.１.２㊀块状围岩块状围岩强度高ꎬ但整体性差ꎮ这类围岩开挖过后强度可保持自身稳定ꎬ但因整体性差ꎬ巷道内部时常会有岩石掉落ꎬ所以开挖过后需及时喷射混凝土保证其稳定性ꎬ防止裂隙发育致使更多岩石掉落ꎬ必要时可配合锚杆支撑ꎮ３.１.３㊀层状围岩层状围岩的岩体内有一组结构面特别发育ꎮ开挖过程中不易成拱形ꎬ若不加固则会大大减少其抗弯性能逐渐破坏ꎮ对于层状围岩ꎬ应以锚杆为主要支护手段ꎮ用锚杆把各岩层连接在一起可大幅度增加顶板的抗弯性能ꎮ３.１.４㊀软弱岩层软弱岩层强度低㊁整体性差㊁裂隙结构面发育ꎮ难以保持稳定ꎮ开挖后需及时喷射混凝土ꎬ防止围岩表面掉落ꎬ通过成组有规律地布置径向锚杆来提高岩体强度和稳定性ꎮ如遇到上方荷载较大ꎬ以上方法不足以抵抗变形时ꎬ则使用锚杆喷进行一次支护ꎬ待能量释放后进行第二次支护ꎬ选择合适的支护时间和强度是这个方法的关键ꎮ３.２㊀软岩巷道钢结构支护３.２.１㊀工字钢支护工字钢翼缘宽㊁腹板厚㊁稳定性好㊁抗弯能力强㊁使用灵活ꎬ可以应对井下围岩复杂的应力ꎮ工程中常使用９号㊁１１号㊁１２号三种规格ꎮ与一般型钢比其成本低㊁精度高㊁残余应力小ꎮ与混凝土相比工字钢可增大使用面积ꎬ减少自重带来的二次破坏ꎬ充分发挥其力学特点使巷道稳定ꎮ３.２.２㊀Ｕ型钢可缩性支护Ｕ型钢刚度大㊁支撑效果好㊁安装灵活方便ꎬＵ型钢比工字钢承载能力更强ꎬＵ型钢可提供较大的变形量和承载力ꎬ但它无法使围岩充分发挥其自承能力的特点ꎬ并且其造价较高ꎬ需经常维护ꎮ３.２.３㊀其他支护钢材除了工字钢和Ｕ型钢ꎬ矿井常用支护钢材还有扁钢角钢以及带钢等ꎮ卡揽是支架接头处的连接件ꎬ它会直接影响支架的稳定ꎮ底梁连接板可以使两根底梁搭接成一根ꎬ有效地支撑巷道底板ꎮ钢背板可以均匀地分散围岩压力以及防止块石掉落ꎮ钢支撑在巷道施工过程中可以充分发挥刚度大㊁稳定性强㊁灵活多变等特点ꎬ使安全系数显著提高ꎬ巷道布置支护形式更加合理化ꎮ３.３㊀锚注支护对于普通支护无法维护围岩稳定的巷道中ꎬ为确保安全施工ꎬ杜绝安全隐患ꎬ可使用锚注技术施工ꎮ在开掘开采空区之前ꎬ通过锚杆向开采区打设空心锚杆ꎬ将浆液扩散至岩体内使松散的围岩提高强度ꎬ提高整体化ꎬ增加内摩擦角和内聚力ꎬ为后期掘进创造良好的施工条件ꎮ４㊀结㊀论深井巷道普遍处于高地压㊁高地温的环境ꎬ地质环境复杂ꎬ支护困难ꎮ本文主要阐述了巷道工程中破坏的主要原因ꎬ还有一些常见的支护方式ꎮ长期以来巷道支护一直是矿井工程的技术难题ꎬ经过国内外专家学者的不懈努力ꎬ取得了众多学术成果ꎬ为整个巷道工程也指明了研究方向ꎬ但因井下地质条件复杂多变ꎬ工程支护也不能墨守常规ꎬ灵活多变是巷道支护工程的特点ꎬ在探索未知复杂的工程仍需不断努力ꎬ不断丰富巷道支护工程的研究史ꎮ[ＩＤ:００６７０７]参考文献:[１]㊀何满潮.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南[Ｍ].北京:科学出版社ꎬ２００４.[２]㊀李绍春ꎬ李仲辉.跨采软岩巷道支护技术[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０００ꎬ２８(１０):１－３.[３]㊀王焕文ꎬ王继良.锚喷支护[Ｍ].北京:煤炭工业出版社ꎬ１９８９.[４]㊀刘建庄ꎬ张农ꎬ郑西贵ꎬ等.Ｕ型钢支架偏纵向受力及屈曲破坏分析[Ｊ].煤炭学报ꎬ２０１１ꎬ３６(１０):４８－５２.[５]㊀郭健卿.软岩控制理论与应用[Ｍ].北京:冶金工业出版社ꎬ２０１１.[６]㊀康红普.软岩巷道底臌的防治[Ｍ].北京:煤炭工业出版社ꎬ１９９３.１９。
巷道变形破坏的因素及控制方法
0
前言
在地下采煤过程中必然要开挖许多空硐及移动
1
影响巷道变形破坏的主要因素
围岩性质及其构造特征
1 1 自然因素 1 11 ( 1) 围岩性质。围岩性质对巷道变形与破坏有 决定性影响 , 如存在软弱岩石或膨胀性岩石, 对巷道 变形和破坏的性质及其剧烈程度有重要影响; ( 2) 围岩构造特征。巷道的变形和破坏除与围 岩性质有关外 , 与围岩构造特征和岩体本身破坏状 态有密切关系, 其中影响最大和最普遍的是层理和 动力拖动排水运行。节 省了设备和器 材的购置费 用 , 减少了工程量和工程施工费用, 与原方案相比可 减少工程造价 60 余万元。在使用运 行上, 系统简 捷、 操作方便、 故障率低 , 更为安全可靠, 并且节省了 大量的运行电量和维修费用, 年可节省运行成本 10 万元以上。并且由于采用无动力运行, 使吸水过程 的系统振动大大减弱 , 沉积的废浆可以较为稳定地 沉放在清水之下, 可有效地防止废浆外溢 , 对农田环 境起到了很好的保 护作用。该套 系统自 2006 年 8 月份运行以来, 体现出了良好的运行效果 , 获得了较 好的经济效益和环境效应。
Abstract: Under the coal- mines, all types of laneways rewarded different funct ions act related effects. In ex cavating coal, the laneways will be distorted and damaged. By analyzing the causes we can find out reasonable control methods to protect the laneways. Key words: distortion and damage; funct ion; control methods
基于弹性力学模型的巷道变形破坏分析
根据线性弹性力学的叠加原理，图3(a)可以等效为图 3(b)和图3(c)两个模型的叠加 ．由弹性力学可知，在水平 单向应力σH 的作用下，如图3(b)，巷道周围所引起的应 力分布为：
v
在垂直单向应力 σv的作用下，如图3(c)，巷道周围所引 起的应力分布为：
根据弹性叠加原理，将（7性力学模型的巷道变形破坏分析
随着浅部资源的逐渐消失，我国金属矿产资源的获得逐 步转入地下开采，越采越深．例如：金川矿山矿体埋藏深均在 500～600 m以下，最大深度已超过1 000 m ；山东省的玲珑 金矿也已到800米 ；铜陵狮子山铜矿的开采深度1 100 m ．因 此，分析研究矿山巷道的破坏机制，对于防范和治理巷道的各 种破坏具有十的实际意义．
将r=a代人，则得到巷道壁上的应力分布如图3(a)所示， 分别为天然应力； 为巷道的半径； 为极坐标角度(以水平 的x轴标起，反时针转动)
可见，巷道壁上仅有切向应力 ，径向应力和剪 应力都为零．在巷道壁上，是关于θ的函数
即巷道切向应力最大值点出现在巷道的正上、正下、 正左、正右4个方位．这一定程度上解释了实际巷道中的 破坏点总是发生在这些位置的原因． 将(9)式代入(10)式，
通常情况下，岩石的泊松比 μ为0．1—0．4，如坚硬岩 石的μ=0．2～0．3，因此系数λ往往小于1，即水平自重应 力 σx，σy 小于垂直自重应力 σx．但深部条件下， μ可能接 近于0．5，所以λ= 1．此时水平地应力接近垂直地应力，与 “静水压力”假说估计的结果一致。 值得注意的是，垂直应力一般并不等于自重应力，因为板 块移动、岩浆对流和侵入、岩体非均匀扩容、温度不均和
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巷道发生底鼓的原因与针对性防治措施
巷道发生底鼓的原因与针对性防治措施构造应力、水理作用、底板岩性及支护强度等因素极易引起巷道出现底鼓现象，使得巷道断面缩小，对通风、运输等造成很大障碍，严重阻碍了采掘工程的正常进行，不但会增加成本，还有可能影响到安全。
因此，在巷道发生底鼓现象时，应尽快对其原因加以确定，然后采取相应的有效对策，如对巷道进行合理布置、加固底板支护、底板防治水等，通过这些措施，将底鼓部分的岩石彻底清除，或对底鼓量进行严格控制，保证巷道畅通，进而促进采掘工作能够顺利开展。
标签：巷道底鼓；构造应力；支护强度引言煤炭是我国的重要资源，用途极广，在生产生活中起着不可代替的作用，其开采工作难度较大，尤其是近些年，随着开采技术和工艺的不断更新，煤炭正从表面开采向深部开采过度，受地应力等多方面影响，巷道的两侧岩体和顶板底板会受力而挤压，出现变形、位移等现象，以至于巷道底板会因压力而向上隆起，阻碍了开采进度和效率，所以，在当前时代，应结合先进技术采取合适的方法对此现象加以解决。
1 工程概况某段煤矿厚度约为4m，顶板岩性以泥岩为主，令包括有粉砂岩、砂质泥岩等，底板则主要是泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩以及中细粒砂岩等，该段回采巷道存在较严重的底鼓问题，加大了开采难度，尤其是某工作面顺槽，回采时巷道的底鼓量约为1700mm，掘进时需要人工卧底2-3次，回采时仍需卧底2-3次，需耗费大量人力，使得开采效率有所降低，且煤矿安全得不到有力的保障。
为使煤矿得到进一步开采，提高安全保证，应对巷道底鼓的产生原因进行分析研究，并做好相应的防范工作。
2 巷道底鼓的产生原因2.1 构造应力地质构造有其自身特点，在运动时会对岩体产生一定的应力，即构造应力，方向性较为明显，多为水平应力。
在煤层较厚的地方，受构造应力影响，底板岩层容易褶曲，向上鼓起。
构造应力对底板岩层破坏很大，极易引起巷道的底鼓现象。
2.2 底板岩性底鼓多由巷道两侧的围岩变形位移引起，可见，围岩的结构组成及自身强度与巷道底鼓密切相关，如果围岩多是灰岩、砂岩时，因其比较坚硬，状态相对稳定，底鼓发生率较低；若围岩是泥岩或页岩等软弱岩体时，因呈裂隙发育，容易吸水，受到地应力时，以产生底鼓。
巷道破坏原因分析与防治
作 者简 介 ：刘西 党 （９ ４一） 男 ， 南 滑 县 人 ， 程 师 ，９７年 毕 业 １６ ， 河 工 １９ 于 焦作 工学 院 ， 期 从 事 煤 矿生 产技 术 管理 工 作 ， 任郑 州鹤 煤 能 源 长 现 开 发 公 司 总工 程 师 。
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５ ・ ４
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石 越 软松 动 圈越 大 ， 石 越 硬 松 动 圈越 小 。松 动 圈 岩 大 ， 道 的变 形量 就 大 ， 坏 程 度 就 高 。实 质上 ， 巷 破 松 动 圈形 成 和发 展 的过 程 就 是 巷 道 破 坏 的过 程 ， 这就 是 巷道 随着 时 间推移 移近 量增 大 的 原 因。因 为巷道
围岩 应力 小 于岩 石强 度 ， 围岩不 再松 动 和破坏 为止 。
动 压 区巷 道分 动压 下正 在掘进 的巷道 和动 压下
正 在使 用 的 巷 道 。它 们 不仅 受 上 覆 岩 层 的 静 压 作
用， 同时又受 支承 压力及 岩层 扰动 。其 破坏 特征 为 ： ①巷 道 围岩 （ 护 ） 支 强度 小 于支 承 应 力作 用 ， 随采 动
边， 往往 既 不均 匀也 不对称 ， 的变 大 ， 的变 小 。 有 有 有
ｌ 巷 道破 坏 的 显 现 特 征
从 整体上 说 ， 巷道 破坏 的显 现特 征分 两大 类 ： 一 类 是动 压 区 ， 巷道 上 覆 岩 层正 处 于剧 烈 运 动 和 破坏 阶段 ； 一类 是静 压 区 ， 另 巷道 尚未 受采 动影 响或 采 动 影 响 已停息 ， 覆 岩层 处于稳 定 状态 。 上
２ 破 坏 原 因及 机 理分 析
２ １ 围岩 应 力的重 新 分布 及作 用 ．
巷 道开 掘后 ， 原始 的岩 体应力 平衡 状态 被破 坏 ， 造 成应 力重 新 分 布 。在 双 向等 压 应力 场 中 ， 的切 孔 向应力 沿极 径方 向 衰减 ， ｒ 半 径 的 圆周 上 各 点 以 为 的应力 相等 （ 应力 圆 ） 等 。但 煤 矿 巷 道 多不 是 圆形 ， 加 之不 均匀 应力 的作 用 ， 应 力 圆将 在巷 道 外 接 圆 等 及 以外 的 围岩 中分 布 。分 布 的 结 果 反 映 到 巷 道 周
巷道底鼓机理与防治技术
岩石名称
ｒ
厚度 咖 ）
岩性描 述
在地应力作用下底板两帮 的移动体将 向巷道内压挤 ， 不仅只发生底 顶底板柱状图 ， 见图 １ 。 鼓， 还将 出现底压 。 ２ 力 学模 型 ３ 动 压 巷 道 围岩 变 形 及 支 护 建议 巷道ห้องสมุดไป่ตู้围岩遇水鼓起 ， 巷道底鼓 围岩应看做为软弱体 ， 其 抗拉 、 抗 ３ ． １ 松散岩层 的折算摩擦 角。巷道 围岩 的稳定性主要取 决于岩 剪、 抗弯性能极 其低 ， 依据郎肯土压力理论总结 其巷道底鼓机理 。 假
石性质及其破碎程度 ， 折算 摩擦角越大 ， 巷道围岩完整性越好 、 破碎 程度较 弱时 ， 巷道 围岩的最大破坏深度较小 、 底压较弱 ， 响应 的动压 影响也不 明显 。倘若岩石非 常破碎 、 完整性较 差时 ， 动压影 响较 明 显。 底压较大对巷道底板产生较大影响 。 ３ ． ２回采巷道受动压影响 。未受采动扰动 的巷道 ， 底 压垂 直巷道 底板向上。受采动扰动的巷道 ， 换算摩擦 角和动压值导致底压偏 移 的角度 ， 由于偏移角度 的变大连续 向受采动巷道一帮偏移 。 ３ ． ３巷道宽度影响 。巷道断面宽增宽 ， 导致 巷道底板 最大破坏 深 度增深 、 底压 明显 。巷道 围岩完整性较差 时 ， 巷道越 宽 ， 所受 到的动 压作用就很明显 ， 底压增高 的程度很大 ， 产生大面积的底鼓 现象。 ３ ． ４巷道底板支护 。提高巷道支护强度 、 采用有效的支护方式以 平衡巷道底 板应力 ， 并选取合 理的安全 系数 ， 可有效控 制动压巷 道 的底鼓现 象。但 围岩 岩性较差 、 围岩破 碎时 ， 由于巷道底 板压力 较 大， 控制底鼓 的措施应在动压影 响结 束后予 以实施 。当围岩岩性较 好、 围岩 完整 时 ， 从受力分析可知 ， 降低底 鼓程度 、 降低底压 ， 可采取 以下方 法 ： ① 主动方式 ， 采用锚 杆 、 锚 索贯穿底板 破坏主 动区 ， 使破 坏岩层 固定在稳定岩层上 ，这样可 以防止 巷道底板荷载 向下 传递 ， 避免主动破坏区向巷道底板下方扩大 。 这种方式等于使得岩石 的内 摩擦角提升 、 主动压力减小 ， 致使巷道底鼓位移 量减小 了、 减小 了底 压； ②被 动方式 ， 采 用底板锚 杆将底板松散 围岩与稳定 岩层 连接成 整体 ， 防止被 动区向上 移动 ， 使被动 区内摩擦 角变大 、 滑移块体 的有 用滑移力 降低 、 底 压降低 ； ③ 固结松散岩体 ， 采用注浆 的方式加 固围 岩， 其本质是增大围岩强度 。 在实际的生产 中， 底鼓 的防治方法应有 机 的结合 以上三种方法 ， 主动方式 、 被 动方式和 固结作用 相互协调 ， 形成有机 的整体 。
矿井巷道变形破坏原因分析及设计施工研究
矿井巷道变形破坏原因分析及设计施工研究摘要：我国是能源大国，煤炭资源储量极为丰富，但美中不足的是这些煤炭资源中约有70%以上的储量却深埋于地下，这给煤炭资源的开采利用带来了很大的困难以及许多技术上的难题，人们只有通过巷道才能进入地下储煤空间进行开采作业，并将这些煤炭资源输送至地面。
很多巷道往往位于地下深处，不仅承受着巨大的地压，面临着复杂的围岩应力，而且还经常受到水、风等破坏因素的侵蚀，在长期的环境影响和开采扰动下，则容易使巷道产生不同程度的开裂、变形、底鼓等现象，甚至出现围岩塌落，严重威胁到了井下巷道作业人员、生产设备和通信、通电线路的安全。
我们必须在巷道的设计阶段加以重视，通过优选巷道层位，优化巷道断面设计，加强巷道支护等措施，才能降低相关破坏因素的影响，减少巷道的破坏变形和维修维护费用，确保井下人员、设备安全，生产正常进行。
关键词：矿井巷道；变形破坏原因；设计研究1复杂巷道围岩破坏特征1.1复杂巷道类型按照矿山地质概况、地质条件、围岩的特性、开采情况、机械条件等，复杂巷道分为3类：①软岩巷道。
岩石软弱、破碎、松散、膨胀；在巷道中，具有顶板软、底板软和煤层软的特点。
②复杂构造巷道。
在形成地质的历史进程中，由于岩层构造应力场的作用与变化，产生了诸多断层不一致的大小节理裂隙。
在逆断层、向斜、背斜轴部、断层尖灭处都有残余应力存在，对围岩稳定性具有强烈影响。
③高应力大变形巷道。
深井巷道指埋深大于700m，围岩的压应力、剪应力远远超过能承受的极限值与允许值，使其位于“潜塑性”状况，在围岩产生大变形时支护愈加困难。
1.2围岩变形及结构（1）由于巷道结构性极差，巷道在不同位置时，出现的裂隙及离层不尽相同，在对受到严重破坏的岩体结构钻孔加固过程中，常伴随塌孔、卡钻等现象。
在对围岩位移进行监测时，体现了围岩变形特性及差异性特点。
防止围岩失稳、控制围岩变形时，需要事先制定好相关的对策方案，按照相关的规范判断巷道围岩的分类等级，对不同等级的围岩实施不同的控制方案。
巷道冒顶事故致因及防治
巷道冒顶事故致因及防治一、引言巷道冒顶是指在矿山或隧道等地下工程施工中，由于巷道顶板失稳或坍塌而导致的安全事故。
巷道冒顶事故具有突发性、破坏性和危险性大的特点，给工人的生命安全和工程进度带来了严重的威胁。
本文将对巷道冒顶事故的致因进行分析，并探讨相应的防治措施。
二、巷道冒顶的致因巷道冒顶的致因主要有以下几个方面：1. 巷道支护不合理巷道支护是防止巷道顶板失稳或坍塌的重要手段。
当巷道支护工程设计不合理、施工质量差或者使用的支护材料不合适时，会导致巷道顶板的稳定性降低，从而增加冒顶事故发生的可能性。
2. 工程地质条件复杂巷道施工地质条件的复杂性是导致巷道冒顶事故的另一个重要原因。
包括地质体的不均匀性、构造断裂带和岩体的裂隙等地质因素会导致巷道顶板的不稳定性增加，从而引发冒顶事故。
3. 工程施工操作不规范工程施工操作不规范也是巷道冒顶事故的一个重要致因。
比如，施工过程中没有按照要求进行预掏、防护；使用了过大的爆破能量等。
这些操作不规范导致了巷道顶板的承载能力降低，使得冒顶事故的发生几率增加。
三、巷道冒顶的防治措施为了防止和减少巷道冒顶事故的发生，需要采取以下防治措施：1. 加强巷道支护设计和施工质量控制巷道支护设计应根据地质条件和工程要求合理确定支护方案，并采用合适的支护材料和技术。
在施工过程中，应加强质量管理，严格按照设计要求施工，确保巷道支护工程的质量。
2. 进行及时的地质勘察和预测在巷道施工前，需要进行充分的地质勘察，了解地质构造和岩体特性。
基于地质勘察结果，进行地质预测，预判巷道顶板的稳定性，并采取相应的支护措施。
3. 规范工程施工操作加强对工人的施工培训，提高施工操作的规范性和安全性。
确保巷道施工过程中按照技术规范进行，加强对施工现场的管理和监督。
4. 增加监测手段，实时掌握巷道顶板的变形情况通过安装传感器和监测设备，实时监测巷道顶板的变形情况。
一旦发现异常，及时采取措施进行处理，避免冒顶事故的发生。
红石岩煤矿巷道底鼓原因分析及其治理
红石岩煤矿巷道底鼓原因分析及其治理张恩强;张军华;陈永光;郑延鹏;宋坤;贾一兵【摘要】Severe deformation and failure often occurred in the floor of 12406 air-return way in IV winning district of Hongshiyan Mine, for this reason, analysis on the cause of deformation and failure of the soft rock roadway was made and the control measure by reinforcing the roadway side and relieving the floor pressure to control floor heave was put forward in this paper. Comparative study was carried out on the roof and floor displacement and the stress distribution of the roadway in three support patterns of no support, original support and combined support by grouting reinforcement and pressure relief slot with the numerical simulation method. The simulation results showed that the use of the combined support pattern by grouting reinforcement and pressure relief slot can decrease the heave amount of the roadway by half as comparedto that by original support pattern and there is an obvious control effecton the floor heave. Calculation and analysis on the parameters of the grouting reinforcement and pressure relief slot were carried out, the combined support pattern can control the severe deformation of surrounding rock, the average heave amount reduced from 1 200 ~1 500 mm by original support pattern to 245 mm by the combined support pattern, this thus ensured the roadway stability.%红石岩煤矿郁采区12406回风巷底板经常发生大变形破坏,为此分析了软岩巷道变形破坏原因,提出巷帮加固、底板卸压的治理思路控制底鼓。
延深巷道破坏的原因分析及防治技术
巷道围岩性质是决定巷道变形与破坏的主要
原 因。 在软 弱岩 石或 膨胀 性 岩石 的巷道 ， 仅变 存 不
形 与破 坏 的速度 加快 ，并且破 坏 的形 式趋 向多元
化。
主要 原 因是没 有搞 清支 护强 度 一围岩 的力 学 关系 ， 对力 的平衡 没 有认 真研 究 ， 巷 道 的影 响 因 对 素考虑 不 周 ，所 以在选择 支 护方式 和 方法 上没 有
岩 层倾 角不 同 ， 巷道 受压 程度 和方 向不 同 ， 巷
道变形和破坏的特征不同。通常在缓倾或水平岩
层 中 的巷 道 顶板 多 出现对 称 下沉 ，而 两帮 变形 均 匀 。 倾斜 或 急倾斜 岩层 中的巷 道 ， 常 出现非 对 在 则
称 变形 和破 坏 ， 两 帮变形 量 比顶板 变 形量 大 。 且
１ ． 地 质构 造 ．２ １
岩层层理 、 节理及断层 的存在 ， 使巷道的围岩
形 成不 规则 的弱 面状 态 ，破坏 了围岩 的整 体性 和 和连续 性 ， 大大 降低 围岩 本身 的承 载能 力 。 构造 在
应 力 的作用下 ， 样 引起 弱面离 层 ， 而最 终导 致 这 从
顶 板失 去平 稳 而 冒顶 。
［ 摘
要 ］ 随着徐 矿 集 团张 集煤 矿 井 开采 深度 的增加 、 温 的升 高 ， 道 开挖 后 变形 加 快 ， 地 巷 变 形量 加 大 ， 造成 多次返修 ， 不仅 增加 了维修 费用 而且严 重 制 约 着矿 井接 续 。分析 了 徐 矿 集 团 张集煤 矿 延深 巷道 开掘 中巷道 破 坏原 因 ， 出了优 化巷 道布 置 、 提 改进 支护 技 术及 工艺等技 术措 施 ， 得 了良好 的效 果 。 取 ［ 关键 词 ］ 延深巷 道 ； 围岩 ； 坏原 因； 治技 术 破 防 ［ 图分 类 号 ］Ｔ ５＋ ［ 献标 识码 ］Ｂ ［ 中 Ｄ３３． 文 ６ 文章编 号 ］
锚杆支护巷道冒顶事故原因分析及防范措施
锚杆支护是一种相对于传统支护的方式来讲是比较安全和经济的一种支护方式种类，锚杆支护对巷道围岩的主动控制，对提高围岩的稳定性有明显效果。
施工过程中即简便有快捷，而且支护还非常好，结构简单、成本低，因而成为煤矿企业矿井巷道一种主要支护形式。
但由于锚杆支护属于隐形支护，对支护质量要求较高，由于种种原因，巷道会出现无明显先兆的冒顶事故。
根据近年来国内多起冒顶事故案例分析，总结了锚杆失效，巷道冒顶的原因，并提出了一些相关预防措施。
1 锚杆支护巷道失效冒顶的原因主要有以下几方面1.1 地质因素的影响在掘进过程中巷道通常会碰到各种地质构造问题比如断层、褶区、裂隙、节理、陷落柱、冲刷带等其中最常见的断层是对掘进工作影响最大的。
煤层顶底板的完整性损坏是因为断层的破坏导致的，顶板破碎以后，增加了顶板的管理难度，尤其是平行或与工作面交角小的断层。
（2）非稳定岩层厚度变大也可造成锚杆失效。
常见不稳定的岩层有泥岩、砂质泥岩、泥质铰接的粉砂岩和煤层。
当设计的锚固岩层厚度变大时锚杆将不能锚固在稳定岩层中，从而造成锚杆失效，巷道冒顶。
（3）在向斜轴部或逆断层的应力集中区布置巷道，采空区附近的应力集中区、孤岛工作面等，由于高地应力作用使岩层受挤压、位移、错动，锚杆处于破碎的岩体中，造成锚杆脱落、剪断现象，会造成冒顶。
（4）围岩的镶嵌型结构也会引起锚杆失效冒顶。
镶嵌型结构围岩一般为锅底型、升斗型、人字形、长条形、鱼背型及草帽型等不规则形状，大小不等。
等锚杆为镶嵌型结构围岩起支托作用的煤被采出后，围岩结构遭到破坏，此处锚杆失去稳定性，而发生冒顶事故。
1.2 顶板裂隙水对锚索的影响随着煤矿开采深度加大，许多巷道顶板赋存含水层，若含水层距离巷道较近时，巷道围岩往往受到裂隙水影响包括岩石软化、泥化和加速风化，另外裂隙水会造成锚索孔淋水，使得锚固剂的锚固力下降，造成冒顶。
1.3 支护设计不合理（1）在设计过程中没有针对顶板地质情况进行仔细探查。
支架支护巷道冒顶事故的原因及预防措施
事故发生的背景和现状
• 随着地下工程的不断发展和规模的扩大，支架支护巷道的建设和使用越来越普遍。然而，由于地质条件的复杂性、设计施 工的缺陷以及管理维护不到位等因素，支架支护巷道冒顶事故时有发生，给地下工程的安全生产带来严峻挑战。
事故的影响和重要性
支架支护巷道冒顶事故一旦发生，往往会造成人员伤亡和财产损失。事故发生时，巷道顶部的岩石或 土层塌落，可能砸中工作人员和设备，造成人员伤亡和设备损坏。同时，事故还可能引发其他次生灾 害，如火灾、瓦斯泄漏等，进一步加剧事故的严重程度。
应急救援预防
制定应急预案
针对可能发生的冒顶事故，制定 详细的应急预案，明确应急救援 流程、现场处置措施、人员疏散
方案等。
配备应急救援设施
在巷道附近设置应急避难所、救 援器材存放点等，确保在事故发 生时能够及时获取必要的应急救
援设施。
定期组织应急演练
定期组织员工进行冒顶事故应急 演练，提高员工在应对突发事故 时的应急处理和自救互救能力。
质量。
优化支护设计
根据地质条件和巷道用途，选择合适的支 护类型和参数，确保支护结构具备足够的道变形、应力变化等实时监测手段 ，及时发现潜在冒顶风险，并采取相应措 施进行处置。
未来研究方向和展望
深化地质勘察技术研究
创新支护设计理念和方法
提升施工机械化、智能化 水平
构建巷道安全风险评估与 预警平台
进一步提高地质勘察精度和效率，为巷道 支护设计提供更加准确的地质信息。
引入新材料、新工艺、新技术，发展高性 能、高效率、高安全性的巷道支护体系。
推广先进适用的机械设备和施工技术，提 高施工效率和质量，降低人为因素对巷道 安全的影响。
整合现有监测数据资源，运用大数据、人 工智能等技术手段，实现对巷道安全风险 的实时评估与预警，提升巷道安全管理水 平。
支架支护巷道冒顶事故的原因及预防措施
巷道围岩稳定性评估方法仍需改进，以提高预测精度和可靠性
。
施工质量监控体系仍需完善，以确保各项预防措施的有效实施
03 。
对未来研究的建议
深入研究巷道围岩稳定性评估方法，提高预 测精度和可靠性。
加强现场试验和工程实践，以检验和完善研 究成果。
加强支架支护强度研究，开发更加高效、可 靠的支架支护技术。
完善施工质量监控体系，确保各项预防措施 的有效实施。
目的
本研究旨在分析支架支护巷道冒顶事故的原因，提出相应的预防措施，为矿山安 全生产提供指导。
02
巷道冒顶事故的原因
地质条件因素
地质构造复杂
断层、褶曲等地质构造可能导致顶板稳定性差，容易发生冒顶事 故。
岩层厚度和性质变化
不同厚度的岩层和不同性质的岩石组合可能影响顶板的稳定性。
地下水作用
地下水的侵蚀和软化作用可能导致岩石强度降低，进而引发冒顶 事故。
05
结论与展望
研究成果总结
支架支护巷道冒顶事故的主要原因是支架支 护强度不足、巷道围岩稳定性差以及施工质 量控制不严格。
针对这些问题，提出了加强支架支护强度、 改善巷道围岩条件和严格控制施工质量等预
防措施。
存在的问题与不足
01
支架支护强度的确定仍存在一定的不确定性，需要进一步研究 和完善。
02
技术措施。
支架安装
按照施工方案和规范要求，正确 安装支架，确保支架的稳定性和 承载能力。
巷道维护
在施工过程中及时维护巷道，防止 因施工原因造成巷道变形或损坏。
加强支架的维护和检修
01
02
03
定期检查
定期对支架进行检查，发 现损坏或变形应及时进行 维修或更换。
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巷道破坏原因分析与防治
关键词：巷道静压动压破坏原因让压卸压【分类号】：TD353
引言
煤矿井巷维护的方式通常有锚喷、架棚和砌碹等几种类型。
人们根据不同的条件及用途，通过上述几种方式的单一或联合实施，大部分能达到预期目的。
但在实际工程设计中，由于矿压理论及监控手段尚不完善，很难精确求得地压的大小及方向，以致部分巷道在施工应用中常发生破坏，影响生产，危及安全。
因此对巷道破坏原因进行特征分析，将有助于防治措施的研究和改进。
一、巷道破坏的显现特征
从整体上来说，巷道破坏的显现特征分两大类：一类是动压区，巷道上覆岩层正处于激烈运动和破坏阶段；另一类是静压区，巷道尚未受采动影响或采动影响已停息，上覆岩层处于稳定状态。
（一）静压区巷道的破坏
静压区巷道大致有2种破坏形式：（1）巷道开掘后产生的周边应力大于围岩强度，掘进后来不及支护就发生冒落；（2）巷道开掘后产生的周边应力小于围岩强度，巷道完整，但随着时间推移逐渐变形破坏。
（二）动压区巷道的破坏
动压区巷道分动压下正在掘进的巷道和动压下正在使用的巷道。
它们不仅受上覆岩层的静压作用，同时以受支承压力及岩层扰动。
其破坏特征为：
1.巷道围岩（支护）强度小于支承应力作用，随采动呈层状剥落，但巷道移近量并不明显；
2.受采动影响，巷道（支架）产生大量缩变，但不冒落；
3.在采动过程中，伴随着移近量增加，巷道产生大面积冒落。
综上所述，巷道破坏的外部特征可归纳为4种形式：
1.有明显的移近量、断面缩小但不冒落；
2.随断面缩变发生冒落；
3.无移近量而冒落；
4.表层剥落。
二、破坏原因及机理分析
（一）围岩应力的重新分布及作用
巷道开掘后，原始的岩体应力平衡状态被破坏，造成应力重新分布。
大双向等压应力场中，孔的切向应力沿极径方向衰减，以r为半径的圆周上稳中有降点的应力相等（等应力圆）。
但煤矿巷道多不是圆形加之不均匀应力的作用，等应力圆将在巷道外接圆及以外的围岩中分布。
分布的结果反映到巷道周边，往往既不均匀也不对称，有的变大，有的变小，有的还改变了性质，如有压应力变为拉应力等。
巷道
周边产生了一系列剪切力面，以致岩石与岩体分离、剥落，并逐渐向纵深发展，这就是脆性，岩石与岩体分离剥落的原因，即由拉应力和剪应力引起的。
巷道表面凸凹不平，凸出部分往往发生这种破坏。
（二）围岩松动圈的产生和存在
巷道开掘使岩体三向应力变为二向应力，不仅岩体搞破坏强度明显降低，而且产生应力集中。
如果这种变化超过了岩石的强度，将会先在巷道周边应力集中较大的部位发生变形和破坏，从而导致邻近区受力条件变差，继而产生破坏。
如此循环，直到围岩应力小于岩石强度，围岩不再松动和破坏为止。
这样的一个围岩松动、破裂的范围称之为围岩松动圈，其半径大小与巷道断面、半径岩性等有关。
岩石越软松动圈越大，岩石越硬松动圈越小。
松动圈大，巷道变形量就大，破坏程度就高。
实质上，松动圈形成和发展的过程就是巷道破坏的过程，这就是巷道随着时间推移移近量增大的原因。
因为巷道的平衡是靠岩石等相互挤压产生摩擦抗力维持的，当摩擦抗力不足以抵抗某些岩块的应变时，岩块就要坠落，继而造成邻近发岩块松动冒落。
这就是伴随着移近量增加巷道冒落破坏的原因。
（三）岩石的变形特征
岩石具有在载何作用下，给成岩石的基本微粒之间相对位置发生变化的特性。
当作用的载何不断增大（超过围岩
强度），或者随着某一恒定载何作用时间的增加，便会导致岩石破坏。
因为岩石的各种应力和应变都与时间有关，有时尽管围岩应力小于围岩强度，但随着时间的增加同样会破坏（蠕变）。
巷道掘进后，一般都不立即冒落，而是经过一段时间才发生的；支架上的压力和围岩的位移，也是在一事实上时间内随之增加的。
在各种变形中，岩石的蠕变性对巷道的破坏危害最大。
蠕变是静压巷道破坏的主要原因。
（四）岩层移动、破坏的影响
随着采面的连续推进，顶板岩层逐渐破坏并发生移动，在较大范围的岩体内引起了很大的力学振动。
一是巷道附加了较大的支承载荷，朝巷道断面内产生变形。
二是巷道邻近岩层移动，并通过这些岩体将支承压力及其扰动传递到巷道中（传递的深度与岩性、倾角有关，坚硬岩层内传递深度小，松软岩层内传递深度大，其强烈影响范围往往在30m 以上。
对于倾斜、急倾斜煤层开采下的巷道，这种扰动影响可达百米）。
反映到巷道中，会使某些地段的顶板岩层出现所谓的“反弹”现象，而另一些地段的顶板岩层则受到附加载荷，出现“压缩”现象。
两种现象随工作面推进相互交替，时张时驰，改变了巷道受力状态，这是采动致使巷道破坏的主要原因。
除此之外，引起巷道破坏还有埋深、构造、断面、形状、支护及施工等因素，这里就不一一赘述。
三、防治途径及措施
由上述巷道破坏的主要原因可知，巷道在使用过程中发生变形和破坏是难免的。
为了保证巷道稳定性总体效果最佳，需从设计开始，贯穿施工、使用、维护等各个环节，实行全过程监控和综合治理。
1.选择合理的巷道位置。
在巷道设计布置时，要综合考虑岩层、岩柱等各种因素，使巷道尽可能避开应力集中区和采动影响范围。
2.采用卸压护巷。
将预定巷道位置上方煤层先行回采，然后在卸压后的岩体内开掘巷道。
3.保护围岩完整。
只要围岩完整，巷道就不会破坏。
因此，要从保持围岩完整入手，采取措施，减少围岩松动及破碎。
如光面爆破、预留保护层掘进等。
4.改善支护结构及性能。
支护不仅要阻止围岩的变形及发展，更要适应一定的变形及发展。
对那些难以阻止的或不可阻止的变形，要具有让压、释能作用，如采用可缩性金属支架、预留可缩缝等。
但在许多情况下，单独使用一种支护效果欠佳，而且每种支护都各有利弊。
因此，应采取2种以上的支护。
5.对于巷道底鼓的防治，切缝（收缩缝）释压是一种行之有效的办法。
它可释放底鼓变形产生的压力，保护巷帮支护。
6.完善巷道矿压监控手段。
巷道使用过程中的矿压检
测是十分重要的，由此可得出其破坏规律，以便合理的确定加固维修设计，指导施工与生产。
7.选择合理的维护时间及加固方式。
即根据不同的破坏特征，及时改变支护方式，调节支护强度。
对于静压巷道，掘出后先行基本支护，当围岩变形发展将要超过其允许变形时，及时进行补强加固。
对于动压巷道，在采动影响来临之前，应安设阻力较大的支撑性或可缩性支架。
8.加强现场管理，严格施工质量。
要严格按规定的程序和要求施工，建全工程质量控制和监测手段，特别是工序质量，必须全过程、全员、全方位地进行监控。
9.采用锚杆支护时，应优先采用金属实芯全长锚固锚杆，尽可能不用端头锚固和管缝式锚杆，尤其是在含水层或淋水的巷道内，非全长锚固锚杆极易锈蚀、断裂而丧失其支护能力。
参考文献：
1.《矿山压力与岩层控制》.主编：钱鸣高
2.《井巷工程》.主编：东兆星、吴士量
3.《煤矿地质学》.主编：杨孟。