掘进过程中矿压控制及围岩支护

合集下载

矿山压力及控制习题参考答案

一`名词解释1矿山压力：由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中支护物上所引起的力。

2矿压显现：由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支撑物产生的种种力学现象，统称为“矿山压力显现”。

3矿山压力控制：所有人为地调节、改变和利用矿山压力作用的各种措施，叫做矿山压力控制（简称为“矿压控制”）4伪顶：在煤层与直接顶之间有时存在厚度小于0.3至0.5m 极易垮落的软弱岩层。

5直接顶：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。

6老顶：位于直接顶上方厚而坚硬的岩层。

7老顶初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。

8 老顶的周期来压步距;两次来压期间工作面推进的距离。

9沿空掘巷：在上一区段工作面运输平巷废弃后，待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿被废弃的巷道边缘，掘进下一工作面的区段回风平巷称为沿空掘巷。

10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，作为下区段工作面的回采时的回风平巷称为沿空留巷。

11端面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的程度。

12冲击地压:也称岩爆，发生在煤矿中一般叫冲击地压，发生在岩层中叫岩爆。

它是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象。

二、问答题1、绘制侧压系数λ=0,71,31,21,1时圆孔巷道周围的应力分布图，并叙述应力分布的特征。

特征： 1）圆孔周围应力集中是局部的，应力集中程度随远离孔而减弱，并趋于原始应力； 2）圆孔周边应力集中系数随围压增大而有所减弱； 3）当λ＜1/3时，沿最大主应力方向，孔周边一定范围内存在切向拉应力；当λ≥1/3时，围岩周边不产生切向拉应力； 4）当λ=0时，沿最大主应力方向，孔周边一定范围内存在径向拉应力。

2试述原岩应力场的概念及主要组成部分。

天然存在于原岩内而与人为因素无关的应力场称为原岩应力场，由地心引力引起的应力场称为自重应力场。

矿山压力与岩层控制重要知识点

一概念：1、矿山压力：开掘巷道或进行回采工作时，破坏了原来的应力平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布，直至形成新的平衡状态。

这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。

2、矿山压力显现：在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏、塌落，支护物的变形、破坏、折损，以及在掩体中产生的动力现象。

这些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。

3、矿山压力控制：为使矿山压力显现不致影响采矿工作正常进行和保障安全生产、必须采取各种技术措施吧矿山压力显现控制在一定范围内。

对于有利于采矿生产的矿山压力也应当合理利用，所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。

4、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，也称为岩体初始应绝对应力或地应力。

5、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应力增高部分称为支撑应力。

6、老顶：通常吧位于直接顶之上（有时直接位于煤层之上）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。

7、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。

8、直接顶初次垮落：煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落。

回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大，当达到其极限跨距时开始垮落。

直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。

9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。

随着工作面推进，顶底板处于不断引进的状态。

由于在缓斜及倾斜工作面底板鼓起量比较小，因而常常可以忽略不计，为此顶底板移近量简称为顶底板下沉量。

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（变形失稳）。

有时可能伴随滑落失稳（顶板的台阶下沉），从而导致工作面顶板的急剧下沉。

矿山压力与岩层控制

矿山压力与岩层控制一．名词解释矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。

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，也称为岩体初始应力、绝对应力或地应力。

充填开采：就是用充填材料来充填已采空间，借以支撑围岩，防止或减少围岩垮落和变形的顶板管理技术，采用此方法管理顶板的采煤方法称为充填开采。

关键层：对采场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。

锚固力：锚杆对围岩所产生的约束力称为锚固力。

根据约束方式分为：托锚力，黏锚力，切向锚固力；根据锚固阶段分为：初锚力，工作锚固力，残余锚固力。

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，作为下区段工作面的回采时的回风平巷称为沿空留巷。

沿空掘巷：在上一区段工作面运输平巷废弃后，待采空区上覆岩层移动基本稳定后，沿被废弃的巷道边缘，掘进下一工作面的区段回风平巷称为沿空掘巷。

冲击矿压：是压力超过煤岩体强度极限，聚积在采掘工程周围煤岩体之中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏等。

充分开采：当采空区尺寸相当大时，地表最大下沉值不再随采空区尺寸增大而增大的开采状态称为充分采动。

二．简答题1.原岩应力概念组成部分以及场规律特点：（☆）答：天然存在于原岩内与人为因素无关的应力场称为原岩应力场。

其主要组成部分是自重应力场和构造应力场。

其规律特点：（1）实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量。

（2）水平应力普遍大于铅直应力。

（3）平均水平应力与铅直应力的比随深度增加而减小。

（4）最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大。

2.构造应力场的特点：答：由于地质构造运动而引起的应力场称为构造应力场。

其特点：（1）构造应力以水平应力为主，具有明显的区域性和方向性。

矿山压力与岩层控制

一、名词解释1.矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法。

2.极限平衡状态：范围内岩块所处的应力圆与其强度包络线相切3.老顶的周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。

4.关键层：将对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制多用的岩层称为关键层5.底板比压：将支架底座对单位面积底板上所造成的压力称为底板载荷集度，即底板比压6.煤矿动压现象：煤矿在开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应。

这些现象统称为煤矿动压现象。

7.支承压力：回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力。

8.测压系数：9.应力集中：受力体内，孔周围局部区域应力高于其它区域应力的现象10.原岩应力：未受开采影响的岩体内，由于岩体自重和构造运动等原因引起的应力11.冲击地压：煤岩体突然动力破坏，释放大量能量的灾害动力现象，可摧毁巷道、引发其他矿井灾害，造成人员伤亡二、简答题1.绘图表示采场水平和垂直的分区分带2.回采工作面支柱工作特性有几种，绘图加以说明3.采空区的处理方法4.冲击地压的预测预报方法答：冲击地压的预测主要包括时间、地点和规模大小。

目前主要采用的采矿方法，包括根据采矿地质条件确定冲击矿压危险的综合指数法、数值模拟分析法、钻屑法等；采用地球物理方法，包括微震法、声发射法、电磁辐射法、振动法、重力法等，可以达到准确预报冲击矿压可能发生的地点和位置，较准确地确定冲击矿压发生强度和震动释放能量的大小。

5.影响采场矿山压力的主要影响答：1.采高与控顶距2.工作面推进速度的影响3.开采深度的影响4.煤层倾角的影响5.分层开采时的矿山压力显现6.巷道围岩压力及影响因素答：围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落岩石的重力。

统称为围岩压力。

（1.松动围岩压力2.变形围岩压力3.膨胀围岩压力4.冲击和撞击围岩压力）。

煤矿回采巷道矿山压力控制与支护探析

制与支护道；矿山压力；支护技术；压力控制
一
随着采掘工作的推进，两侧便会出现内应力场的范围，煤层承受的压力会发生相应的变化，压缩变形也出现变化。该发展和变化过程包括
两个方面。
另一种是来源于重力和残余构造应力的综合作用，存在残余构造应力的原始应力场。什么位置，内应力场范围煤层承受的压力已经完全实现向老塘和外应力场转移，煤层的压缩已经基本停止，
出相应的压力控制与巷道支护策略无疑具有重要的现实意义。
煤矿回采巷道矿山压力控制与支护探析
闰晋峰潞安集团常村煤矿山西长治０４６１０２
要严格控制和把握好这段时间和距离。这一点必须高度重【摘要ｌ文章提出了回采巷道矿山压力控制的理论和模型，接着确护的目的，定了回采巷道侧煤柱支护参数，最后文章还分析了巷道矿山压力控制和支视，它是整个开掘工作的重点，也是控制巷道变形破坏的关键。护选型设计，提出了相应的煤矿顶板控制策略。希望通过这样的探讨分析３、根据选定的巷道开掘维护时间及内应力场受力变形发展过程正能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对煤矿回采巷道矿山压力控确的进行支护设计。
五．结束语在煤矿回采巷道支护的研究和发展方面，它是以 “ 采场结构力学模型” 的动态发展规律为核心，该模型推动了控制与支护选型计算理论体
立了相关的模型，为巷道压力的控制奠定了基础。第三、建立了锚网巷道支护设计理论体系，为科学进行压力控制和巷道支护做好了理论上１、在下位岩梁单独运动时，关系方程一位态方程如下：Ｐｓｐｌ＝（Ａｌ＋Ｄ１）一Ｃ（Ｓ１一ＳＡ）的准备。今后在实际工作中需要根据具体情况采取相应的压力控制和巷２、当多岩梁同时运动的时候，总体位态方程的表达式为：Ｐ＝道支护策略，保证煤矿开采的顺利进行，保障作业的安全，提高整个煤

矿山压力知识点总结

1、矿山压力：这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力，叫矿山压力。

2、矿山压力显现：这些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，叫矿山压力显现。

3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。

4、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，也称为岩体初始应绝对应力或地应力。

5、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应力增高部分称为支承应力。

6、老顶：通常把位于直接顶之上（有时直接位于煤层之上）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。

7、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。

8、直接顶初次垮落：直接顶的第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。

9、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板相对移近量。

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（变形失稳）。

有时可能伴随滑落失稳（顶板的台阶下沉），从而导致工作面顶板的急剧下沉。

此时，工作面支架呈现受力普遍加大现象。

即称为老顶的初次来压。

11、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。

12、关键层：将对采场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、开采沉陷：煤层采出后，（采空区周围原有的应力平衡状态受到破坏，引起应力重新分布，从而）引起岩层的变形、破坏与移动，并由下向上发展至地表引起地表的移动，这一过程和现象称为岩层移动，又称为开采沉陷。

14、充分采动与非充分采动：当采空区尺寸(长度和宽度)相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动。

将刚达到充分采动状态的采空区尺寸称为临界开采尺寸。

如果采空区尺寸小于临界开采尺寸，称为非充分采动。

巷道围岩控制方法与支护方式

力，压显现严重。顶
然影响煤矿的生产和安全。回采巷道支护形式与参数的选择的基本要求，一是回采巷道要按不同煤矿的环境条件和材料，择适合煤矿条件的支护形式；选二是
强度；是巷道支架遵循巷道围岩变形规律。三确保巷道断面满足煤矿四是选择巷道支护形式要满足综合机械化采煤的要求，为高产、效高
形量相当小，围岩、护相互作用的过程，支实际作用较小。塑性变形压生产中的掘进、采煤、风、输等需要，通运为采煤提供有利的条件；压，是变形围岩压力的基本形式。这塑性变形的状况由巷道塑性区和和集约生产奠定基础。
回采导致的支承压力不但数倍干原岩应力，并且，响范围大。影巷道条件和赋存环境。
正确选择巷道布置和护巷方法，使巷道位于应力降低区内，防范回采和破裂区的发展。巷道矿压显现规律，道支护可分为巷内支架支按巷引起的支承压力的影响，控制围岩压力。文主要阐述了巷道围岩压护、强支架支护、本加巷旁支护和联合支护等形式。
巷道保护与支护措施等技术问题
地质因素主要有：原岩应力状态、围岩力学性质、体结构、石的岩岩组成和胶结状态、围岩中水分的补给状况等。
２巷道围岩的保护及支护措施．
（）１在巷道围岩中钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸压及在巷旁留专门的卸压空间等方法，使巷道围岩受到不同程度的卸载，作用把

矿山压力与岩层控制知识点

1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力，（1）2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷道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。

（1）3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法叫矿山压力控制。

4、矿山压力与岩层控制课程的重要意义：P1~P25、老顶：通常把位于直接顶之上(有时直接位于煤层之上)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。

（65）6.伪顶：P657、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。

（65）8.采空区处理方法：充填，垮落，顶板缓慢下沉，刀柱法。

P659.砌体梁假说：砌体梁：将采场视为一个有机的整体，在围岩运动中起骨架作用的称为砌体梁。

P69砌体梁结构的失稳：P85~P86横三区竖三带：根据回采工作面上覆岩层内部的破坏情况，将回采工作面上覆岩层分为三带，沿工作面推进方向划分为三个区。

三带：垮落带，裂缝带，弯曲下沉带。

三区：煤柱支撑区，离层区，重新压实区9.1简述开采后引起的上覆盖层的破坏方式及其分区分为三带，垮落带、裂隙带、弯曲带。

垮落带；破断后的岩块呈不规则垮落，排列极不整齐，松散系数比较大一般可达1.3-1.5，重新压实后可降到1.03左右，此区域与所开采煤层相邻，很多情况下是由于直接顶岩层冒落后形成的裂隙带：岩层破碎后岩块排列整齐，碎胀系数较小，垮落带与裂隙带合称“两带”又称为“倒水裂缝带”弯曲带：裂隙带顶至地表的所所岩层称为弯曲带，其特点是岩层在移动过程中具有连续和整体性，在垂直剖面上下各部分下沉差值很小，若有厚硬的关键层，则可能出能在弯曲带内出现离层区。

9.2分析采场上部岩层结构失稳条件当老顶达到极限跨距后，随着回采工作面继续推进，老顶即发生断裂，整个顶板的破断方式可分为三个明显的区域，上、下区为圆弧形破坏，岩块间呈立体咬合关系。

中部呈似梁的咬合关系，但由于破断的岩块相互挤压，产生了水平力，这使中部又呈现出能传递水平力的拱的关系。

矿山压力与岩层控制

一：名词。

1.矿山压力：由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围.煤、岩体中和其中的支护物上所引起的力，就叫做矿山压力。

2.原岩应力：天然存在于原岩而与任何认为原因无关的应力。

3.支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道两侧增加的切向应力。

4.初次来压：由于老顶第一次失稳而产生的工作而顶板来压。

5.砌体梁：工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。

6.周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。

7.残余碎胀系数：8.关键层：将对采场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。

9.冲击矿压：其是聚集在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故的现象。

10.超前支撑压力：11.极限跨距：老顶达到初次断裂的跨距称为极限跨距。

12.初次来压步距：由开切眼到初次来压时工作面推进的距离。

13.端面破碎度：支架前梁端部到煤壁间顶板破碎程度。

14.顶板冒落敏感度：端面距为1m时的端面破碎度。

二：解答：1.初次来压、周期来压的表现形式？答：初次来压：顶板下沉量和下沉速度急剧增加，顶板的下沉量变大；支柱载荷增加；顶板破碎，出现平行于煤壁的裂缝，甚至出现台阶下沉；工作面前方煤壁内压力过度集中，致使煤壁破坏范围扩大，煤壁严重片帮、支柱折损或插入底板。

周期来压：顶板下沉速度急剧增加，顶板的下沉量变大；支柱载荷普遍增加；有时还可能引起煤壁片帮、顶板台阶下沉、支柱折损，甚至工作面冒顶事故。

2.简述有关回采工作面上覆岩层结构的假说。

答:1.压力拱假说，认为在这两个前后拱脚之间，无论在顶板或底板中都形成了一个减压区，回采工作面的支架只承受压力拱内的岩石重量。

2.悬臂梁假说，认为顶板岩层是一种连续介质，在靠近煤帮处顶板下沉量最小，表现的顶板压力也小。

3、预成裂隙假说，认为由于开采的影响，回采工作面上覆岩层的连续性被破坏，从而成为非连续体。

在回采工作面周围存在着应力降低区、应力增高区和采动影响区。

矿井深部开采矿压与支护技术

矿井深部开采矿压与支护技术摘要：随着矿业经济的发展，矿产资源开发逐步向深部延深，我国将采深1000～2000m界定为深部开采。

有学者认为资源深部开发并不仅是开采深度增加，还是一种综合考虑围岩特性、应力状态及应力水平的力学状态。

开采矿压显现的主要过程集中在快速变形阶段，需加强对支护技术的控制措施。

基于此，本篇文章对矿井深部开采矿压与支护技术进行研究，以供参考。

关键词：矿井深部；开采；矿压；支护技术引言对于巷道围岩控制而言，要结合矿井深部开采的基本要求和具体情况，践行过程化技术方案，全面提升支护选择和设计的合理性，最大程度上维持相互作用的规范程度，为井巷处理经济性、可靠性以及安全性的提升奠定基础。

1我国不同区域煤矿主要地质条件特征我国不同区域的煤矿地质条件特征不同，煤层赋存及分布也有较大差别，开采所面临的问题也有所差异。

晋陕蒙地区是我国目前的主要产煤地区，煤层埋深浅、煤层厚、煤质硬，常采用大采高开采模式。

但随着开采深度、工作面高度的增加，冲击地压开始显现，厚煤层大采高工作面煤壁片帮严重、矿压显现剧烈，围岩控制面临挑战。

煤层地质条件的不同会影响实现工作面智能化开采的原则、路径及目标。

相较于综合机械化采煤，智能化开采对地质保障度的要求更高。

地质条件越复杂，控制系统就越需要更精准的感知、更快速的分析与决策、更高的数据传输速率。

以安徽阜阳中煤新集口孜东矿为例，该矿是典型的“三软”煤层，正在开采的140502工作面处于−967m水平，工作面长为266m，采高为4～6m。

煤层存在起伏，呈现回风巷和运输巷两端高、工作面中间低的特点。

煤层走向倾角为8～15°，局部为17°以上。

围岩（顶底板、煤壁）条件决定了液压支架支护的稳定性、有效性，如果条件较差就会导致片帮、漏矸、扎底等问题。

煤层走向/倾向角度变化造成了液压支架、采煤机及刮板输送机空间相对位姿的变化，由于重力作用会导致倒架、上窜下滑、采煤机割顶/割底等一系列问题。

矿山压力与岩层控制

绪论
• 矿山压力有关概念（要点内容） • 矿山压力教学内容 • 学习矿压的意义（要点内容） • 采矿工程矿压特点
1
绪论
一、矿山பைடு நூலகம்力有关概念
• 矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在周围岩体中形成的，及作用于支护
物上的力，简称“矿压”。在相关学科把其称为地层压力（简称“地压”）、岩石压力（简称“岩压”）、二次应力、工程扰动力等。包括原岩对围岩作用力，围岩体内之间作用力（如支承压力）和围岩对支护物作用力（狭义矿压，如巷道围岩压力、采场顶板压力）。
1、巷道地压：包括第二章矿山岩体的原岩应力及其重新分布、第七章巷道矿压显现规律和第八章巷道维护原理和支护技术。
2、采场矿压：包括第三章采场顶板活动规律、第四章采场矿山压力显现规律、第五章采场顶板支护方法、第六章采场岩层移动及其控制、第九章厚煤层综放开采岩层控制、第十章浅埋煤层开采岩层控制和第十二章非煤矿山岩层控制与边坡稳定等。
• 矿山压力与岩层控制是研究矿山岩体力学现象的机理、控制理论，以及控制所采用的人工构筑物的学科，属于岩石力学的分支，是矿山采掘工程的基础学科。
2
二、矿山压力教学内容
矿山压力及其岩层控制，主要讨论矿山压力的形成及其分布特征，矿山压力的显现规律，及其对矿山压力的控制措施。按研究的地点和显现特征，包括采场矿压、巷道地压、冲击地压和矿压研究方法等内容。
3、冲击地压：第七章煤矿动压现象及其控制。 4、矿压研究方法：第十三章矿山岩层控制研究方法（包括矿山现场研究、实验室研究和数学力学分析）。
3
井按机理分类巷地按地点分类压
变形地压、松动地压、膨胀地压竖井地压、平巷地压
露天采场矿压（边坡稳定）
矿

浅析掘进过程中矿压控制及围岩支护

杆间小块的掉落情况外，还具有锚杆能够保持和加强围岩强度和整体性的优势，从而能够更好的保持围岩的稳定，并发挥围岩自身承受地压的能力。
１．木材支护
在喷射混凝土支护与锚杆支护的基础之上，进行联合使用的结构被称之为锚喷联合支护结构。它在融合两者优点的基础之上，同时又避免了两者的缺点。在锚喷支护结构之中，锚杆占据的是主导地位，其起到了主要的支护抗力，而喷射混凝土则是起到对岩层的封闭和防风化作用，其为辅助。锚喷联合支护不仅拥有喷射混凝土的密贴性和及时性，能够有效防止围岩的风化和渗透，阻止锚
科学论坛
Ｃｈｉｎａｓｃｉｅｎ பைடு நூலகம் ｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｖｉｅｗ
・ｌ ■Ｉ
浅析掘进过程中矿压控制及围岩支护
王磊
（山西焦煤汾西矿业集团公司曙光煤业０３２３０２）【摘要］在进行岩体开采过程中，对矿压的控制和围岩的支护的有效方法，一直是业内所探讨的重要问题。笔者通过多年累计的矿业开采经验，在本文中就开矿掘进过程中，对矿压的控制以及围岩的支护问题做以简要分析，拟希望通过笔者简要分析，能够在日后工作中，帮助同行解决此类问题，以便更好的开展工作，如有不足之处，还请多多包涵。［关键词］矿压围岩支护中图分类号：Ｕ４５１＋．２

煤矿井下掘进中的巷道支护技术

2021年第2期2021年2月煤炭资源是地球上分布最广和储量最多的常规能源。

开采煤炭资源的方式主要有两种[1]，即露天开采和井工开采。

两种方式各有利弊。

井工开采需要在地下掘进巷道直抵煤炭矿层，因而不需要进行大量地表剥离作业，在经济投入上相比露天开采划算，但随着井工矿煤炭开采产量、开采深度的逐步加大，井下安全保障措施显得尤为重要。

井巷支护结构是增强巷道围岩稳定性的基础结构，同时也是井下安全掘进的前提保障。

随着矿井开采深度的不断增加，井巷掘进过程中地质条件及围岩应力变化显著，对巷道支护工艺的要求也越来越高。

因此，在制订巷道支护方案时，要结合不同地质、含水条件及采动影响选取不同的支护技术，以保障井巷掘进工作的顺利开展。

1巷道支护的重要性煤矿井下各个生产过程中，围岩控制是尤为重要的环节。

围岩控制措施主要有降低围岩应力、提高围岩固结稳定性和选择合理的支护方式，巷道支护效果直接关系到职工生命安全。

回采工作面煤层开采作业引起巷道岩体应力重新分布，围岩受回采影响发生变形[2]，致使围岩应力按原压力的数倍增长，此时选取正确适宜的巷道支护技术是控制围岩压力、防范围岩失稳的主要手段。

2巷道围岩压力分类2.1松动压力松动压力指塌落的岩体重力直接作用在支架结构上的压力，按作用位置不同划分为侧向和竖向压力。

支护结构未能有效控制围岩变形，围岩垮塌形成松动圈[3]主要表现为顶板压力显现严重。

2.2形变压力围岩的形变压力主要指的是围岩变形受到支护结构约束作用而产生的压力。

围岩压力、支护时间和支护结构刚度对其均有影响[4]。

巷道支护结构中，为适应形变压力变化趋势，在设置好衬砌后，可选取柔性支护技术，避免围岩位移过大使形变压力转变成松动压力影响巷道正常施工作业。

实际施工中，松动压力和形变压力通常并存。

按围岩的结构特性划分，形变压力又分为弹性、塑性和黏性三种类型[5]。

2.3膨胀压力膨胀压力指围岩吸水膨胀，岩体崩解引起的压力[6]。

其展现形式与围岩形变压力类似，但内部变形作用机理完全不同。

煤矿井下掘进中的巷道支护技术

煤矿井下掘进中的巷道支护技术摘要：在煤矿井下掘进开采过程中，当掘进设备不断向前移动时，对煤矿巷道的顶板与围岩进行强化稳固是必不可少的，必须通过相关技术和设施加以支护。

但是，如果在支护煤矿顶板与围岩的过程中，掘进活动与支护工作同时进行，就会降低煤炭开采的效率，导致成本大幅提升。

因此，想要提高煤炭开采效率，提升煤炭开采量，对支护模式进行优化和创新是必不可少的。

下面本文就煤矿井下掘进中的巷道支护技术进行简要探讨。

关键词：煤矿；井下掘进；巷道支护技术；1巷道支护的重要性煤矿井下各个生产过程中，围岩控制是尤为重要的环节。

围岩控制措施主要有降低围岩应力、提高围岩固结稳定性和选择合理的支护方式，巷道支护效果直接关系到职工生命安全。

回采工作面煤层开采作业引起巷道岩体应力重新分布，围岩受回采影响发生变形，致使围岩应力按原压力的数倍增长，此时选取正确适宜的巷道支护技术是控制围岩压力、防范围岩失稳的主要手段。

2煤矿巷道掘进施工与支护技术存在的问题2.1煤矿巷道支护技术中的安全问题在对煤矿巷道进行支护时，大部分难题均是由外来的作用力造成的，比如，部分煤矿巷道在地质力学上较低，导致煤矿巷道的正常掘进受到影响，进而严重降低了煤矿开采的效率。

在开展煤矿巷道掘进工作时，最常用到的方式包括锚喷与爆破两大方式，在爆破与锚喷的综合作用下能够充分提升施工速度和质量。

在具有确切爆破点以后方可使用爆破法，爆破点的勘测与明确则是通过人工完成的，而对锚喷工艺的运用必须是在光面爆破的基础下进行的。

2.2地质构造异常复杂地质条件同样会给煤矿巷道的掘进活动带来较大影响，对于这类问题大都采用比较成熟的顶板支护技术来解决，并且还要在实践中根据实际情况进行适当调节。

一般煤矿周边区域的地质环境也是非常复杂多变的，稳固型的地质环境十分少见，但在稳固的地质环境能够促进支护工作和掘进活动的顺利进行。

如果是处在地质环境复杂的情况下，就需要对掘进方式和速度进行适度调节，另外对于巷道支护的稳固性也必须进行提升。

采矿工程巷道掘进和支护要点

采矿工程巷道掘进和支护要点摘要：在现代采矿业中，企业需要在注重采矿效益的同时，加强矿场安全性研究，这样才能在激烈的市场竞争中实现长期稳定健康的发展。

在矿山开采工程中，企业要正确处理巷道掘进和支护技术之间的关系，认真研究所在矿山地质条件，明确围岩环境、地质条件、地表应力对巷道掘进和支护工作的影响，同时采取针对性的矿井支护策略，使巷道支护方案真正保障矿井掘进工作安全进行，推动采矿行业实现经济效益与安全效益的“双赢”。

关键词：采矿工程；巷道；掘进；支护要点能源是社会经济发展的主要推动要素之一，矿山作为国家所需能源的重要供给方，在推进经济建设上起着难以替代的作用。

结合目前我国矿山开采形势，由于资源储存位置较深，开采过程中需做好巷道的掘进与支护工作。

伴随着两项技术的进一步发展，大大提高了矿山开采的稳定性与安全性，为此，本文立足巷道掘进与支护技术的使用现状，针对技术的应用要点简要分析。

1采矿工程巷道特点对于采矿工程巷道，可以将其特点整理为以下几点：第一，存在瓦斯爆炸风险。

采矿工程巷道主要设置在矿层附近区域，矿层中如果存在瓦斯气体，具有一定的瓦斯爆炸安全风险。

同时，已经废弃的旧矿井，也有可能会出现水害问题，影响巷道的正常使用。

在开展采矿作业前，需要做好瓦斯检查、探水工作，避免因瓦斯气体或采空区积水，增加采矿人员人身安全风险。

第二，为提升采矿工程效率，巷道会穿过一些强度偏弱的岩层，以此提升掘进效率。

可是这部分强度偏弱的岩层没有更强的稳定性，容易受到后续采矿作业的影响，需要选择合适的掘进和支护方法，确保采矿工程的安全性。

第三，巷道和井口拥有较长间距，采矿工作面数量多，布设较为分散，需要更复杂的通风设计，满足巷道通风、瓦斯排除需求。

第四，巷道遵循随掘随采工作原则，实际投入应用的时间偏短，大多巷道应用时间仅有1个月或2个月，最长不超过1年，这就需要选择较大变形量，可以重复应用的支护方式，做好参数设置工作。

2巷道掘进和支护技术应用的必要性及影响因素2.1必要性巷道掘进及支护工程是采矿工程项目中的重要组成部分，其中运用到了掘进技术、支护技术，这对采矿活动的顺利实施、安全运转有着重要的意义，利用掘进和支护技术的目的，是要保证矿山巷道生产的安全性和稳定性。

矿山压力与控制

矿山压力与控制1、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷道周围岩体中形成的和作用在巷道支护物上的力定义为矿山压力。

在相关学科中也称为二次应力或工程扰动力2、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷峒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。

3、矿山压力控制：所有减轻，调节，改变和利用矿山压力作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。

4、矿山压力与岩层控制的研究方法：矿山压力与岩层控制采用了理论研究，实验室实验，现场观测等不同形式的研究方法。

5、岩石的孔隙性：岩石的孔隙性是岩石中孔洞和裂隙发育程度的指标，常用孔隙度表示，有时也用孔隙比来表示。

6、岩石的碎胀性：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。

7、岩石的压实性：岩石的压实性是指岩石破碎后，在其自重和外加荷载作用下逐渐压实使体积减小的性质。

8、岩石的软化性：岩石的软化性是指岩石浸水后其强度降低的性质。

9、岩石的吸水性：遇水不崩解的岩石在一定实验条件下吸入水分的性能称为岩石的吸水性。

10、岩石的抗冻性：岩石的抗冻性是指岩石抵抗冻融破坏的能力。

11、岩石的蠕变特性：应力不变条件下，应变随时间延长而增加的现象。

12、岩石的受载状态：三轴等压抗压强度>三轴不等压抗压强度>双轴抗压强度>单轴抗压强度>抗剪强度>抗弯强度>单轴抗拉强度。

13、岩体结构的类型整体结构块状结构层状结构碎裂结构松散结构14、影响岩体强度的因素结构面产状结构面密度试件尺寸环境围压空隙水压15、构造应力：是指由于地壳构造运动在岩体中引起的应力16、构造应力的基本特点：一般情况下地壳运动以水平运动为主，构造应力主要是水平应力构造应力分布不均匀，在地质构造变化比较剧烈的地区，最大应力的大小和方向往往有很大的变化岩体中的构造应力具有明显的方向性，最大水平应力和最小水平应力之值一般相差较大构造应力在坚硬岩层中出现一般比较普遍，在软岩中储存构造应力很少17、原岩应力分布的基本规律：实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量水平应力普遍大于铅直应力平均水平应力与铅直应力的壁纸随深度增加而减小最大水平应力和最小水平应力一般相差较大18、 1 在双向等压应力场中，圆孔周边全处于压缩应力状态2 应力大小与弹性常数E，μ无关3 σt,σr的分布和角度无关19、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支撑压力。

采场矿山压力及其控制方法（二篇）

采场矿山压力及其控制方法在矿体没有开采之前，岩体处于平衡状态。

当矿体开采后，形成了地下空间，破坏了岩体的原始应力，引起岩体应力重新分布，并一直延续到岩体内形成新的平衡为止。

在应力重新分布过程中，使围岩产生变形、移动、破坏，从而对工作面、巷道及围岩产生压力。

通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力，称为矿山压力。

在矿山压力作用下所引起的一系列力学现象，如顶板下沉和垮落、底板鼓起、片帮、支架变形和损坏、充填物下沉压缩、煤岩层和地表移动、露天矿边坡滑移、冲击地压、煤与瓦斯突出等现象，均称之为矿山压力显现。

因此，矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现。

2.煤矿直接顶稳定性分类与老顶压力显现强度分级直接顶是指直接位于煤层之上的易垮落岩层。

煤矿直接顶稳定性分类主要以直接顶初次垮落步距为主要指标，将直接顶分为不稳定、中等稳定、稳定和非常稳定4类。

老顶是位于直接顶之上较硬或较厚的岩层。

老顶压力显现分为4级，即老顶来压不明显、来压明显、来压强烈和来压极强烈。

3.回采工作面支架主要有单体摩擦式金属支柱、单体液压支柱和液压自移支架等几种，少数矿井也还使用木支柱。

采场矿山压力及其控制方法（二）矿山压力是指矿山开采活动对地表和地下岩石造成的压力，包括矿体的应力变化、地表和地下岩石的变形和断裂等。

矿山压力的控制是矿山安全生产的重要环节，对于降低矿山事故发生率，保护人员和设备安全具有重要意义。

本文将介绍矿山压力的分类及其控制方法。

一、矿山压力的分类矿山压力可分为两类：地应力和岩层压力。

1.地应力地应力是指地球的重力作用下，岩石所受到的压力。

地应力可分为垂直应力和水平应力。

垂直应力是指地球的重力在垂直方向上对岩石所产生的压力，水平应力是指岩石在水平方向上所受到的压力。

地应力的大小与地下深度、地下岩石的物理性质等因素有关。

一般来说，地下深度越深，地应力就越大。

地应力的大小对矿山开采活动的影响较小，但在矿山开采过程中，地应力的变化会导致岩石的断裂和变形，从而对矿山安全产生影响。

矿山压力与岩层控制(安徽理工)

5、直接顶的稳定性对工作面的支护原理有何影响？
答：直接顶式回采工作空间直接维护的对象。直接顶的稳定性直接影响着工作面支护方式和支架架型的选择。对于不稳定的直接顶要求支架有较好的护顶功能，在煤层开采以后，不应使顶板的暴露面积过大，以免发生局部冒顶，采用单体支架要注意采取有效的勾顶措施，防止顶板从架间漏空，影响支架对顶板的支护；在采用液压自移支架时，应选用掩护性能较好的掩护式支架。直接顶的稳定性较好时，对勾顶要求并不严格，可以选用支撑式或支撑掩护式支架。
砌体梁——工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构。
直接顶——直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层。
周期来压——由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象。
原生裂隙——岩层在形成过程中由于温度、矿物结晶及沉积的作用二形成的弱面。
载荷集度——在回采工作面顶板悬顶距范围内，单位面积顶板对支架的载荷称为素有哪些？
答：采高与控顶距，工作面推进速度，开采深度，煤层倾角。
12、什么叫煤矿动压现象？
答：煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应，这些现象统称为煤矿动压现象。
20、支架选型的基本原则是什么？
答：根据直接顶分类和老顶分类确定所选择支架的类型，根据煤层的采高和顶板的类型确定支架对顶板的支护强度，再确定支架对顶板的工作阻力以及支架的最大、最小结构高度，割据煤层瓦斯涌出量，核算支架类型。
21、回采工作面矿压现场观测的目的是什么？
答：其目的在于掌握工作面老顶来压显现、步距和强度；分析回采空间支架与围岩相互作用关系；为研制采煤机械和支护设备、合理的安排工序、合理的选择采煤参数、支护方式和顶板管理方法提出要求和提供科学依据。