7.3巷道围岩控制原理
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是煤矿开采过程中的一个重要环节,对于保障矿区生产安全和提高经济效益具有不可替代的作用。
围岩的稳定性直接关系到巷道的通行情况,同时也会对矿井的通风、放煤等工作带来影响。
为了保障煤矿生产的持续性和稳定性,研究围岩控制理论具有重要意义。
一、围岩控制的意义煤矿回采巷道围岩控制其实是对围岩进行相应的加固或稳固处理,以保证巷道的稳定性和安全性,确保巷道通畅,同时减少因围岩控制不当导致的地面塌陷等不良后果的发生。
围岩控制不仅有利于提高开采效率,减少废弃矿山面积和资源浪费,还有助于减少煤矿事故的发生率,提高生产安全、保护环境等方面。
二、围岩控制方法1、固结法。
固结法是通过施加压力将周围的围岩变形固结为一个整体来控制巷道变形及失稳等效应,以确保围岩稳定。
2、支护法。
支护法是通过在巷道侧面、顶部安装支架,使之与岩壁结构融为一体,组成一个全新的稳定体系,防止巷道塌陷和支架变形。
3、钢筋网加固法。
钢筋网加固法是通过在巷道侧面、顶部固定钢筋网,使之和岩体结构紧密结合,形成一个稳定的结构。
该方法的量较小、质量稳定,适用于空间较小而围岩较脆弱的部位。
4、注浆法。
注浆法是通过注浆剂将巷道周围的围岩周围实现密封固结,以提高巷道的强度和稳定性。
1、预测技术。
预测围岩变形的技术可以为围岩控制提供有效的数据支持,帮助工程师进行精细化的控制。
2、模拟技术。
模拟技术是通过对巷道的工程建模和模拟,得出围岩变形情况,从而提供围岩控制的参考方案。
3、现代控制技术。
现代控制技术是指应用数字化、计算化、信息化技术实现围岩控制,如激光测距、计算机控制等。
四、围岩控制中存在的问题目前,煤矿回采巷道围岩控制技术虽然已经取得一定进展,但与国外水平相比仍有不小差距。
在实际生产工作中,围岩控制所存在的问题主要如下:1、缺乏科学理论研究。
目前研究围岩控制的理论还比较泛泛,对于巷道围岩的力学性质、弹性应变关系及其变化规律等方面缺乏全面深入的探讨。
巷道围岩控制
巷道围岩控制
巷道围岩控制是指在地下巷道开挖过程中,通过采取一系列的措施和手段,以保证巷道周围岩层的稳定性和安全性。
巷道围岩控制是地下工程施工中的重要环节,主要目的包括以下几个方面:
1. 防止巷道塌方:采用支护结构和材料,如钢支撑、锚杆、锚喷等,对巷道周围的岩层进行支护,防止其塌方。
2. 防止岩爆和冒顶:通过喷浆封孔、锚喷、钻爆、预裂、顶板保护等措施,增强巷道周围岩体的稳定性,防止岩爆和冒顶的发生。
3. 控制地表沉降:在地下巷道开挖过程中,采用合适的措施和技术,控制地表沉降的幅度和范围,保护地表建筑物的安全。
4. 控制地下水:巷道开挖过程中,地下水的水压和渗流量增大,容易引起巷道周围岩体的涌水和破坏。
因此,需要采取合适的水文地质措施,控制地下水的水压和渗流,保证巷道的稳定和安全。
总之,巷道围岩控制是地下巷道施工中的重要环节,需要综合考虑地质条件、工程要求和施工技术等因素,采取相应的措施和手段,确保巷道的稳定和安全。
煤矿围岩考试答案
1巷道围岩控制原理:根据巷道围岩应力、围岩强度以及二者之间的相互关系,选择合理的巷道布置位置和巷道支护形式。
具体做法:巷道布置;①在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响,最好将巷道布置在煤层开采后所形成的应力降低区域内。
②如果不能避开采动支承压力的影响,应尽量避免叠合支承压力的作用,或者尽量缩短支承压力的影响时间,如跨越巷道开采,避免在遗留煤柱下方布置巷道等。
③在采矿系统允许的距离范围内,选择稳定的岩层或煤层布置巷道,尽量避免水与松软膨胀岩层直接接触。
④巷道通过地质构造带时,巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向、背斜构造。
⑤相邻巷道或硐室之间选择合理的岩柱宽度。
⑥巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行,避免与构造应力方向垂直。
巷道保护及支护;①巷道围岩卸压:跨采、钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法,使巷道围岩受到某种形式的不同程度的卸载。
②加强支护:围岩注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道周边喷浆、支架壁后充填、围岩疏干封闭等方法,增高围岩强度,优化围岩受力条件和赋存环境。
③选择合理的支护理念和支护对策。
砌碹支护、锚网梁支护、锚喷支护、U型棚支护2、巷道变形、破坏的形式及影响巷道变形破坏的因素;巷道的变形:顶底板移近(包括顶板下沉、底板鼓起)、两帮移近;巷道的破坏:顶板冒落、底板鼓起、两帮收缩;巷道变形破坏的影响因素:巷道所处的地应力状态;巷道是否受采动影响;巷道围岩的强度(粘聚力C和内摩擦角φ);巷道围岩的性质;“支护-围岩”关系;支护对策及支护方式等。
3、回采巷道的布置方式有哪些类型,沿空留巷和沿空掘巷的定义是什么;“煤体-煤体”巷道;煤体-煤柱巷道(采动稳定);煤体-煤柱巷道(正采动)沿空掘巷:巷道一侧为煤体,另一侧为采空区,采空区一侧采动影响稳定后,沿采空区边缘掘进巷道称为沿空掘巷。
(沿相邻区段工作面采空区边缘掘进巷道)沿空留巷:通过加强支护或其他方法,将相邻区段巷道保留下来,供本区段工作面回采时使用,称为沿空留巷4、双巷布置时下区段回风巷围岩变形经历的5个阶段;Ⅰ巷道掘进影响阶段;Ⅱ掘进影响稳定阶段;Ⅲ采动影响阶段;Ⅳ采动影响稳定阶段Ⅴ二次采动影响阶段5、巷道围岩卸压的方式;巷道围岩卸压:跨采、钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法,使巷道围岩受到某种形式的不同程度的卸载。
巷道围岩稳定性及控制技术PPT课件
01
围岩稳定性是指在巷道周围岩体 在一定条件下保持其完整性和稳 定性的能力。
02
围岩稳定性分析是评估巷道周围 岩体在各种因素影响下可能发生 的变形、破裂和失稳等行为,从 而为巷道支护和安全提供依据。
影响围岩稳定性的因素
01
02
03
04
地应力
地壳中的应力场对围岩稳定性 产生影响,包括原岩应力和构
造应力等。
性,降低工程成本。
技术先进
积极采用先进的支护技 术、材料和工艺,提高
支护效果。
环保节能
支护材料应尽量选择环保 、可回收利用的,减少对
环境的破坏和污染。
常用支护方式
木支护
以木材为材料,常用坑木、方 木或原木作为支柱和横梁。
金属支架
采用钢材制作,包括钢拱架、 梯形支架等。
混凝土支护
利用混凝土浇筑或喷射,形成 坚固的支护体。
锚杆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ护
通过在岩体中打入锚杆,利用 锚杆的锚固力来稳定围岩。
支护效果评估
定期监测
对巷道围岩支护进行定期监测,记录围岩变 形、位移等数据。
安全评估
根据监测结果,对巷道的安全状况进行评估, 及时发现潜在隐患。
数据分析
对监测数据进行整理、分析,评估支护效果 及围岩稳定性。
优化设计
根据监测和分析结果,对支护设计进行优化 改进,提高支护效果。
巷道围岩稳定性及控制技术ppt课 件
目 录
• 引言 • 巷道围岩稳定性分析 • 巷道围岩控制技术 • 工程实例分析 • 结论与展望 • 参考文献
01 引言
主题简介
巷道围岩稳定性
主要研究巷道周围岩石的稳定程 度,包括岩石的物理性质、应力 分布、位移变形等因素。
矿山压力与岩层控制
(4) 采动影响稳定阶段 回采引起旳应力重新分布趋向稳定后,巷道围
岩变形速度再一次明显降低,但依然高于掘进影 响稳定阶段时变形速度,围岩变形量按流变规律 不断缓慢地增长。
(5) 二次采动影响阶段 巷道受本区段回采工作面(B)旳回采影响
时,因为上区段残余支承压力,本区段工作面超
前支承压力相互叠加,巷道围岩应力急剧增高,
图7-8区段平巷围岩变形
(1)巷道掘进影响阶段
(2)
煤体内开掘巷道后,巷道围岩出现应力
集中,在形成塑性区旳过程中,围岩向巷道空
间明显位移。伴随巷道掘出时间旳延长,围岩
变形速度逐渐衰减,趋向缓解。巷道旳围岩变
形量主要取决于巷道埋藏深度和围岩性质。
(3)(2) 掘进影响稳定阶段
(4) 掘巷引起旳围岩应力重新分布趋于稳定,
关系旳不同,巷道位置能够分为下列几类: (1) 与回采空间在同一层面旳巷道称为本 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承压力旳分布规律,可作 为平面问题处理。
(2) 与回采空间不在同一层面,其下方旳 巷道称为底板巷道,分析底板巷道位置时,应 该考虑回采空间周围底板岩层中应力分布规律, 按空间问题处理当然,位于回采空间所在层面 上方旳巷道称为顶板巷道 。 (3) 厚煤层中、下分层以及相邻煤层中旳 煤层巷道,有可能同步受到本分层和上分层以 及相邻煤层采面旳采动影响。分析此类巷道位 置时,根据巷道与回采空间位置和采掘时间关 系,综合考虑回采空间周围煤体上支承压力和 顶、底板岩层中应力旳叠加影响。
图7-5 a表达上部煤层单侧采动引起底板岩层 内应力分布,图7-5 b表达上部煤层两侧采动遗留 保护煤柱引起底板岩层内应力分布。
如图所示,除了在煤柱下方底板岩层一定范 围内形成应力增高区外,位于煤柱附近旳采空区 下方底板岩层一定范围内形成应力降低区。
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。
矿山压力与岩层控制名词解释+简答
矿山压力:由于矿山开采活动的影响,在巷硐周围岩体行程的和作用在巷硐支护物伤的力。
矿山压力显现:由于矿压的影响,而表现出来的一系列有形的变形。
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。
原岩应力:存在于地层中未受扰动的天然应力。
原岩应力分分布的基本规律:①实测铅直应力基本上等于上覆岩石层重量。
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值随深度增加而减小。
④最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大。
构造应力:是由于地壳构造运动在岩体中引起的应力。
构造应力的基本特点:构造应力以水平力为主,具有明显的区域性和方向性。
①一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;而且地壳总的运动趋势是相互挤压,所以水平应力占绝对优势。
②构造应力分布不均匀,在地质构造变化比较剧烈的地区,最大主应力的大小和方向往往有很大的变化。
③岩体中的构造应力具有明显的方向性,最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大。
④构造应力在坚硬岩层中出现一般比较普遍,在软岩中存储构造应力很少。
砌体梁结构:在上覆岩层中存在由断裂岩块组成的“砌体梁”,因岩块相互挤压,形成承载结构。
认为:①上覆岩层可以坚硬岩层为底划分若干组,其上软弱岩层为载荷;②随着工作面推进上方坚硬岩层断裂形成岩块,岩块间受水平推力成铰接关系;③铰接岩块在某些条件下可形成平衡体。
弹性应变能:岩体受外力作用而产生弹性变形时,在岩体内部所储存的能量。
极限平衡状态:随着破坏向岩体内部发展,岩块的抗压强度逐渐增加,直到某一半径R处岩块又处于弹性状态,这样,半径R范围内的岩体就处于极限平衡状态。
减压区和增压区(支撑压力区):比原岩应力晓得压力区是减压区,比原岩应力高的压力区是增压区(即支撑压力区)。
采场:把直接进行采煤或采有用矿物的工作空间称为回采工作面或简称采场。
顶板:赋存在煤层之上的岩层称为顶板或称为上覆岩层。
底板:赋存位于煤层下方的岩层称为底板。
巷道围岩控制方法
1)木支架
木支架易于腐烂、使用期短、防火性能差、复用率低、损耗大、对围岩移动的适应性差等,当巷道变形量超过100~200mm时,木支架就极易遭到损坏。所以采区巷道应尽量不用或少用木支护。
2)金属支架
金属支架具有承能能力大、可多次复用、可缩量小、有利于防火、贮运方便、安装容易和迅速等优点,所以是当前采区巷道支护主要形式之一。
2、巷内加强支护
1)巷内永久性加强支护
(1)在原来棚子的断面范围内以增加构件的方式加强原有的基本支架,其常见的形式有加中心柱、偏心柱或二者并用;
(2)在原有棚子之间增加一些立柱或棚子。
2)巷内临时性加强支护
临时性加强支护最好采用便于安装和拆移的支撑式单体支柱,最好是单体液压支柱。
3、巷旁支护(木垛、密集支柱、矸石带、人工砌块巷旁支护带、刚性充填带)
(3)综合支护——在巷道同一地段内除采用不同结构的支架外,还采用不同原理的围岩加固措施对巷道进行支护。如“棚子+喷层+围岩注浆”、“锚杆+薄壳支架+壁后注浆”支护等。
三、巷道锚杆支护
【笔注】
1、锚杆种类和锚固力
1)锚杆的分类
按锚杆的锚固方式分类;按杆体锚固段长短分类;按锚杆杆体的工作特性分类;按锚杆作用特点分类;按制造锚杆杆体的材料分类。
(1)平顶型可缩性金属支架
(2)拱形可缩性金属支架
3)石材支护
在井下巷道支护中,有时采用石材材料,常用的有天然石材、人工石材、浇筑混凝土三种形式。
对于天然石材,用于主要大巷的支护中,即常说的砌碹支护。对于人工石材,在井巷支护中目前较少采用。浇筑混凝土支护在目前我国井下主要大巷中采用的较多,该类支护主要用于服务年限比较长、巷道尺寸比较大、地质条件比较复杂的条件下。
安全专业7巷道矿压显现规律
典型岩石单轴压缩全应力—应变曲线
塑性阶段 屈服点
塑性(应变) 软化阶段
弹性变 形阶段 流动变形(摩 擦)阶段
4
以圆形巷道为例
情况1:岩体强度足够大, 围岩仍然处于弹性状态 情况2:围岩出现应变软 化,但未达到流动阶段
5
相对应力(r/p0,/p0)
2.00
1.75
1.50
1.25
1.00
30 3.5~2 4~2.5 4.5~3 5~3.5 5.5~4 60 2~1.6 2~1.8 2.5~2 3.5~3 4~3.5 90 1.5~1.3 1.7~1.5 21.7 2.5~2 3~2.3 >120 1.2~1 1.4~1.2 1.6~1.4 1.8~1.6 2~1.8 30 1.8 2.2 2.6 3 3.4
煤体-煤柱(正采动)巷道
煤体-煤体巷道
(3)煤体-无煤柱巷道: 一侧煤体,一侧采空 区,沿空掘巷、沿空 留巷。(Ⅱ2、Ⅲ2) 34
2、厚煤层中下分层区段巷道布置和矿压显现规律
厚煤层中、下分层区段巷道相对本层工作面仍然有煤 体-煤体、煤体-煤柱(采动稳定、正采动)、煤体-无煤 柱(采动稳定、正采动)三种布置方式。与上分层主要有 以下三种位置关系:
布置在已稳定采空区下方,附近无上分层遗留煤柱
35
布置在已稳定采空区下方,并在上分层遗留煤柱附近
布置在上分层保护煤柱下部
36
中下分层巷道如果位于上分层一侧已采的煤体
附近,上分层煤体的支承压力,对下分层巷道 会产生一定的影响,水平距离超过20m时,影 响不大。 中下分层巷道如果位于上分层两侧已采的煤体 附近,受上分层煤柱支承压力叠加影响,围岩 变形显著。为了很好的维护巷道,巷道与上分 层煤柱边缘保持5~10m的水平距离,但此举增 加了煤炭损失。所以厚煤层分层开采时,实行 无煤柱开采。
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。
巷道围岩控制概论讲座
图9 留区段煤柱时回采空间垂直应力等值线分布
图10 煤体与采空区交界处底板垂直应力 等值线分布 γ-上覆岩层容重;H-埋藏深度:φ-底 板岩石应力升高区的扩展影响角; Z-被跨巷道与上部回采煤层间的法线距 ;X-被跨巷道与上部回采煤柱边缘的水平 距
图11 煤柱下方底板垂直 应力等值线分布 (煤柱载荷均布,应力集 中系数为3) 在应力重新分布下,从时 间和空间上保证布置的巷道 围岩稳定、维护费用低。
主要内容
动压巷道矿压新理论 巷道围岩控制的基本途径 巷道布置与卸压 巷道支护 围岩注浆加固
1、动压巷道矿压新理论
巷道是矿井生产的咽喉,全国每年新掘巷道20000km 以上,静压巷道小于10%,围岩控制较好。
矿工钢支护(无采动影响)
U型钢支护的大巷(无采动影响)
动压巷道占90%以上,巷道支护成本增加, 个别巷道达3000~4000元/m
(2)巷道布置的原则: 1)空间上尽量避免支承压力的强烈影响、叠加影响和多次影响;时间上 尽量缩短支承压力影响时间。 2)巷道布置在应力降低区或原岩应力区。
3)采用无煤柱开采,必须留煤柱时在保证煤柱稳定的条件尽可能小。
4)如果需要留煤巷保护巷道,所留护巷煤柱尺寸应使巷道不受支承压力 影响或影响较小。 5)避免在煤柱上、下方布置巷道。合理选择底板岩巷与煤柱边缘的水平 距离x、与煤层垂直距离Z。 6)在围岩受采动影响稳定后再掘巷道。 7)巷道轴线方向尽量与最大水平主应力方向平行,避免与之垂直。
3.2 巷道卸压
(1)利用跨采进行巷道卸压 跨后巷道长期处于应力降低区;跨采过程中应加强巷道支护 (2)开槽卸压 图12 巷道周边卸压后的应力 分布 Ⅰ-围岩卸压区;Ⅱ-应力升 高区;Ⅲ-原岩应力区
开槽后应力向深部转移,卸压区围岩保持稳定。 卸压槽可在底板、两侧或全断面。
隧道开挖施工中的围岩控制技术讲解
隧道开挖施工中的围岩控制技术讲解第一节:隧道开挖前期准备工作隧道施工是一项复杂而艰巨的任务,为了确保施工的安全和顺利进行,开挖前期准备工作至关重要。
首先,需要进行详细的地质勘察和地下水勘测,了解隧道所经过的地质构造和围岩特点,以及地下水情况。
其次,根据勘察结果制定合理的施工方案,包括合理的地质爆破参数、施工工艺和设备选择等。
第二节:围岩控制的基本原理围岩控制是指通过一系列的技术措施,对隧道围岩进行加固和控制,避免因围岩松散、不稳定等问题导致的事故发生。
围岩控制的基本原理包括:1.降低围岩应力,减小对隧道的影响;2.加固围岩,提高围岩的稳定性;3.控制围岩的变形,减小变形对隧道的影响;4.控制围岩的渗透和承载力,避免渗水和崩塌等问题。
第三节:围岩控制技术的分类隧道开挖施工中,常用的围岩控制技术主要包括喷射混凝土支护、锚杆支护、压力注浆和钢支撑等。
喷射混凝土支护是一种常用的技术,通过在围岩表面喷射混凝土形成坚固的支护结构。
锚杆支护是利用锚杆将围岩与衬砌结构牢固连接起来,增加围岩的整体稳定性。
压力注浆则是通过向围岩中注入高强度的水泥浆液,增加围岩的强度和稳定性。
钢支撑是利用钢材构建的刚性支撑结构,能够承受较大的力量,适用于需要较高承载能力的地质情况。
第四节:围岩控制技术的应用场景不同的地质条件和围岩特点对围岩控制技术的选择有一定的影响。
例如,在软岩地质中,喷射混凝土支护技术常常被使用,能够有效地提高围岩的稳定性。
而在硬岩地质中,锚杆支护和钢支撑技术则更为常见,能够承受较大的围岩压力和变形。
在含水量较高的地质情况下,压力注浆技术可以有效地控制水流和渗水问题。
第五节:围岩控制技术的优缺点不同的围岩控制技术具有各自的优缺点。
喷射混凝土支护技术具有施工速度快、对地质条件要求相对较低的优点,但对设备和材料要求较高。
锚杆支护技术能够提高围岩的整体稳定性,但对锚杆的施工和质量控制要求较高。
压力注浆技术能够有效地控制水流和渗水问题,但对注浆机器的性能要求较高。
7.3巷道围岩控制原理
巷道围岩稳定性分类方法
巷道围岩的稳定性受多种因素的影响。在采矿学科 领域内,很多事物问的界限往往很不清晰,巷道围 岩稳定性的类别是一个模糊概念。因此,模糊聚类 分析方法较适用于巷道围岩稳定性分类。
聚类分析的步骤:
选取分类指标
确定聚类中心,建立判别模式
评判巷道稳定性的类别,预测巷道围岩的移近量,,为支护 提供依据。
相邻巷道或硐室之问选择合理的岩柱宽度。
巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行,避免与构造应力方向垂直。
巷道保护及支护的措施:
通过在巷道围岩中钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷 卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法,使巷道 围岩受到某种形式的不同程度的卸载,将本该作用 于巷道周围的集中载荷,转移到离巷道较远的新的 支承区,达到降低围岩应力的目的。 采用围岩钻孔注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道周 边喷浆、支架壁后充填、围岩疏干封闭等方法,增 高围岩强度,优化围岩受力条件和赋存环境。 架设支架对围岩施加径向力,既支撑松动塌落岩石, 又能加大巷道的围压,保持围岩三向受力状态,提 高围岩强度,限制塑性变形区和破裂区的发展。根 据巷道不同时期的矿压显现规律,巷道支护可分为 巷内基本支架支护、巷内加强支架支护、巷旁支护、 联合支护四种形式。
将7个指标输入相应的程序就可得到巷道围岩的类别。
选择巷道支护形式
根据预测的围岩稳定性类别,推荐的煤层巷道锚杆基 本支护形式与主要参数如下:
作业
1、3、6、7
回采巷道围岩稳定性分类
以缓倾斜、倾斜中厚煤层回采巷道受一次采动影响条件下围 岩稳定性分类为基础,选择以下七个指标作为分类指标。 巷道顶板岩石单轴抗压强度
围岩强度
巷道矿压控制原理共79页
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
巷道矿压控制原理4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
巷道围岩稳定性及控制技术
该理论认为:在层状岩体中开挖巷道,当顶板在一定范围内不存在坚硬稳定岩 层时,锚杆的悬吊作用居次要地位。如果顶板岩层中存在若干分层,顶板锚杆的 作用将表现在两方面:一方面是依靠锚杆的锚固力增加各岩层间的摩擦力,防止 岩石沿层面滑动,避免各岩层出现离层现象;另一方面,锚杆杆体可增加岩层间 的抗剪刚度,阻止岩层间的水平错动,从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层 锁紧成一个较厚的岩层,即组合岩梁。
(3)巷道围岩存在破碎区、塑性区以及弹性区,锚杆锚固区内岩体的峰值强度、 峰后强度及残余强度均能得到强化;
(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。
① 将围岩由载荷体变为承载体 ② 积极发展主动支护,控制围岩变形 ③ 增加围岩强度可以显著减小巷道围岩的位移
综合考虑可靠性、经济性和使用方便。
(三)、主要支护形式
三、巷道支护机理
金属支架(包括矿用工字钢、U型钢、废钢轨等各种钢材加工的支架) 锚杆及其与其他形式组合的联合支护(包括锚梁、锚网、锚喷,锚注等)
巷道围岩控制的基本目的和任务在 于提高巷道的稳定性,围岩应力、围岩 性质和围岩支护是决定巷道稳定性的基 本因素。巷道的布置、保护、卸压及支 护是围岩控制的基本手段。
一、煤矿巷道围岩控制概述
(一)、巷道围岩控制的主要发展阶段
巷道围岩控制随着煤炭生产的发展,科学技术的进步,已逐步 趋向完善,其发展的过程可分为三个阶段。
因此,深化了对锚杆支护作用本质的认识,进而指导和促进煤矿锚杆支护技术的发展,本课 题将锚杆支护作用机理与巷道围岩的变形破坏方式结合起来,在大量理论分析、实验室试验、数 值模拟以及井下试验研究成果的基础上,对锚杆支护作用机理作进一步的解释和完善。
煤矿围岩控制与监测
老顶——厚度大于1.5—2.0m,较坚硬的分层,岩性多为砂岩、砂砾岩、石灰岩等。
直接顶——直接在煤层上面,厚度小于1.5—2.0m,较软弱、下面又无老顶的分层,岩性多为页岩,砂页岩等。
垮落带岩层(直接顶和老顶)——不支撑就会垮落的那部分岩层。
裂隙带岩层(主要是老顶)——在其断裂、旋转、下沉及触矸过程中,岩块间能够互相挤紧,从而形成能够承载的平衡结构,并把自身及附加岩层的重量加到采空空间周围的煤体及冒矸之上。
控顶距——从煤壁至密集支柱(墩柱)或采空区顶梁末端的一段距离。
端面距——第一排支柱顶梁前端至煤壁的距离。
沿空掘巷——在上一工作面区段运输平巷被废弃后,经过一段时间,等待采空区上覆岩层移动基本稳定后,沿被废弃的巷道边缘,掘进下一个工作面的区段回风平巷。
锚杆——锚固在岩体内维护围岩稳定的杆状结构物。
托锚力——包括安装锚杆时,通过拧紧螺母产生的锚杆托板对围岩的预紧力,水胀式管状锚杆杆体纵向收缩,使托盘对围岩产生预紧力;以及锚杆托板阻止围岩向巷道内位移时,对围岩施加的径向支护力。
构造应力——由于地壳运动在岩体中引起的应力。
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。
一.典型复合顶板的特征。
1. 煤层顶板由下“软”上“硬”不同岩性的岩层组成;2. “软”、“硬”岩层间夹有煤线或薄层软弱岩层;3. 下部“软”岩层的厚度通常情况下不小于0.5m,而且不大于3.0m。
二.预防老顶来压时压垮型冒顶事故的措施。
1. 支架支撑力应能平衡垮落带直接顶及老顶岩层重量。
2. 采场支架的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层。
3. 采场支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求。
三.巷道围岩控制原理。
巷道围岩控制是指控制巷道围岩的矿山压力和周边位移所采取措施的总和。
其基本原理是:人们根据巷道围岩应力、围岩强度以及它们之间的相互关系,选择合适的巷道布置和保护及支护方式。
降低围岩应力,增加围岩强度,改善围岩受力条件和赋存环境,有效地控制围岩变形、破坏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相邻巷道或硐室之问选择合理的岩柱宽度。
巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行,避免与构造应力方向垂直。
巷道保护及支护的措施:
通过在巷道围岩中钻孔卸压、切槽卸压、宽面掘巷 卸压以及在巷旁留专门的卸压空间等方法,使巷道 围岩受到某种形式的不同程度的卸载,将本该作用 于巷道周围的集中载荷,转移到离巷道较远的新的 支承区,达到降低围岩应力的目的。 采用围岩钻孔注浆、锚杆支护、锚索支护、巷道周 边喷浆、支架壁后充填、围岩疏干封闭等方法,增 高围岩强度,优化围岩受力条件和赋存环境。 架设支架对围岩施加径向力,既支撑松动塌落岩石, 又能加大巷道的围压,保持围岩三向受力状态,提 高围岩强度,限制塑性变形区和破裂区的发展。根 据巷道不同时期的矿压显现规律,巷道支护可分为 巷内基本支架支护、巷内加强支架支护、巷旁支护、 联合支护四种形式。
巷道围岩稳定性分类方法
巷道围岩的稳定性受多种因素的影响。在采矿学科 领域内,很多事物问的界限往往很不清晰,巷道围 岩稳定性的类别是一个模糊概念。因此,模糊聚类 分析方法较适用于巷道围岩稳定性分类。
聚类分析的步骤:
选取分类指标
确定聚类中心,建立判别模式
评判巷道稳定性的类别,预测巷道围岩的移近量,,为支护 提供依据。
将7个指标输入相应的程序就可得到巷道围岩的类别。
选择巷道支护形式
根据预测的围岩稳定性类别,推荐的煤层巷道锚杆基 本支护形式与主要参数如下:
作业
1、3、6、7
巷道围岩控制原理
巷道围岩压力及其影响因素 巷道围岩控制原理和方法 巷道围岩稳定性分类及支护选择
巷道围岩控制的基本途径:
降低围岩应力
提高围岩稳定性
选择合理的支护
巷道围岩控制的手段的实质:如何利用煤层开采引起采
场周围岩体应力重新分布的规律,正确选择巷道布置和护巷方法, 使巷道位于应力降低区内,从而减轻或避免回采引起的支承压力 的强烈影响,控制围岩压力。
巷道围岩压力及影响因素
松动围岩压力
围 岩 压 力
变形围岩压力
膨胀围岩压力
冲击和撞击围岩压力
影响围岩压力的因素
回采工作状况 开采技术因素 巷道保护方法 原岩应力状态 围岩力学性质
地质因素
岩体结构
岩石的组成和胶结状态
围岩中水分的补给状况
巷道围岩控制原理和方法
巷道围岩控制:控制巷道围岩的矿山压力和周边位
巷道围岩稳定性分类及支护选择
巷道围岩稳定性分类的意义 巷道围岩稳定性分类方法 回采巷道围岩稳定性分类 围岩移近量预算
巷道围岩稳定性分类的意义
当前地下工程的复杂性; 支护设计理论的局限性; 类比法及经验法的广泛应用; 巷道围岩稳定性分析的特殊性,依赖围岩稳定性 分类系统,为巷道支护提供依据; 随着对岩体属性和破坏机制的认识不断深化,随 着多变量数理统计分析的广泛应用,模糊数学、 灰色系统理论、人工神经网络理论的迅速发展, 巷道围岩稳定性分类也远远超出简单的工程类比 的范畴。
移所采取措施的总和。
巷道围岩控制原理:根据巷道围岩应力、围岩强度
以及它们之间的相互关系,选择合适的巷道布置和保 护及支护方式。降低围岩应力,增加围岩强度,改善 围岩受力条件和赋存环境,有效地控制围岩的变形、 破坏。
关键点:对回采活动影响巷道围岩控制的认识,对巷
道围岩岩体力学模型、变形及破坏机制判断的正确性, 对巷道围岩赋存条件和岩体力学性质掌握的程度。
围绕降低巷道围岩应力,增加围岩强度,改善围岩受力条件和 赋存环境,巷道围岩控制方法可归结为巷道布置和巷道保护及 支护两方面内容。
巷道布置应注意的问题: 在时间和空间上尽量避开采掘活动的影响,最好将巷道布置在煤层开采后所 形成的应力降低区域内。 如果不能避开采动支承压力的影响,应尽量避免支承压力叠加的强烈作用, 或尽量缩短支承压力影响时间,例如跨越巷道开采,避免在遗留煤柱下方布置 巷道等。 在采矿系统允许的距离范围内,选择稳定的岩层或煤层布置巷道,尽量避免 水与松软膨胀岩层直接接触。 巷道通过地质构造带时,巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向、背斜构造。
回采巷道围岩稳定性分类
以缓倾斜、倾斜中厚煤层回采巷道受一次采动影响条件下围 岩稳定性分类为基础,选择以下七个指标作为分类指标。 巷道顶板岩石单轴抗压强度
围岩强度
煤层单轴抗压强度 巷道底板岩石单轴抗压强度 围岩岩体完整性指标(直接顶初次垮落步距) 巷道埋深
围岩应力
本区段采动影响指标=直接顶板厚度/煤层厚度 相邻区段采动影响指标=护巷煤柱实际宽度