千米深井巷道围岩控制技术PPT课件
合集下载
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。
井巷工程巷道支护PPT课件
6.粉煤灰硅酸盐水泥：
组成： 硅酸盐水泥熟料 + 粉煤灰（20～40%） + 适量石膏。 应用：硬化较慢，早期强度较低， 不宜有早强要求的工程和低
温工程； 水化热少（同标号普通水泥的70%），可用于大体积 混凝土。
第14页/共32页
混凝土工程特点或 所处环境条件
优先选用
可以选用
不宜使用
1.在普通气候环境中
160 140 120 100
80 60 40 20
0 0
煤
页岩
砂页岩
砂岩
5
10
15
原岩应力p 0/MPa
石灰岩 20
花岗岩 25
第1页/共32页
三种类型
第一类为各种被动支护形式，包括木棚支架、钢筋混凝土支 架、金属型钢支架、料石碹、混凝土及钢筋混凝土碹等；
第二类是以锚杆支护为主，旨在改善巷道围岩力学性能的积 极支护形式，包括锚喷支护、锚网支护、锚喷网支护等；
经拌和后形成的拌合物应具有一定的和易性； 混凝土应在规定龄期达到设计要求的强度； 混凝土应具有适应其所处环境的耐久性； 经济合理，在保证质量前提下，降低造价
第19页/共32页
⑴ 和易性
是指混凝土拌和物易于施工操作（拌和、运输、浇筑和捣实）， 并能获得质量均匀、成型密实的性能。
指标：流动性、粘聚 性、保水性。
第三类是以锚杆和注浆加固为主的积极主动加固形式，如锚 注支护、预应力锚索支护技术等。
第2页/共32页
第一节 支护材料
棚式支架 支护
———— 石材整体支护
梯形金属支架 索
料石
拱形可缩金属支架
砖
木支架
混凝土
钢筋混凝土支架
钢筋— 锚喷
最新巷道围岩稳定性及控制技术PPT课件
在最大水平应力作用下，巷道顶底板岩层会发生剪切破坏，出现剪切膨胀，造 成围岩膨胀、变形。锚杆的作用即是约束岩层沿锚杆轴向的剪切膨胀和垂直于轴向 的剪切错动，因此要求锚杆必须具备强度大、刚度大、抗剪能力强，才能起到上述
两方面的约束的作用。
结束语
谢谢大家聆听！！！
9
(1)当巷道轴向与最大水平主应力方向平行时，受水平应力影响最小，对巷道顶、 底板的稳定最为有利；
(2大，对巷道顶、 底板的稳定最为不利；
(3)当巷道轴向与最大水平主应力以一定角度斜交时，巷道一侧出现应力集中而 另一侧出现应力释放，因而顶、底板的变形破坏会偏向巷道的某一侧。
支护理论一直是采矿技术领域研究的一个重点。
煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长发展过程。多年来国内外 的工程实践经验表明，锚杆支护是煤矿巷道经济、有效的支护技术。煤矿锚杆支护的发展，使矿 井的吨煤成本和巷道的支护成本显著降低，巷道推进速度有了很大的提高，支护质量和安全条件 得到了很大的改善。
锚杆支护是一项系统工程，它涉及到设计、施工、支护材料、实测技术手段等各个方面，但是 都依赖于对锚杆支护机理有一个正确的认识。国内外学者在煤矿巷道锚杆支护机理方面也做了大 量工作，提出了多种支护理论，在实际应用中也解决了不少问题。但是由于煤矿巷道地质条件的 复杂性和多变性，导致对锚杆支护作用机理的认识还缺乏全面、系统性，缺乏细化的、深入的试 验研究，因而难以在工程中真正得到实际的应用。
（四）、巷道支护理论学说
三、巷道支护机理
巷道支护理论是巷道支护选择与设计的基础和关键之一，主要解答不同
类型巷道支护(加固)的对象、围岩稳定条件、支护(加固)与围岩相互作用的
机制、各种支护(加固)技术优化选择设计方法等根本性问题，其正确与否和
两方面的约束的作用。
结束语
谢谢大家聆听！！！
9
(1)当巷道轴向与最大水平主应力方向平行时，受水平应力影响最小，对巷道顶、 底板的稳定最为有利；
(2大，对巷道顶、 底板的稳定最为不利；
(3)当巷道轴向与最大水平主应力以一定角度斜交时，巷道一侧出现应力集中而 另一侧出现应力释放，因而顶、底板的变形破坏会偏向巷道的某一侧。
支护理论一直是采矿技术领域研究的一个重点。
煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长发展过程。多年来国内外 的工程实践经验表明，锚杆支护是煤矿巷道经济、有效的支护技术。煤矿锚杆支护的发展，使矿 井的吨煤成本和巷道的支护成本显著降低，巷道推进速度有了很大的提高，支护质量和安全条件 得到了很大的改善。
锚杆支护是一项系统工程，它涉及到设计、施工、支护材料、实测技术手段等各个方面，但是 都依赖于对锚杆支护机理有一个正确的认识。国内外学者在煤矿巷道锚杆支护机理方面也做了大 量工作，提出了多种支护理论，在实际应用中也解决了不少问题。但是由于煤矿巷道地质条件的 复杂性和多变性，导致对锚杆支护作用机理的认识还缺乏全面、系统性，缺乏细化的、深入的试 验研究，因而难以在工程中真正得到实际的应用。
（四）、巷道支护理论学说
三、巷道支护机理
巷道支护理论是巷道支护选择与设计的基础和关键之一，主要解答不同
类型巷道支护(加固)的对象、围岩稳定条件、支护(加固)与围岩相互作用的
机制、各种支护(加固)技术优化选择设计方法等根本性问题，其正确与否和
千米深井巷道围岩控制技术
间较长，巷道总体支护效果较好。
主副暗斜井（810～1150m ） 顶锚杆：20MnSi全螺纹锚杆，φ22L2400，，间
排距700×600㎜； 帮锚杆：20MnSi全螺纹锚杆，φ18L2100，，间
排距650×600㎜； 顶锚索：φ15.24L5000，间排距2×1.8m； 帮锚索：φ15.24L6500，间排距：1.2×2.3m； 支护效果：两帮变形量较大，达到350㎜，顶板
多种锚杆支护理论 高强度锚杆与锚索支护技术的认可与应用 巷道围岩地质力学快速原位测试系统 动态性、系统性、信息性的锚杆支护设计方法的
普遍认可与应用 高强度、高刚度树脂锚杆支护系统 性能优良的单体风动和液压锚杆钻机、手持式锚
杆钻机 综掘机配单体锚杆钻机的煤巷快速施工工艺 锚杆支护施工质量检测和矿压监测成套仪器。 锚注技术
2B20 -971.6
65 -969.9
-940
63 -955.2
69
-1000
-1000 -1020
巷道 断层
地应力
区域
-980泵房及联络巷 主副暗斜井
垂直应力 （MPa）
26.38
26.3-31.25
水平应力 （MPa）
29 28.9～34.4
2#煤及顶底板岩石力学参数
层位 老顶
直接顶
岩性 中砂岩 粉砂岩 粉细砂岩互 层 铝土质粉砂 岩
2.-980m水平开拓巷道围岩结构特点分析 地质构造、巷道位置 地应力 巷道围岩条件及巷道稳定性指数 围岩控制特点
fx-9 H=2.0fx-8H=3.0
-980集中运料巷
-980集中运输巷
3 31
D 2L1
-1000
主副暗斜井（810～1150m ） 顶锚杆：20MnSi全螺纹锚杆，φ22L2400，，间
排距700×600㎜； 帮锚杆：20MnSi全螺纹锚杆，φ18L2100，，间
排距650×600㎜； 顶锚索：φ15.24L5000，间排距2×1.8m； 帮锚索：φ15.24L6500，间排距：1.2×2.3m； 支护效果：两帮变形量较大，达到350㎜，顶板
多种锚杆支护理论 高强度锚杆与锚索支护技术的认可与应用 巷道围岩地质力学快速原位测试系统 动态性、系统性、信息性的锚杆支护设计方法的
普遍认可与应用 高强度、高刚度树脂锚杆支护系统 性能优良的单体风动和液压锚杆钻机、手持式锚
杆钻机 综掘机配单体锚杆钻机的煤巷快速施工工艺 锚杆支护施工质量检测和矿压监测成套仪器。 锚注技术
2B20 -971.6
65 -969.9
-940
63 -955.2
69
-1000
-1000 -1020
巷道 断层
地应力
区域
-980泵房及联络巷 主副暗斜井
垂直应力 （MPa）
26.38
26.3-31.25
水平应力 （MPa）
29 28.9～34.4
2#煤及顶底板岩石力学参数
层位 老顶
直接顶
岩性 中砂岩 粉砂岩 粉细砂岩互 层 铝土质粉砂 岩
2.-980m水平开拓巷道围岩结构特点分析 地质构造、巷道位置 地应力 巷道围岩条件及巷道稳定性指数 围岩控制特点
fx-9 H=2.0fx-8H=3.0
-980集中运料巷
-980集中运输巷
3 31
D 2L1
-1000
巷道围岩稳定性及控制技术52页PPT
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
巷道围岩稳定性及控制技术
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的பைடு நூலகம்人才能 所向披 靡。
深井巷道围岩控制课件
及时进行支护
在围岩开挖后，及时进行支护，防止 围岩发生过大变形和破坏。
强化防水排水措施
采取有效的防水排水措施，防止地下 水对围岩稳定性的影响。
加强监测和预报
通过现场监测和预报，及时掌握围岩 的变形和破坏情况，为采取有效的控 制措施提供依据。
04
锚杆（索）支护设计
锚杆（索）支护的基本原理
锚杆（索）支护是一种主动支护 方式，通过锚入围岩的锚杆（索 ）对围岩进行加固，提高围岩的
围岩控制是矿山、隧道等地下工程中 非常重要的技术手段之一，可以有效 降低事故发生的风险，提高工程的经 济效益和社会效益。
围岩控制的重要性
围岩控制对于保障矿山、隧道等地下工程的安全至关重要。 在地下工程中，围岩的稳定性和安全性直接关系到整个工程 的安全生产和人身安全。
不稳定的围岩容易引发各种事故，如冒顶、片帮、涌水等， 严重威胁工程的安全生产和人身安全。因此，采取有效的围 岩控制措施是非常必要的。
在中国平煤神马集团平禹一矿的深井巷道支护工程中 ，采用了U型钢支架、锚网索支护及让压注浆等综合 支护技术，成功地解决了深井巷道围岩控制难题。
研究展望
针对深井巷道围岩控制存在的 问题，应进一步加强研究，开 发出更加高效、可靠的支护技
术和装备。
应加强对深井巷道围岩力学特 性的研究，为支护设计和施工
提供更加科学的依据。
确定巷道围岩力学属性
确定巷道断面形状和尺寸
根据围岩的力学属性，合理选择支护方式 和材料，确保支护效果和稳定性。
根据围岩的变形特性和稳定性，合理设计 巷道断面形状和尺寸，提高巷道的整体稳 定性。
确定合理的支护参数
加强施工质量控制
根据围岩的力学属性和变形特性，合理选 择锚杆、钢拱架、喷射混凝土等支护材料 和参数，确保支护效果和稳定性。
《深井巷道围岩控制》PPT课件
深井巷道围岩控制
国1.外背的景研和究意状义况
世界主要采矿国家对矿井深部开采的这些技术难题从 理论上及实用技术上进行了许多研究，取得了可喜成 果，但一些主要难题未能从根本上解决。
英国、德国这些采矿技术水平较高的国家也未能解决 深部开采的若干技术难题，采矿成本随采深加大而不 断增加，最终导致关闭大批矿井，生产中急需的煤炭 不得不依靠进口。
> 1000
极限深度以上支护简单、易维护；以下则明显困难。
3. 岩性与矿压显现
3深.1井地巷应道 力围 岩特控征制
垂直应力
岩层因自重引
开 采
起的垂直应力
深
随深度增加呈
度
线性增大。
(Brown & Hoek, 1978)
3深.1井地巷应道 力围 岩特控征制
水平应力
水平应力与垂直应力之比
埋深≤1000m，水平
－460
16.55 13.65 -1.92
1215W （石门）
－463
16.07 11.77 3.51
主应力方向（夹角）/
x
y
z
108
19
85
30
71
112.5
67
87.5
23
47
45
101.5
42.8
132
82
87.7
76
13.7
深井巷道围岩控制
3.2 岩性特征
高应力下围岩破碎严重 蠕变严重 岩石峰后状态和性质、长时强度
d u x E ( x x ( 1 2 y ) 2 ) Q ( y ) d y [ 1 () lx n 2 y 2 ( ) ( 1 2 ) x ar x y ] c Ix 2 t x y a 2 y n
千米深井巷道围岩控制技术
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。
• 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。
千米深井巷道围岩控制技术87页文档
Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表Fra bibliotek心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
千米深井巷道围岩控制技术
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表Fra bibliotek心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
千米深井巷道围岩控制技术
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
井巷工程 难维护巷道围岩变形控制技术PPT文档共98页
有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
井巷工程 难维护巷道围岩 变形控制技术
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
井巷工程 难维护巷道围岩 变形控制技术
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
- 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)。
2.74
u 0.23 0.25 0.27
0.25
0.30
粉砂岩 直接底
2#下煤
老底 粉砂岩
3.22 1.08 2.40
70.00 10.8 60.80
4.60 4.60
18.633 0.25 2.737 0.30 14.18 0.25
岩性
中砂岩 粉砂岩
粉细砂岩互层 铝土质粉砂岩 2#煤 粉砂岩 2#下煤 砂质泥岩 粉砂岩
H=7.4m
-969.8
外水仓2W12
内水仓
2S18
2S19
配水泵井房通道
2B27 2B1
2C2
65 -979.5
2B3
-29S8275.7H=15
2C8
2B3
2C6
2S11 2S16
2S2 -980.7
2C4
-980.7
2W3
2-S97 81.1
2S4
-986.0 2W6 -985.7
-960
67 -981.0
巷道支护技术发展历史与现状
木支护→砌碹支护→型钢支护→锚杆支护
（必不可少的技术）
岩巷→大断面巷道、煤顶和全煤巷道、沿 空掘巷、破碎围岩巷道 （成功应用）
深部高应力巷道支护 ：锚杆、锚索支护为 主的锚喷、锚网喷、锚喷网架、钢筋混凝 土，料石碹，预应力锚索支护
近年来锚杆支护技术取得的成果：
多种锚杆支护理论 高强度锚杆与锚索支护技术的认可与应用 巷道围岩地质力学快速原位测试系统 动态性、系统性、信息性的锚杆支护设计方法的
普遍认可与应用 高强度、高刚度树脂锚杆支护系统 性能优良的单体风动和液压锚杆钻机、手持式锚
杆钻机 综掘机配单体锚杆钻机的煤巷快速施工工艺 锚杆支护施工质量检测和矿压监测成套仪器。 锚注技术
巷道支护存在问题
深部常规锚杆支护遇到巨大的困难 锚杆支护理论不全面，二次支护理论受到巨大挑
战 深部普通高强锚杆、锚索支护效果差 对锚杆支护系统刚度的重要性认识不足 深部与复杂困难巷道，锚杆材质和结构有待进一
水2S仓3 通道
2B20 -971.6
65 -969.9
-940
63 -955.2
69
-1000
-1000 -1020
巷道 断层
地应力
区域
-980泵房及联络巷 主副暗斜井
垂直应力 （MPa）
26.38
26.3-31.25
水平应力 （MPa）
29 28.9～34.4
2#煤及顶底板岩石力学参数
层位 老顶
千米深井巷道 围岩控制技术研究
1.煤矿巷道支护理论与技术现状 我国煤矿巷道布置的发展趋势 巷道支护技术发展历史与现状 巷道支护存在问题 邢东矿开拓巷道支护存在问题
我国煤矿巷道布置的发展趋势
岩巷向煤巷发展 岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道
发展 巷道拱形断面向矩形断面发展 巷道从小断面向大断面发展 单巷布置向多巷发展 巷道埋深从浅部向深部发展 简单地质条件巷道向复杂地质条件发展
σH（MPa）
24塑.7性5 区厚度
26.13 i
R（m）
9.12 9.57
2 Psi（nm）
6.76
7.21
98100
24.50
26.95
9.84
7.48
塑性区半径或厚度（m）
9908
24.75
27.23
9.93
7.57
10060
25.00
27.50
10.02
7.66
11040
27.50
30.25
步改进 不能实现全长预应力锚固 ，严重影响支护效果 对组合构件的认识不足 小孔径锚索不能适用深部巷道支护 支护密度大，掘进速度低
邢东矿开拓巷道支护存在问题
矿井采深大（大于1000m ），地质条件复杂，断层构 造带多，围岩压力大，给巷道的支护、维护造成很大 困难
已掘的主副暗斜井：采用高强度锚杆 ( Φ22mm×2.4m ,20MnSi )，小孔径 锚索（Φ15.24mm×5.0m ），但部 分地段仍难以维护
巷道稳定性
－980泵房 －980联络巷
主副暗斜井
不稳定 不稳定
强流变极不稳定
强流变极不稳定
强流变极不稳定 不稳定
围岩控制特点
服务时间长 长达20年以上 水平应力大，巷道顶底板变形严重 地应力大，围岩变形严重 主暗斜井掘进方向与最大主应力方向不一致
3 深井锚杆锚索强力支护原理分析
邢东矿围岩变形特征分析 深井锚杆锚索强力支护原理 高预应力作用下岩体的响应规律 锚杆支护强度对围岩强度的强化分析
-960
-951.4
12
-953.0
8
-960
-950.7
-980
3Z11
SF17 H=0~12m ∠69°二水平主暗斜井
2C23
-980
二水平副暗斜井
6
2C12 -980.2
2C13
-960
fx-11
H=4.0
fx-9
78
-1920.8
-68920.8
2121边眼-64934.2
-66928.9
2W27
邢东矿围岩变形特征分析
巷道围岩塑性区随巷道埋深的变化规律
巷道埋深
铅直应力 塑性区随水巷平道应埋力深的变化规塑律性区半径
1塑性sin区厚度
H（1m6）
p C cot 1 sin 90104
R r p C cot 95102
σv（MPa）
22塑.5性0 区半径 0 23.75
10.94
0
30.00 32.50 0.2 35.000.4
33.00
11.86
35.75
12.79
0.6 38.05.08
直接顶
岩性 中砂岩 粉砂岩 粉细砂岩互 层 铝土质粉砂 岩
2#煤
厚度(m) σC(MPa) 20.86 97.20 3.14 70.00 2.66 84.6
3.34 69.13
4.50 10.80
σt(MPa) 6.48 4.60 5.64
4.60
E(GPa) 23.83 18.63 22.30
14.31
两次返修，影响生产，支护成本高
2.-980m水平开拓巷道围岩结构特点分析 地质构造、巷道位置 地应力 巷道围岩条件及巷道稳定性指数 围岩控制特点
fx-9 H=2.0fx-8H=3.0
-980集中运料巷
-980集中运输巷
3 31
D 2L1
-1000
10
H=5m -940 H=3.2
f2121-1
-940
62
-986.6
-980岩石联络巷 -946.0
2C10
2C11 2Z1
-980.3
1 31
H=0.586m-9525Y.19 2C21
H=2.0m
54
2
2C16
3 31
绞车房 H=0~45m
∠59°
F22
H=1.5
永37
H=1.3m
2B5 2B6
永36
fx 2S22 -932.8 -10 2C9
u 0.23 0.25 0.27
0.25
0.30
粉砂岩 直接底
2#下煤
老底 粉砂岩
3.22 1.08 2.40
70.00 10.8 60.80
4.60 4.60
18.633 0.25 2.737 0.30 14.18 0.25
岩性
中砂岩 粉砂岩
粉细砂岩互层 铝土质粉砂岩 2#煤 粉砂岩 2#下煤 砂质泥岩 粉砂岩
H=7.4m
-969.8
外水仓2W12
内水仓
2S18
2S19
配水泵井房通道
2B27 2B1
2C2
65 -979.5
2B3
-29S8275.7H=15
2C8
2B3
2C6
2S11 2S16
2S2 -980.7
2C4
-980.7
2W3
2-S97 81.1
2S4
-986.0 2W6 -985.7
-960
67 -981.0
巷道支护技术发展历史与现状
木支护→砌碹支护→型钢支护→锚杆支护
（必不可少的技术）
岩巷→大断面巷道、煤顶和全煤巷道、沿 空掘巷、破碎围岩巷道 （成功应用）
深部高应力巷道支护 ：锚杆、锚索支护为 主的锚喷、锚网喷、锚喷网架、钢筋混凝 土，料石碹，预应力锚索支护
近年来锚杆支护技术取得的成果：
多种锚杆支护理论 高强度锚杆与锚索支护技术的认可与应用 巷道围岩地质力学快速原位测试系统 动态性、系统性、信息性的锚杆支护设计方法的
普遍认可与应用 高强度、高刚度树脂锚杆支护系统 性能优良的单体风动和液压锚杆钻机、手持式锚
杆钻机 综掘机配单体锚杆钻机的煤巷快速施工工艺 锚杆支护施工质量检测和矿压监测成套仪器。 锚注技术
巷道支护存在问题
深部常规锚杆支护遇到巨大的困难 锚杆支护理论不全面，二次支护理论受到巨大挑
战 深部普通高强锚杆、锚索支护效果差 对锚杆支护系统刚度的重要性认识不足 深部与复杂困难巷道，锚杆材质和结构有待进一
水2S仓3 通道
2B20 -971.6
65 -969.9
-940
63 -955.2
69
-1000
-1000 -1020
巷道 断层
地应力
区域
-980泵房及联络巷 主副暗斜井
垂直应力 （MPa）
26.38
26.3-31.25
水平应力 （MPa）
29 28.9～34.4
2#煤及顶底板岩石力学参数
层位 老顶
千米深井巷道 围岩控制技术研究
1.煤矿巷道支护理论与技术现状 我国煤矿巷道布置的发展趋势 巷道支护技术发展历史与现状 巷道支护存在问题 邢东矿开拓巷道支护存在问题
我国煤矿巷道布置的发展趋势
岩巷向煤巷发展 岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道
发展 巷道拱形断面向矩形断面发展 巷道从小断面向大断面发展 单巷布置向多巷发展 巷道埋深从浅部向深部发展 简单地质条件巷道向复杂地质条件发展
σH（MPa）
24塑.7性5 区厚度
26.13 i
R（m）
9.12 9.57
2 Psi（nm）
6.76
7.21
98100
24.50
26.95
9.84
7.48
塑性区半径或厚度（m）
9908
24.75
27.23
9.93
7.57
10060
25.00
27.50
10.02
7.66
11040
27.50
30.25
步改进 不能实现全长预应力锚固 ，严重影响支护效果 对组合构件的认识不足 小孔径锚索不能适用深部巷道支护 支护密度大，掘进速度低
邢东矿开拓巷道支护存在问题
矿井采深大（大于1000m ），地质条件复杂，断层构 造带多，围岩压力大，给巷道的支护、维护造成很大 困难
已掘的主副暗斜井：采用高强度锚杆 ( Φ22mm×2.4m ,20MnSi )，小孔径 锚索（Φ15.24mm×5.0m ），但部 分地段仍难以维护
巷道稳定性
－980泵房 －980联络巷
主副暗斜井
不稳定 不稳定
强流变极不稳定
强流变极不稳定
强流变极不稳定 不稳定
围岩控制特点
服务时间长 长达20年以上 水平应力大，巷道顶底板变形严重 地应力大，围岩变形严重 主暗斜井掘进方向与最大主应力方向不一致
3 深井锚杆锚索强力支护原理分析
邢东矿围岩变形特征分析 深井锚杆锚索强力支护原理 高预应力作用下岩体的响应规律 锚杆支护强度对围岩强度的强化分析
-960
-951.4
12
-953.0
8
-960
-950.7
-980
3Z11
SF17 H=0~12m ∠69°二水平主暗斜井
2C23
-980
二水平副暗斜井
6
2C12 -980.2
2C13
-960
fx-11
H=4.0
fx-9
78
-1920.8
-68920.8
2121边眼-64934.2
-66928.9
2W27
邢东矿围岩变形特征分析
巷道围岩塑性区随巷道埋深的变化规律
巷道埋深
铅直应力 塑性区随水巷平道应埋力深的变化规塑律性区半径
1塑性sin区厚度
H（1m6）
p C cot 1 sin 90104
R r p C cot 95102
σv（MPa）
22塑.5性0 区半径 0 23.75
10.94
0
30.00 32.50 0.2 35.000.4
33.00
11.86
35.75
12.79
0.6 38.05.08
直接顶
岩性 中砂岩 粉砂岩 粉细砂岩互 层 铝土质粉砂 岩
2#煤
厚度(m) σC(MPa) 20.86 97.20 3.14 70.00 2.66 84.6
3.34 69.13
4.50 10.80
σt(MPa) 6.48 4.60 5.64
4.60
E(GPa) 23.83 18.63 22.30
14.31
两次返修，影响生产，支护成本高
2.-980m水平开拓巷道围岩结构特点分析 地质构造、巷道位置 地应力 巷道围岩条件及巷道稳定性指数 围岩控制特点
fx-9 H=2.0fx-8H=3.0
-980集中运料巷
-980集中运输巷
3 31
D 2L1
-1000
10
H=5m -940 H=3.2
f2121-1
-940
62
-986.6
-980岩石联络巷 -946.0
2C10
2C11 2Z1
-980.3
1 31
H=0.586m-9525Y.19 2C21
H=2.0m
54
2
2C16
3 31
绞车房 H=0~45m
∠59°
F22
H=1.5
永37
H=1.3m
2B5 2B6
永36
fx 2S22 -932.8 -10 2C9