巷道围岩稳定性及控制技术
地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术
地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术地质构造区是指具有特定的地质构造特征的煤矿区域。
地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术是煤矿开采过程中的关键技术之一，对保证矿井的安全稳定和高效开采具有重要意义。
本文将对地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术进行详细阐述。
一、地质构造特征及影响因素地质构造特征是指地质构造对煤层和围岩性质形成的影响。
常见的地质构造特征包括断层、褶皱、岩体结构等。
这些地质构造特征会导致煤层和围岩的变形、断裂、滑动等现象，进而影响巷道的稳定性和开采效果。
地质构造特征对巷道掘进及回采围岩控制技术的影响主要有以下几个方面：1. 地应力分布不均匀：地质构造的存在导致地应力分布不均匀，使得煤层和围岩的应力状态复杂多样，增加了巷道开挖和围岩控制的难度。
2. 煤层倾角和变形：地质构造引起的煤层倾角和变形会导致巷道的变形和破坏，增加了巷道围岩控制的难度。
3. 地质构造带：地质构造带是地质构造的显著特征，具有较大的空间扩展性和影响范围。
在地质构造带附近进行巷道掘进和回采时，需特别注意围岩的稳定性，采取相应的支护措施。
二、巷道掘进技术1. 顺层巷道开挖：在地质构造区进行巷道开挖时，优先选择顺层巷道。
顺层巷道开挖相对较容易，可减少地质构造带的影响。
2. 断层横越巷道：在遇到断层时，可以选择横越断层开挖巷道的方式。
通过在断层两侧设置悬索锚杆或盘状锚杆支护，保证巷道的稳定。
3. 导坑法：在遇到较大的断层时，可以采用导坑法进行巷道掘进。
导坑是一种预先探测断层情况的方法，通过导入小断层，探测地质构造带的性质和变形情况，为后续巷道掘进提供参考。
三、回采围岩控制技术1. 安全巷道：在地质构造区进行煤层回采时，需要设置安全巷道以确保矿工的安全。
安全巷道要远离断层和其他地质构造带，采取坚固的支护措施，保证矿工在紧急情况下的疏散通道。
2. 支护措施选择：对于需要支护的巷道，应根据地质构造的特点选择合适的支护措施。
常用的支护措施包括锚杆、锚网、喷锚、打炮锚等。
深井软岩巷道顶板围岩稳定性控制技术
图 １ 岩 层 柱 状 图 ６０ ｍ ５ ０ ｍ。 顶 板 锚 杆 配 合 Ｋ Ｍ Ｔ ３型 钢 带 进 行 支 护 ，钢 带 梁 长
４０ｍ ０ ０ ｍ；帮 部 采 用 Ｍ６ ０钢 带 ， 实 体 煤 帮 梁 长 ３０ ｍｍ，煤 ２０ 柱 帮 为 ２０ ｍ ４ ０ ｍ。 钢 筋 网 用 ５ ５ ｎ 钢 筋 焊 接 ，宽 度 应 在 ．Ｉ ｌ ｎ
岩石 名称 层厚／ ｍ 桂状 岩性描述 ２ ～６ ： ０ — 灰色 ．中厚层状 ，成分石英 ，长石、 ． ． ０ ５ ＝ ０ 细泥岩 ４ 次圆状 ，分选较蔫 ，钙 质胶结 ，具 Ｏ 交锚层理 见少量植物 叶部化石 砂质泥岩 ５ ３ ＼ ．．． ／ ． ． 深灰色 以块状 为主 １８ ｓ 中粒砂 岩 ０ ５ ２ ＼ 一 一 ・ 灰 白色 ．中厚层状成分为石英 ，分 ． —． ６ ５ … Ｊ
２１ ０ １年第 ９期
煤
炭 工
程
深 井 软 岩 巷 道 顶 板 围 岩 稳 定 性 控 制 技 术
谷 满 ，姜 光
（ ．中平 能 化 集 团平 煤 股 份 六 矿 ，河 南 平 顶 山 １
２ 中 国矿 业 大 学 矿 业 工 程 学 院 ，江 苏 徐 州
４ ７０ ； ６ ０ ０
丁 一 ２７ 一 ２ １０工 作 面 运 输 平 巷 位 于 六 矿 丁 一 采 区 （ 水 二
１ —３ ０ ６
２１ ０
黑色 ，块状半壳 ．裂隙面充填有
泥岩
平） 中下 部 ，机巷长 ６ ０ ５ ｍ，工作 面标 高 为 一５ ５～一５ ９ ９ ４ ｍ，
地 面 高 程 为 ２０ ６ ｍ，方 位 角 为 ３ ９ ，煤 层 平 均 倾 角 为 １。 ３。 ０， 走 向 Ｎ ，倾 向 Ｎ Ｗ Ｅ。煤 层 平 均 厚 度 为 ３ ８ ． ｍ，煤 质 松 软 ， 中 部 含 ０２～ ． ｍ 泥 岩 夹 层 。 围 岩 以 泥 岩 、粉 砂 岩 为 主 ，多 ． ０８
外错式回采巷道围岩稳定性评判与控制技术研究
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5.主要技术创新点 主要技术创新点 1）研究了外错式回采巷道围岩的应力、位 移分布规律； 2）全面分析了上分层开采对下分层外错式 回采巷道围岩稳定性的影响，提出了对上分层 护巷煤柱尺寸的塑性优化模式； 3）对回采巷道外错式布置时的合理外错尺 寸进行了较深的研究； 4）以整体锚固结构理论为指导对裂隙围岩 的支护方案及参数进行了设计
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9.社会效益 社会效益 1．为煤炭资源的高效回收与综采设备优势的发挥提供 了新的保证。 2．确保下分层工作面回采巷道外错布置时围岩支护技 术的可靠与合理，提高了外错式巷道的安全程度。 3．降低了外错式回采巷道的支护费用，减轻了工人的 劳动强度。 4．降低了外错式回采巷道的维护成本，减轻了回采巷 道超前支护的劳动强度，提高了下分层回采工作面的推进 速度。 10.论文发表情况 论文发表情况 论文《外错式巷道围岩稳定性技术研究》在《综采放顶 煤的发展与创新》（2005年综采放顶煤与安全技术研讨会论 文 集）一书中发表.
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（4）相似模拟实验。对于五阳矿下分层煤柱破 坏失稳过程由实验室相似材料模拟实验的方法来 确定。 （5）综合分析。结合以上各种研究工作，在 对所得数据进行综合分析的基础上，利用有关岩 石力学理论，对五阳矿区分层开采的外错式巷道 围岩的稳定与否给出明确判断。 3.2外错式回采巷道围岩的稳定性控制研究 外错式回采巷道围岩的稳定性控制研究 （1）分析总结已有的围岩控制理论，在此基础 上研究外错式回采巷道围岩的控制理论。 （2）在外错式回采巷道围岩控制理论指导下， 研究外错式回采巷道围岩的支护方案及相应的支 护参数。
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浅谈地下工程围岩稳定性与围岩控制
文章编号:1009-6825(2009)30-0111-02浅谈地下工程围岩稳定性与围岩控制收稿日期:2009-06-14作者简介:段学超(1974-),男,工程师,山西省交通建设工程监理总公司,山西太原 030006段学超摘 要:对影响地下工程围岩稳定性的自然因素进行了详细分析,讨论了围岩稳定性与围岩控制的方法与思路,介绍了围岩稳定性的监测方法和手段,论述了锚杆工作载荷与围岩稳定性的相互关系,用锚杆无损监测的方法来全程监测围岩稳定性对研究围岩稳定及工程施工具有很大的指导意义。
关键词:围岩稳定性,锚杆,围岩控制,锚杆无损监测中图分类号:T U 457文献标识码:A地下工程围岩的稳定性对工程的正常运营是至关重要的。
地下工程围岩的稳定性主要与岩石的性质、岩体的结构与构造、地下水、岩体的天然应力状态、地质构造等自然因素有关[1],并且还与开挖方式及支护的形式和时间等因素有关。
本文将对围岩稳定性监测的手段进行讨论,详细的论述利用锚杆工作载荷与围岩稳定性的关系来全程动态检测围岩稳定性的方法。
1 地下工程围岩稳定性因素1.1 岩石性质及岩体的结构围岩的岩石性质和岩体结构是影响围岩稳定性的基本因素。
从岩性的角度,可以将围岩分为塑性围岩和脆性围岩,塑性围岩主要包括各类黏土质岩石、破碎松散岩石以及吸水易膨胀的岩石等,通常具有风化速度快,力学强度低以及遇水软化、崩解、膨胀等不良性质,故对隧道围岩的稳定最为不利;脆性围岩主要指各类坚硬体,由于岩石本身的强度远高于结构面的强度,这类围岩的强度取决于岩体结构。
从岩体的结构角度,可将岩体结构划分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构。
松散结构及破碎结构岩体的稳定性最差;薄层状结构岩体次之;厚层状块体最好。
对于脆性的厚层状和块状岩体,其强度主要受软弱结构面的分布特点和较弱夹层的物质成分所控制,结构面对围岩的影响不仅取决于结构面的本身特征,还与结构面的组合关系及这种组合与临空面的交切关系密切相关。
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。
巷道围岩稳定性及控制技术
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、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)
① 1945~1950年，机械式锚杆研究与应用；
（四）、巷道支护理论学说
悬吊理论 锚 杆 传统学说 组合梁理论 组合拱理论 围岩强度强化理论 刚性梁理论 近代学说 锚固平衡拱理论 最大水平应力理论
支
护 理 论
巷道围岩稳定性及控制技术
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标
对于煤层巷道而言，采动影响主要有两个方面，即本区段的采动影响 和相邻区段的残余采动影响。
① 本区段的采动影响：指因本
区段工作面回采引起的超前支 承压力的影响。在工作面的正 常推进过程中，由于采煤工作 面的大面积回采，工作面前方 煤体上形成了很大的超前支承 压力作用，这个超前支承压力 的影响是煤层巷道在整个服务 期间内围岩变形和破坏的主要 原因。
沿工作面推进方向的超前支承压力分布示意图
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标确定
超前支承压力的分布与工作面老顶运动状态密切相关，井下实测资料 表明，直接顶厚度与采高的比值 N可以反映老顶的来压强度，即在同样的 老顶条件下，N值越大，老顶来压强度越小；反之，老顶来压强度就越大。 因此，可以利用N来反映本区段超前支承压力的影响。
⑥ 1990~2000年，以螺纹钢锚杆为代表的锚杆加之长锚索得到了广泛应用；
⑦ 2000~至今，以高强、高预应力锚杆及锚索得到了广泛应用。
钢筋(或型钢)混凝土支架 少量的不支护巷道
三、巷道支护机理
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。
巷道围岩稳定性及控制技术
单根锚杆的锚固作用机理
三、巷道支护机理
根据以上基本方程，分别考虑有托盘锚杆和无托盘锚杆与围岩相
互作用的边界条件，利用MATHCAD软件解出锚杆表面的剪应力及锚
杆的轴向正应力分布： ① 无托盘锚杆轴向力学作用分析
无托盘锚杆表面剪应力分布
无托盘锚杆轴向正应力分布
单根锚杆的锚固作用机理
单根锚杆的锚固作用机理
(1) 锚杆轴向力学作用理论分析
三、巷道支护机理
为研究单根锚杆的轴向力学作用，从 锚杆中取出一个单元体来研究，根据单元 体的平衡条件：
锚杆本身的平衡条件：
锚杆结构及单元体受力分析示意图
对于以砂浆、速凝水泥或树脂作为锚固
剂的胶结式锚杆，粘结剪应力同锚杆杆 体与围岩之间的相对位移成正比 ：
② 有托盘锚杆轴向力学作用分析
三、巷道支护机理
锚杆表面预剪应力分布
锚杆轴向预应力分布
群锚系统的锚固作用机理
三、巷道支护机理
群体锚杆的支护作用不只是单根锚杆作用的简单线性叠加，而是一个 整体支护结构的作用。影响群体锚杆支护作用的一个最根本的客观因素是 巷道的围岩状态，在不同的巷道围岩状态下，锚杆支护具有不同的作用机 理。因此，分析群锚系统的锚固作用机理时应考虑与巷道的围岩状态相结 合，即研究在不同的围岩条件下，群锚系统是如何与围岩共同组成一个锚 固结构的，以及锚固结构是如何保持自身的稳定并且对其外围岩体发挥承 载作用的。 此外，理论研究的成果以及井下的实践均表明，护表构件以及预应力 是影响群体锚杆支护效果的两大关键因素，对于充分发挥群体锚杆支护系 统的主动、及时支护能力，提高巷道的支护质量具有十分重要的作用，因 此分析群体锚杆支护系统的护表构件效应以及预应力效应将是进一步研究 支护系统形成的锚固结构效应的一个前提，对于深入理解群体锚杆支护系 统的锚固作用机理具有十分重要的意义。
超化煤矿巷道围岩变形特征及稳定性控制措施分析
超化煤矿巷道围岩变形特征及稳定性控制措施分析摘要：本文以超化煤矿22底板轨道下山下段（原中央行人下山）巷道出现的变形破坏问题作为分析对象，对巷道出现的变形破坏原因进行了探究，结合巷道地质条件实际，针对性提出了“锚网喷+底板锚杆+预留变形量+全断面封闭格栅拱形支架”复合型支护方案，从巷道返修情况来看，返修支护方案整体实现了对巷道围岩的稳定性控制，对类似巷道支护有一定的借鉴意义。
关键词：煤矿巷道；围岩变形；特征；稳定性；控制；分析1、工程概况超化煤矿22底板轨道下山下段巷道埋深在660m左右，从地质勘察来看，巷道所在层位主要是粉砂岩，其中包含有较多的裂隙，也含有一定的钙质结核和黄铁矿，包含一层厚度在0.2m左右的泥岩，非常容易出现破碎问题。
根据现场勘测情况来看，最大的水平主应力为水平应力，大小接近29MPa，与巷道呈现出69°的夹角，巷道整体承受着相对较高的地应力影响，虽然巷道围岩的强度相对较大，但是在巷道掘进后，整体表现出较强的变形破坏问题。
从巷道原支护设计来看，巷道设计采用的是锚网索支护。
2、22底板轨道下山下段巷道变形破坏特点通过对22底板轨道下山下段巷道的现场观测来看，巷道主要的变形破坏特点主要表现在三个方面：首先，巷道在全断面出现了变形破坏问题，巷道两帮内挤明显、底鼓突出、拱顶下沉量较大。
其次，巷道围岩不仅变形量较大，同时，变形速度相对较快，且出现了变形持续时间偏长的问题。
从现场测量来看，很多巷道在掘进后的2d内，变形速度少则达到了12mm/d，多则可以得到110mm/d。
从变形时间来看，巷道变形持续时间达到了8个月，部分地段甚至超过了15个月。
从变形量来看，围岩变形量通常情况再280mm-1000mm之间，部分地段甚至出现了更大的变形。
第三，巷道在变形破坏的过程中，很多支护结构也有着明显的破坏问题，巷道表面的浆体开裂较多，同时，很多地段的锚索、锚索也出现了较多的破断。
虽然技术人员进行了多次修复，围岩的稳定性相对于先前有了提升，但是整体仍旧不能保证较长时间的稳定。
巷道围岩稳定性测试方法技术分析
巷道围岩稳定性分析对矿井 的安全高效生产有着 重要影响。认识并掌握巷道地质条件能够 为巷道的合 理设 计 与施 工 、 巷 道 的支 护形 式 选 择 以及 其 稳 定 性 评 估提供理论依据。井下巷道 受到构造应力、 采 动影 响 等因素， 会产生相应的变 形与破坏。分析影响巷道变 形破坏 的主要原 因， 即可获得对巷道变形有效控 制的 方法 。对 于 巷 道 围 岩 稳 定 性 是 由 围岩 的 工 程 地 质 特 征、 地 应 力和支 护控 制技 术决 定 的 ， 论 文 结合 矿 山巷 道 特征 ， 对其稳定性影 响因素以及相应的测试方法技术 进行总结 ， 为以后提高对巷道稳定性评价 ， 提高巷道 的 安全性 提供 技术 指导 。 ２巷 道 围岩存在 的地 质 问题 ２ ． １存在 的地 质 问题 巷道环境中面临不同地质 问题 ， 如构造 、 岩性、 地 下水等多方面综合影响。其常 导致顶板 塌落、 底板隆 起、 围岩开裂 、 突发岩爆失稳等事故 ， 影响矿井安全生 产。由于巷道使 用的要求和标 准不 同， 其对围岩稳定 性的要求也不尽相同 。不同的深度不 同的地域也都 有差别 ， 这便给巷道的设计和施工带来 了诸多 困难 ， 故 对其稳定性监测也显得尤为重要。 ２ ． ２影 响 因素分 析 影响巷道围岩稳定性的因素分为地质和非地质 因 素。其中地质因素主要包括围岩的性质、 地质构造、 围 岩的初始应 力状态 、 岩体结构和地 下水 。非 地质因素 包 括巷施 工 方法、 井巷位置、 巷道轴线方位以及采动影响等。 ２ ． ２ ． １地质 因素对 围岩 稳定 性的 影响 地 质 因素对 围岩影 响 表现 在 当围岩 应 力 小 于或 等 于围岩强度时， 围岩处于平衡或极限平衡状态 ； 反之井 巷不稳定。其中围岩的性质对巷道变形与破坏有决定 性影响 ； 在地质构造运动作用下 ， 会产 生各种 结构面 ， 形变 、 错动、 断裂使其破碎 ， 在不同程度上 ， 丧失了原岩 的完 整 性 ， 从 而表 现岩 体失 稳 ； 围 岩 的初 始 应 力场 的形 成与岩体结构、 性质、 埋藏条件 以及构造运动的历史等 性质密切相关 ， 应力状态 的变化直接影响围岩稳定性 。 岩体 含水 情 况 ， 造 成 溶 蚀 等破 坏岩 体 完 整 性 进 而影 响
《巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征及锚固控制机理研究》范文
《巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征及锚固控制机理研究》篇一一、引言随着矿山、隧道、地下空间等工程项目的不断发展，对于巷道围岩的稳定性控制成为了重要的研究课题。
特别是峰后大变形过程的稳定性特征，对于保障工程安全具有重要的意义。
本文将就巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征进行探讨，并研究其锚固控制机理。
二、巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征巷道围岩在受到外力作用时，会经历一系列的变形过程。
其中，峰后大变形是指围岩在经过一次或多次峰前变形后，发生的较大幅度且较为复杂的变形过程。
该过程具有以下稳定性特征：1. 突变性：围岩的峰后大变形往往是在短时间内发生的，变形速度快，突变性强，需要迅速作出应对措施。
2. 不可逆性：峰后大变形一旦发生，围岩的稳定性往往会受到严重影响，且难以恢复到原来的状态。
3. 空间效应：围岩的峰后大变形往往伴随着空间效应的改变，如岩体的塌落、滑移等，对工程安全造成较大威胁。
三、锚固控制机理研究针对巷道围岩峰后大变形的稳定性问题，锚固控制是一种有效的手段。
锚固控制是通过在围岩内部设置锚杆、锚索等支护结构，对围岩进行加固和稳定的一种技术手段。
其控制机理主要包括以下几个方面：1. 提高围岩的承载能力：通过锚杆、锚索等支护结构的设置，可以有效地提高围岩的承载能力，使其能够承受更大的外力作用。
2. 改变围岩的应力状态：锚固控制可以通过调整支护结构的预应力，改变围岩的应力状态，使其处于更加稳定的状态。
3. 限制围岩的变形：锚固控制可以通过对围岩施加一定的约束力，限制其变形范围，从而保证工程的稳定性。
四、锚固控制的实施方法及注意事项针对巷道围岩峰后大变形的实际情况，锚固控制的实施方法包括以下几个方面：1. 选择合适的支护结构：根据围岩的实际情况，选择合适的支护结构，如锚杆、锚索等。
2. 设置合理的预应力：根据围岩的应力状态和变形情况，设置合理的预应力，以保证支护结构的有效性。
3. 加强监测与维护：在锚固控制过程中，需要加强监测和维护工作，及时发现并处理问题，保证工程的安全稳定。
孤岛煤柱下巷道围岩稳定性分析及控制技术
棚支 护基 础上 ， 采用注 浆加 固围岩 ， 运用 预应 力锚索 对支架 薄 弱环节 进行结 构补 偿 ， 实 现棚 索协 同支护 ， 能够有 效控 制此 类巷道 的强 烈变 形 。
参 考 文 献
量４ Ｏ
血Ｉ １ ３ ０
２ ０
暄 懈 １ Ｏ
［ １ ］ 阎德 广， 王根 东． 深井孤 岛煤柱 下工作 面跨 采巷道峒 室变形预
全 断 面收缩 。 ２ ． ２ 支护失 稳原 因分析
２ ． ２ ． １ 巷道 围岩 强度低
１ 工程 概 况 许 疃煤矿 一５ ０ ０ １ ＂ １ １ 水 平 轨 道 石 门是 矿 井 一５ ０ ０
ｍ水 平 的主要 开拓巷 道 ， 担负矿 井进 风 、 运料、 排矸 、 排水 及 行 人 等 多项 任 务 。 随着 上 覆 煤 层 的不 断 回 采， 在 一５ ０ ０ Ｉ Ｔ Ｉ 水平 轨 道 石 门 上方 形 成 许 多不 规 则 孤 岛煤 柱 ， 如图 １ 所示。
。
图 １ —５ ０ ｏ ｉ ｎ水 平 轨 道 石 门位 置 示 意
由于 一 ５ ０ ０ ｍ水 平 轨道 石 门为 穿 层 巷 道 ， 与 煤
受 煤柱 高支 撑 压 力 影 响 ， 一５ ０ ０ ｉ ｎ水 平 轨 道 石 门变形 强烈 ， 经反 复扩 修 ， 仍 不能 有效保 证使 用 。 目
摘
要
针 对许 疃 煤矿 ７ ２采 区存在许 多不规 则孤 岛煤柱 的情 况 ， 分析 了上覆 煤层孤 岛煤柱 对
近距 离底板 巷道 围岩稳 定性影 响规律 。在此基 础上 ， 提 出适合 此类巷 道 的高 强稳 定 型支护技 术 ， 并 进 行 了现场 工业试 验 。采 用钻 孔窥视 的方 法 ， 对 围岩注浆 效果进 行检 测 ， 并且通 过对 试验巷 道 围岩
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。
明显效果，但当围岩产生塑性破坏后，对提高围岩的残余强度及承载能力有显著效
果；锚杆与其锚固范围内的煤体构成一种组合型的锚固支护体，在锚杆的约束与抗
剪作用下，使塑性破坏后易于松动的煤体或煤顶形成具有一定承载能力，并可适应
围岩变形的平衡拱，从而提高了煤体的整体性，防止顶煤松散冒落，锚固平衡拱内
存在着关键承载环，对巷道顶板可起到有效的支承作用。全长锚固锚杆的作用就是
稳定岩层
软弱岩层
虽然悬吊理论直观地揭示了锚杆的悬吊作用，但在分析过程中不考虑围岩的自 承能力，而且将被锚固体与原岩体分开，这与实际情况有一定差距。如果顶板中 没有坚硬稳定岩层或顶板软弱层较厚，围岩破碎区范围较大，无法将锚杆锚固到 上面坚硬岩层或者未松动岩层上，悬吊理论便不适用。
组合梁理论
三、巷道支护机理
度和较高的强度，其厚度越大，越有利于围岩的稳定和支承能力的提高。
锚杆作用角
组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作 用机理，但在分析过程中没有深入考虑围岩－支 护的相互作用，只是将各支护结构的最大支护力 简单相加，从而得到复合支护结构总的最大支护 力，缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步分 析探讨，计算也与实际情况存在一定差距，一般 不能作为准确的定量设计，但可作为锚杆加固设 计和施工的重要参考。
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。
巷道围岩稳定性及控制技术
目前，已取得的巷道支护理论及设计方法的研究成果对巷道支 护工程实际发挥了有益的作用，但是现行巷道支护理论还存在许多 矛盾和不完善的地方，巷道支护设计很大程度上还停留在工程类比 的经验层次上，理论计算和数值模拟往往只能起到一定程度的参考 作用，难以满足工程的实际需要。为进一步发展和完善巷道支护理 论，使理论能够正真科学、准确的用于指导工程实践，还需要开展 大量的工程试验和理论研究工作。 为提高矿井支护安全可靠性，更有效回收煤炭资源，霍州煤电集 团有限责任公司与中国矿业大学联合提出了《巷道围岩稳定性评价及 控制技术研究》，开展了大量的应力实测及围岩物理力学性质测试， 对各矿巷道围岩稳定性进行系统分析评价，提出了相应的控制措施， 并建立了各矿巷道围岩稳定性控制专家系统，使各矿有针对性的选择 最优的支护方案和支护参数，以达到有效控制巷道围岩变形的目的。
论计算所需要的若干参数还难以准确获得。最根本的是，理论计算法的重要特
点是对现有锚杆支护机理的理论和学说的高度依赖性。而这些理论和学说譬如 悬吊理论、冒落拱理论、组合梁理论等都是在一定条件下提出的，在分析过程 中，不考虑支护－围岩的相互作用，因而都有各自固有的局限性，因此，通过 理论计算法给出锚杆支护参数的解析解的前景是暗淡的，近期内无法使锚杆支 护设计真正达到科学化、定量化。
动圈越大，破裂岩体的碎胀力越大，巷道支护越困难，反之亦然。经过大量的
现场松动圈测试及其与巷道支护难易程度相互关系的研究之后，根据松动圈的 大小将巷道围岩分成小松动圈、中松动圈、大松动圈三大类，据此提出了相应 锚喷支护类型建议及参数计算原则。
四、巷道支护设计
锚杆支护设计方法
工程ห้องสมุดไป่ตู้比法主要存在问题：
工程类比法具有很强的针对性，若能选取合适的样本工程，类比分析恰 当，则能够获得较好的设计结果。然而在现场工程实践中，由于地质条件复 杂多变，现场设计人员受个人工作环境和性质及其它客观条件的限制，其类 比范围十分有限，往往难以获取合适的样本工程，同时，由于类比分析主要 是定性分析，分析结果取决于设计人员的知识、工程经验和对目标工程的认 识程度，因而主观因素影响颇大。
半煤岩巷道围岩稳定性与控制技术
１６６采 区 ｌ １０ ６煤 赋 存 稳 定 ， 构 简 单 ， 层 厚 结 煤 １０ ．８～１４ ｍ， ．０ 平均 １２ ｍ ．０ 。
３ 计算 机数值 模 拟
３ １ 模 型 的建 立 ．
煤层顶板为十下灰 ， 褐灰 一灰色 ， 下部 深灰 色 ， 参 差状断 口， 裂隙发育 被方解 石充填 ， 动物 碎屑 化石 ， 含 煤层底板为泥岩 ， 灰色 ， 差状 断 口， 浅 参 夹少量 粉砂 岩 及大量植物根化石。
２ 地质 力学评 估 ２ １ 地应 力测 试 ．
根据 前面地 质力学评估所得到的地应 力实测数据
和对 １ ６采 区顶板 灰岩进 行 围岩力 学性质测 试所得 的
采用澳大利亚 Ｓ Ｔ公 司生产的 Ｈ 地应力传感器 ， Ｃ Ｉ 采用 套芯应力解 除法 在葛亭煤 矿进行 了地应 力测试 ， 原岩应力测量 结果 表 明最大 主应力 为水平应 力 ， 水平 应力 的方 向为 ２ ６ 一 ３ 。 水平应力 普遍大 于垂直应 ２ 。 ２９ ， 力， 最大水平应 力 、 小水平 应力 、 直应力 以及 三者 最 垂 之 问的关系见表 １ 。
力 学参数 ， 严格按 照 ｌ 区柱状 图建立初始模型 。模 ６采 ， 型的宽 度 为 ３ ０ 巷 道 底 板 以下 １０ 顶 板 以 上 ２ ｍ， ０ ｍ， ２０ ８ ｍ。建立 １２×１０＝２６ ０个 单元 ， 拟 了实 际尺 ７ ２ ０４ 模 寸为 １０ ３ ０ ０ ｍ× ２ ｍ。 模型 的边界条件 ： 型侧边界 为垂直 于边 界的 约 模 束 ， 型的底 部为 固定 约束 ， 模 其他 方 向 自由； 型顶部 模 施加 １． ｋ ０ ５ Ｎ的垂直载 荷 以考 虑模 型顶部 以上 的岩层 的影响 ； 根据地 应 力 实 测数 据 ， 在模 型侧 边 界均施 加 ２ ＭＰ １ ａ的水平应力 ， 对整个模 型初始化应力 ７ Ｐ 。模 Ｍａ 型采用摩 尔一库仑 岩石 破坏准则。 模 型中间开挖巷道 宽 ×高 ＝ １０ｘ ３０ ｍ， 应 ３ ０ ２０ ｒ 从 ａ 力分布 、 水平位移 、 垂直位移及 塑性 区来分别对模 型进
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。
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（四）、巷道支护理论学说
三、巷道支护机理
悬吊理论
传统学说 锚
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。
组合梁理论
杆
组合拱理论
支
护
围岩强度强化理论
理
论 近代学说
刚性梁理论 锚固平衡拱理论
最大水平应力理论
钢筋(或型钢)混凝土支架 少量的不支护巷道
（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
完善与否直接关系到井巷工程的经济性、可靠性和安全性，所以，长期以来
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标
岩巷围岩稳定性分类指标
（一）、支护原理
三、巷道支护机理
巷道开挖后, 岩体的原岩应力状态被破坏, 围岩中应力重新分布在切向应
力增大的同时, 径向应力不断减小, 并在巷道表面处达到极限。这种变化促使
围岩向巷道空区变形, 围岩本身的裂隙发生扩容和扩展, 力学性质随之不断恶
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。
沿工作面推进方向的超前支承压力分布示意图
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标确定
超前支承压力的分布与工作面老顶运动状态密切相关，井下实测资料 表明，直接顶厚度与采高的比值 N可以反映老顶的来压强度，即在同样的 老顶条件下，N值越大，老顶来压强度越小；反之，老顶来压强度就越大。 因此，可以利用N来反映本区段超前支承压力的影响。
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标
对于煤层巷道而言，采动影响主要有两个方面，即本区段的采动影响 和相邻区段的残余采动影响。
① 本区段的采动影响：指因本 区段工作面回采引起的超前支 承压力的影响。在工作面的正 常推进过程中，由于采煤工作 面的大面积回采，工作面前方 煤体上形成了很大的超前支承 压力作用，这个超前支承压力 的影响是煤层巷道在整个服务 期间内围岩变形和破坏的主要 原因。
三、巷道支护机理
在巷道支护原理的指导下，为了安全、经济地维护好巷道，在选择支护 型式和参数时应遵循以下原则：
辩证地解决围岩应力与支护强度两者之间的相对关系； 根据实际情况进行一次或二次、多次支护； 提高围岩的自承能力；
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)
① 1945~1950年，机械式锚杆研究与应用；
② 1950~1960年，广泛采用机械式锚杆，并开始对锚杆支护进行系统研究； ③ 1960~1970年，树脂锚杆推出并在矿井得到应用； ④ 1970~1980年，发明管缝式锚杆、胀管式锚杆并应用，研究新的设计方法， 长锚索产生； ⑤ 1980~1990年，混合锚头锚杆、桁架锚杆、特种锚杆等得到广泛应用，树脂锚 固材料得到改进； ⑥ 1990~2000年，以螺纹钢锚杆为代表的锚杆加之长锚索得到了广泛应用； ⑦ 2000~至今，以高强、高预应力锚杆及锚索得到了广泛应用。
化。(如图中红色曲线) 随着支护的施加，巷道围岩表
因此, 巷道支护的着眼点应放在 充分利、发挥和改善围岩的自承 能力上。
面由双向应力状态变为三向应力状
态，巷道周边浅部围岩的承载能力
得到显著提高，更多的浅部围岩从
无支护时的屈服状态转化为支护后
的弹性状态，围岩塑性区的范围明
显缩小。 (如图中蓝色曲线)
（二）、巷道支护原则