矿山顶板事故防治-回采巷道矿压理论.ppt

§8.1 煤层巷道开掘的位置和时间 §8.2 回采巷道围岩变形量预计方法 §8.3 回采巷道围岩稳定性分类方法 §8.4 回采巷道支护设计方法 §8.1 煤层巷道开掘的位置和时间 8.1.1 再谈支承压力分布 ① 当σ峰值 ﹥ σ c 时 塑性破坏状态(边缘) ② 基本顶裂断后 形成内、外应力场 ③ 我国目前开采状况 ● 深度通常100m～600m ● 大部分回采工作面煤体边缘进入了塑性状态 ● 一些煤体边缘始终处于弹性变形状态 ● 支承压力分布呈单调曲线，高峰在煤体边缘上 8.1.2 煤体处于弹性状态时巷道开掘位置和时间 煤体边缘处于弹性状态条件下的沿空留巷方案 特点 ① 基本顶裂断，顶板下沉量小 ② 弹性变形状态， 顶板下沉量小、帮压小 ③ 支承压力高峰，巷道底膨量小 结论： 在无内应力场条件下，采用沿空留巷维护一般是比较容易（特别是在有相应的支护手段时）图8.1 送巷开掘的位置和时间 ● 煤体边缘处于弹性变形状态如图8.2 ① 上区段工作面后方支承压力高峰在煤体边缘 ② 下区段工作面前方叠加支承压力高峰仍在煤体边缘或 进入煤体内部 ● 可能送巷位置有3种： 沿空送巷（位置1）、小煤柱的送巷（位置2） 大煤柱送巷（位置3） ● 实践表明，基本顶触矸后沿空送巷是比较合理的。 送巷开掘的位置和时间 ● 触矸前, 基本顶回转来压时顶板下沉大 图（a） ● 触矸后, 不受顶板显著运动影响 图（b） 沿空送巷煤体边缘处于弹性变形状态条件下应在基本顶触矸后 8.1.3 煤体边缘进入塑性状态时巷道开掘位置和时间 沿空留巷方案 ● 图8.4（c） ① 煤体边缘进入塑性破坏状态 ② 留巷的顶板下沉、底板膨起、两帮移近都较大 ③ 留巷在顶板活动稳定后处于应力降低区，改善巷道维护状况 ● 沿空留巷优点 与送巷比，巷道掘进率低，掘进工程量和掘进费用少 保证回采工作的连续性，利于集中生产，改善采掘接替关系 ③可避免因地质变化造成的停采待掘现象，能提高工作面单产 送巷的位置和时间 ① 顶板运动和支承压力分布对送巷的位置和时间的影响 送巷的位置和时间 ● 根据厚煤层分层开采时上下区段及各分层工作面间的衔接关系，厚煤层中、下分层送巷方式主要有四种，如图8.9 8.1.4 厚煤层中、下分层巷道开掘位置和时间 ①在上分层已稳定附近无煤柱影响的采空区下方送巷 ◆ 巷道处于静压状态 ◆只受本分层工作面回采时超前压力的作用 ◆若围岩为中等稳定以上，其维护状况一般都较好 →受采动影响期间围岩变形速度一般为0.8 mm/d～1.0mm/d →受采动影响的围岩变形量120mm左右 →巷道整个服务期间的变形量一般为200 mm～400mm 8.1.4 厚煤层中、下分层巷道开掘位置和时间 8.1.4 厚煤层中、下分层巷道开掘位置和时间 ②在上分层一侧采空的煤柱边缘附近送巷 ●上分层煤体边缘至基本顶触矸点之间的 只受垮落矸石重量的作用 不再受顶板活动的动力作用 垂直方向和水平方向均处于卸压状态 送巷后的变形量较小 ●中下分层巷道布置要求 在基本顶显著运动结束后与上分层巷道重叠布置，但内错位置不能超过基本顶触矸点。 8.1.4 厚煤层中、下分层巷道开掘位置和时间 ③上分层两侧采空的煤柱边缘附近送巷 ● 上分层两侧采空的煤柱（宽度不太大）上： 支承压力较大，受下分层回采影响后又会升高 沿煤柱边缘下方掘进的下分层巷道周围煤体稳定性极差 ● 改善巷道维护状况 巷道与上分层两侧已采煤柱之间保持5～10m的水平距离 8.1.4 厚煤层中、下分层巷道开掘位置和时间 ④在本分层（中下分层）煤体边缘送巷 ● 受上分层工作面和本分层相邻工作面回采影响： a 煤体边缘处于高度卸压状态 b 上覆岩层显著运动后沿空掘巷应力扰动很小 ● 中下分层在内应力场中留小煤柱送巷的效果不如上分层： a 中下分层煤体受多次采动影响 b 送巷后削弱了煤体的支撑能力 c 煤体将处于塑性流动状态 d 巷道围岩变形量很大，支护困难 8.1.4 厚煤层中、下分层巷道开掘位置