井巷工程 难维护巷道围岩变形控制技术.pptxVIP

井巷工程 难维护巷道围岩变形控制技术;岩巷难维护的原因;该类巷道具有围岩破碎严重，塑性区、破碎区范围很大，蠕变严重。巷道围岩变形少则几百毫米，多达1.0~2.0m。巷道在服务期间需要进行不断的维护与返修，特别是它们的两类或三类的复合型，问题更为突出。 破坏方式：软岩巷道破坏是一个渐进的力学过程，总是从某一个或几个部位开始变形、损伤，进而导致整个系统失稳。 破坏过程：沿巷道断面各个方向的位移速度各不相同，总是从剧烈变形的部位发生裂纹，鳞状剥落，变形破坏区域逐渐扩大，最终导致整个支护系统的失稳;第一类，围岩软弱型，即软岩巷道 第二类，采动影响型，即动压巷道 第三类，深井高应力型，即深井巷道 第四类，上述三类巷道的复合型;动压巷道 煤层开采引起的采动应力通常在原岩应力的3~10倍左右，将造成回采巷道、受跨采影响等巷道的严重破坏。;软岩巷道 是指在工程力作用下能产生显著显著的塑性变形和非连续变形的巷道。工程力指作用在巷道围岩的力之和，包括自重应力、残余构造应力、水的作用力，采动影响力及膨胀应力等。;地质软岩：单轴抗压强度在0.5~25 MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀性一类岩体的总称。 工程软岩：在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体 。工程岩体是软岩工程研究的主要对象，包括岩块、结构面及其空间组合特征。工程力是指作用在工程岩体上的力的总和，可以是重力、构造残余应力、水的作用力和工程扰动力以及膨胀应力等。显著塑性变形以塑性变形为主的变形量超过了工程设计的允许变形值并影响了工程的正常使用。包括显著的弹性变形、粘弹塑性变形，连续性变形和非连续性变形等。;深井巷道 根据我国煤矿的巷道支护技术水平和地质条件，一般将800m作为深部开采的标准，部分软岩矿井的深部开采标准可定为600m或更浅。;我国国有大中型煤矿开采深度每年约以10m的速度向深部增加。一些老矿区和缺煤矿区相继进入深部开采阶段。 开采深度加大，岩体应力急剧增加，地温升高，当岩体应力达到或超过岩体强度时，有关岩体力学的若干问题由量变逐渐发生质变，造成资源开采的极???困难，并引发矿井重大安全事故危险性增加，严重威胁矿井的安全生产。 我国煤炭储量大部分埋藏在深部，埋深大于600 m 和1000 m 的储量分别占到73.19 % 和53.17 %。;式中：R－塑性区半径；a－巷道半径；P0－原岩应力；Pi－支护阻力；c－岩石内聚力；Φ－岩石内摩擦角；u0－巷道周边位移；G－围岩剪切模量。;开槽孔;松动爆破;巷道一侧或两侧布置巷峒;顶部构建软弱区应力转移原理与技术;技术关键：在硐室上方两侧开掘两条与硐室平行的小断面巷道，然后在巷道间进行松动爆破，在硐室上方构建一个宽19m、长60m的松动弱化区。;底部构建软弱区应力转移原理与技术;煤层开采影响　　　;第18页/共97页;;现场实施方案;技术关键：在硐室底板两侧开掘小巷道，两巷道之间深孔松动爆破形成弱化带，以达到应力转移的目的。;效果：应力转移后垂直应力减少了4/5左右。硐室两帮相对移近量小于40mm，底鼓量小于10mm，且为均匀底鼓，机头基础未受到破坏。;上行开采的应力转移原理与技术;孙村矿二煤在上，四煤在下，相距22m。水平应力大，二煤埋深千米。 开掘二煤的4218、4219两工作面顺槽时，巷道前掘后修，顺槽无法维护而报废，掘不出顺槽工作面不能生产，两工作面申请并获省局批准报废。;效果：四煤上行开采后，二煤围岩中的垂直应力仅为原岩应力的36～61％，回采工作面前方支承压力系数仅为1.26～1.60。两巷顶底板及两帮移近量均小于250mm，用矿工钢支架即能维护且不需维修，顺利采出了4218、4219两工作面40万t煤炭。;技术方案：底板半圆形面积内布孔，孔底松动爆破，应力转移至围岩深部且稳定后，注浆固结底板岩石。;实施效果：平顶山六矿上山绞车房埋深550m，围岩松软，掘后不久即因严重底鼓而破坏。采用应力转移技术后，绞车房底鼓显著降低，底鼓量仅为原底鼓量的1/3，硐室保持了长期稳定。;掘进工作面超前钻孔应力转移原理与技术;参数确定：钻孔长度、直径、位置。 ;实例：平顶山十一矿己16-17 22120工作面顺槽埋深846～ 925m，迎头顶板破碎打不上锚杆，应力转移后迎头顶板完整，不但顺利打上了锚杆，且降低了围岩变形量。;四、巷道围岩注将加固原理与技术;注浆固化稳定围岩机理;1—杆体； 2—托盘； 3—压紧螺母； 4—螺纹丝扣； 5—挡环； 6—射浆孔； 7—钻孔； 8—环形密封锚固卷； 9—注浆嘴； 10—岩体注浆加固圈;;锚注加固支护; 注浆与锚杆共同作用效果;祁南矿运输大巷 锚注支护前后的状况;谢桥矿回风大巷锚注支护前后的状况;架棚：工字钢棚、U型棚及其它异型棚。 锚杆支护体系：锚杆、锚索、桁架、三维锚索。 砌碹类。 其它组合支