巷道支护基础理论(培训).ppt

凿岩机YT27凿岩机(气腿式)YMYT-115Q型液压锚杆钻机（全方位）液压钻车TROCK712.TROCK812系列全液压钻车掘进机采煤录像玻璃钢帮锚杆生产录像采煤作业时的顶板管理方式全部垮落法充填法刀柱法缓慢下沉法巷道掘进时变形速度曲线无老顶时层状顶板采动时围岩变形破坏有老顶时层状顶板采动时围岩变形破坏无直接顶时层状顶板采动时围岩变形破坏直接顶切断时层状顶板采动时围岩变形破坏老顶切断有直接顶时层状顶板采动时围岩变形破坏原煤巷支护是制约矿井开采的重大难题-显德汪矿煤层强度1.5~2.0Mpa-孙村矿垂向应力28.35Mpax；平顶山11矿18.3MPax岩石与软钢应力－应变曲线岩石试件主破裂面是指由于围岩产生指向巷道(硐室)的位移时挤压支护体而造成的压力。01它在围岩与支护体相互作用过程中施加于支护体上。在“围岩–支架”力学体系中，只要围岩变形而支护体又限制其变形，围岩就对支护体施加变形压力。02变形压力和支护体的刚度有关。在一定的条件下，支护体刚度越大，变形压力也越大。围岩变形不仅包括弹性变形，塑性变形，而且还包括与时间有关的流变变形。对于松软岩体尤为明显，其值远比弹、塑性变形大，而且随时间而不断增加,因而支护体所受到的变形压力也不断增加。03变形压力是指由于围岩吸水发生膨胀而对支护体产生的压力。01这种压力实质上是变形压力的一种，只是它因含有大量蒙脱石等膨胀性矿物的粘土岩所特有的一种围岩压力。02膨胀压力冲击压力又称矿山冲击、冲击地压、岩爆等，是矿压显现的动力现象之一。它是在集中应力作用下，煤、岩体内积聚的弹性应变能在一定条件下突然释放，使煤、岩体发生急剧脆性破坏或大块煤体突然向已采空间抛射的现象。三、巷道支护主要原则1-围岩位移曲线；2–支架工作特性曲线；3–围岩松动破坏后的位移曲线；A、B、C–支架可能的工作点；Pmax、Pmin——支架承受的最大承载力和最小承载力；Δumax——允许围岩最大位移量合理利用巷道围岩的自承力为了利用围岩的自承力，就要容许围岩产生某些变形。这种变形会使围岩中的能量得到一定释放，从而起到一定的“卸载作用”，这将有利于减轻支架受载。但应当注意的是，这种变形应是有限制的。合理选择支架工作点合理利用围岩自承力的途径是使支架与围岩在相互约束的状态下共同承载，即在不导致围岩松动破坏的前提下，既充分利用围岩的自承力，又使支架提供的支护阻力最小。为此，应确定某一条件下，巷道支架的合理工作点。B点是支架的最佳工作点。为有一定安全储备，设计时，应使支架工作点保持离B点不远。提高围岩自承能力利用物理法和化学法加固围岩是提高其自承能力的有效措施。前者一般是将不同结构类型的锚杆打入煤或岩体内部，加固围岩；后者是将粘结剂注入煤或岩体内部，通过充填和固结煤或岩体中的裂隙和各种弱面，使之成为一个整体，达到增强围岩自承能力的目的。选择合理的支护方式与参数巷道的支护方式与参数应符合支架与围岩共同承载的原理。要根据具体条件，在刚性支架、可缩性支架、锚杆支护中进行合理的选择。刚性支架，一般只适用于顶底板移近率10％的条件。采区巷道中大多数情况下要用可缩性支架或锚杆支护。01030204合理布置巷道提高围岩强度减小岩体应力巷道支护四、改善巷道支护面貌的基本途径（1）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）如果需要留煤桂保护巷道，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。煤层底板支承应力分布已采区及其两侧煤柱的应力分布－－冒落带；Ⅱ－裂隙带；Ⅲ－弯曲下沉带；A－原始应力区；B1、B2－应力增高区、C－应力降低区；D－应力稳定区巷道布置在低压区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1布置在稳定岩层中；3围岩注浆，提高岩体强度；2布置锚杆，强化围岩强度；4封闭、疏干、防风化，防止围岩碎裂、强度降低（2）提高围岩强度注浆加固围岩注浆材料材料类别化学类：丙烯酰胺类、聚氨脂类水泥类：单液水泥浆；水泥、水玻璃双液浆；ZKD高水速凝材料（双液或单液）开槽卸压；震