巷道顶板事故影响因素

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1、巷道顶板事故影响因素顶板岩层压力与棚式支架相互作用关系巷道支护技术的发展不断提岀新的要求，推动巷道顶板事故防治技术的进步。20世纪70〜80年代我国每层巷道以金属棚式支架作为主要支护手段，20世纪80年代以后我国锚杆支护技术迅速发展，在支护理论、支护技术、支护参数设计及施工工艺等方面已形成系统。90年代中后期，已形成一整套先进的锚杆支护技术。(-)巷道围岩压力采掘活动引起巷道围岩应力集屮和重新分布，巷道周边岩体变形，破坏，向巷道空间移动。为了防治围岩变形和破坏，需耍支护围岩。这种围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落围岩额重力，统称为围岩压力。根据围岩压力的成因，可以分为以下四种

2、类型。1.松动围岩压力由于巷道开挖而松动或塌落的岩体，以重力的形式直接作用于支架结构物上的压力，表现为松动围岩压力载荷形式。2.变形围岩压力支护能控制围岩变形的发展时，围岩位移挤压支架而产牛的压力，称为变形围岩压力简称变形压力。弹性变形压力是围岩弹性变形时作用于支架上的压力，弹性变形产生速度极快，变形量很小，对于圉岩与支护相互作用过程而言，实际意义不大。塑性变形压力是由于围岩的塑性变形和破裂，围岩向巷道空间位移，使支护结构受到压力，是变形围岩压力的主要表现形式。3.膨胀围岩压力围岩膨胀、崩解体积增大而施加支护上的压力，称为膨胀压力。膨胀压力与变形压力的基本区别在于它是由吸水膨胀引起的。从

3、现彖上看，属于变形压力的范畴，但是两者的变形机制截然不同，前者是指与水发生物理化学反应；后者主要是围岩应力与结构效应。4.冲击和碰撞围岩压力冲击和撞击围岩压力包括两部分内容，及围岩积累了大量弹性变形能之后，突然释放出来所产生的压力以及上覆岩层剧烈运动时对巷道支护体所产生的压力。(二)棚式支架的巷道顶板事故的主要类型在棚式支架的巷道中，导致巷道顶板事故的顶板压力，有垂育•作用于棚式支架的顶板压力，有巷道无支护处或者巷道支护失效处的顶板岩石体积力，也有平行于棚式支架的顶板推力。因此，从顶板压力与棚式支架的相互作用关系角度出发，可以把巷道顶板事故归纳为“压”、“漏”、“推”三个基本类型。也就是

4、说，压垮型冒顶事故是指垂直于棚式支架的顶板压力压坏巷道支架而导致的顶板事故；漏冒型顶板事故是指巷道无支护部分或支护失效部分的松散顶板因体积力作用冒落所导致的顶板事故；推垮型冒顶事故则是平行于棚式支架的顶板力推倒巷道支架而导致的顶板事故。当然，由于事物的复杂性，有些顶板事故包括上述的两种或三种的综合类型。顶板岩层力学性质及冒落特征巷道顶板事故是多种原因共同作用的结果，顶板岩层结构是发生巷道顶板事故的主要影响因素。顶板岩层结构及冒落特征可以分为以下五种基本形式。一、镶嵌型围岩坠肝1•围岩结构①受古河床冲刷，重新沉积的岩块镶嵌在原沉积岩层内，形成大块镶嵌型结构。②受地质构造运动影响，坚硬岩层的

5、破碎包裹体楔入软岩层中，形成小块镶嵌型结构。或者由于岩层裂隙及断裂发育，互相切割，形成彼此镶嵌，形状复杂的块体。2.坠落特征①坠落岩块多为锅底形、人字形、鱼脊形、升斗行、长条形及草帽行等不规则形状。②坠落岩块与原岩之间多为光滑结构面，层间亲合力较弱。③开掘前呈镶嵌稳定状态，开掘后突然坠落在无支护空顶区。大块坠肝可能压垮不稳定的迎头支架或使锚杆支护失效。二、离层围岩片帮冒顶1.围岩结构①顶板由薄及中厚层状、较稳定或中等稳定的炭质页岩、页岩、砂质页岩、粉砂岩或细砂岩交互组成。②围岩节理及裂隙比较发育，互相切割或易于风华剥落。2.冒落特征①冒落形式多为偏帮、风化剥落或局部冒顶。②巷道开掘后，巷

6、道顶板由弯曲，出现裂隙到产牛离层下沉，冒落岩块呈片状、块状、板状或锲形状等。三、松散破碎围岩塌漏抽冒1.围岩结构①围岩主要由炭质页岩、页岩、砂质页岩、泥质细砂岩等组成，成岩程度低，胶结性及稳定性差。②受强风化侵蚀、地质构造破坏和采掘影响形成的风化破碎带、断层破碎带、层间错动带及褶皱破碎带、挤压破碎带和围岩的松散破碎带。2.塌漏抽冒特征①一般先掉细末碎渣，继而由小往大塌漏抽冒，直到形成冒落拱或由顶部到两帮成自然安息角的扩大冒落拱。②在缓斜及倾斜岩层内的巷道，一般沿层理面向倾斜上方塌冒。在急倾斜岩层内的巷道，向上方扩大抽冒范围。四、块状围岩断裂冒顶1.围岩结构①主要由硅质或铁质胶质的砂岩及石

7、灰岩等组成。②块状围岩呈砌体结构时，受地质构造影响较大，节理较发育，有少量软弱面和微张节理，呈屮厚或厚层状，很少有离层现彖。2.断裂冒落特征①围岩为块状砌体结构，当受地质构造破坏较大时，在空顶区易发生较大面积的顶板断裂冒落事故。②在坚固性较差的，易于风化的块状砌体结构围岩内，可生成砌块状冒落。五、软岩膨胀变形毁巷1.围岩结构①围岩构成包括泥质页岩、泥质砂岩、铝土质页岩、粘土岩及第三纪泥质胶结的岩层等。②强矗低，分层厚度小，结构简单，