巷道维护原理和支护技术ppt课件.ppt

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1、巷道维护原理与支护技术8第一节　无煤柱护巷第二节　巷道围岩卸压第三节　巷道金属支架第四节　巷道锚杆支护第五节　软岩巷道支护技术第六节　锚杆支护质量监测第一节　无煤柱护巷一、护巷煤柱的稳定性传统的留煤柱护巷方法是在上区段运输平巷和下区段回风平巷之间留设一定宽度的煤柱。煤柱载荷的估算1、煤柱的载荷煤柱宽度的理论计算。按煤柱的允许应力，煤柱能承受的极限载荷，以及按煤柱应力分布等多种方法。各种方法的基本观点都认为：煤柱的宽度必须保证煤柱的极限载荷σ不超过它的极限强度R(七章一节)。煤柱的宽度B计算式：一侧采空煤柱（体）的弹塑性变形区及垂直应力的分布。Ⅰ—破裂区；Ⅱ—塑性区；Ⅲ

2、—弹性区应力升高部分；Ⅳ—原始应力区2、煤柱的应力分布煤柱(体)的承载能力，随着远离煤体(煤柱)边缘而明显增长。在距煤体(煤柱)边缘一定宽度内，存在着煤柱(体)的承载能力与支承压力处于极限平衡状态，运用岩体的极限平衡理论，塑性区的宽度，即支承压力峰值与煤体(煤柱)边缘之间的距离x0。在生产实际中，x0的变化范围为3～20m，一般为5～12m。应力降低区宽度的变化范围为2～7m，一般为3～5m。两侧采空煤柱的弹塑性变形区及垂直应力的分布B＞2L时，煤柱中央的载荷为均匀分布，且为原岩应力γH。由于煤柱边缘应力集中，煤柱从边缘到中央，一般将出现破裂区、塑性区、弹性区、原岩应力区。2

3、L＞B＞L时，在煤柱中央由于支承压力的叠加，应力大于γH，沿煤柱宽度方向应力呈马鞍形分布。B＜L时，两侧边缘的支承压力峰值将重叠在一起，煤柱中部的载荷急剧增大，应力趋向于均匀分布。受两侧采动影响时，K值可达到4～5以上，在煤柱中央可能因长期处于塑性流动状态而遭到严重破坏。3、护巷煤柱的稳定性英国：美国我国中等稳定围岩底板为薄层软岩底板为较厚软岩确定煤柱宽度的经验公式①、完全沿空掘巷：就是上区段采动影响稳定后，紧贴上区段废弃的巷道，在煤层边缘的煤体内重新掘进一条巷道。二、沿空掘巷的围岩稳定性1、沿空掘巷的布置方式②、留小煤墙沿空掘巷：是上区段采动影响稳定后，巷道不紧贴上区段采空

4、区边缘掘进，而是在巷道与采空区之间留设1～3m的隔离小煤墙。③、保留老巷部分断面的沿空掘巷基本上是留一条巷掘一条巷，巷道的维护费用和材料消耗会大幅度地增加。实际可用大断面的沿空掘巷或留巷取代。2、沿空掘巷的位置选择与应力分布沿空掘巷引起煤帮应力重新分布1—掘巷前的应力分布2—掘巷后的应力分布窄煤柱护巷引起煤帮应力重新分布1—掘巷前的应力分布2—掘巷后的应力分布3、沿空掘巷的矿压显现规律2021/7/2821井下支护效果实照（4303轨道）井下支护效果实照（4303皮带）沿空留巷是在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其它有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，供下区段工作

5、面回采时作为回风平巷。三、沿空留巷的矿压显现优点：完全取消了区段煤柱，提高煤炭资源的回采率；少掘一条巷道；为Y型通风方式提供了必要条件。缺点：矿压显现比位于煤体内的单一巷道复杂；留巷后巷内支护体受两次采动影响，巷道断面收缩率大,很难保证所留巷道在下区段回采时能正常使用；巷旁支护的支护阻力、可缩性等与留巷围岩变形不相适应；沿空留巷所处的应力环境围岩规律掌握不够，构建的沿空留巷受力模型不完善，没有一套行之有效的沿空留巷支护方法，不能很好的指导沿空留巷工程实践。沿空留巷的优缺点沿空留巷的失稳机理工作面回采后，巷道失去采空区侧煤壁支撑，老顶发生断裂形成“悬臂梁”结构。切顶失稳回转失稳

6、沿空留巷巷旁支护指巷道断面范围以外，与采区交界处架设的一些特殊类型的支架或人工构筑物。作用主要有：控制直接顶的离层和及时切断直接顶板，使垮落矸石在采空区内充填支撑老顶，减少上覆岩层的弯曲下沉。减少巷内支护所承受的载荷，保持巷道围岩稳定。同时为了生产安全，及时封闭采空区，防止漏风和煤炭自燃发火，避免采空区内有害气体逸出。巷旁支护的类型：木垛支护、密集支柱支护、矸石带支护、混凝土砌块支护等方式。矸石带和充填体作为巷旁支护潞安常村煤矿第二节　巷道围岩卸压动压巷道：煤层开采引起的采动应力通常为原岩应力的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。高应力软岩巷道：是指在

7、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。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。跨巷回采卸压的机理。跨采的效果主要取决于巷道与上方跨采面的相对位置。包括垂距和采空区边缘距巷道的水平距离。一、跨巷回采进行巷道卸压跨巷回采有两种方式，即纵跨与横跨。以走向长壁工作面为例，跨越大巷和区段集中平巷时，跨采工作面