巷道维护原理和支护技术教学课件PPT.ppt

第八章 巷道维护原理和支护技术,无煤柱护巷 巷道围岩卸压 巷道金属支架（略讲） 巷道锚杆支护 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术 锚杆支护质量监测（略讲）,一、软岩的基本属性 、软岩的概念： 工程软岩、地质软岩 、软岩的基本属性 软化临界深度、软化临界载荷,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,地质软岩的概念： 地质软岩：是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层。 工程软岩的概念： 是指在工程力作用下能产生显著性变形的工程岩体 软岩的特点： “松” 岩石结构疏松、密度小、孔隙度大的岩层； “散” 岩石胶结程度很差或未胶结； “软” 强度低，极易破碎； “弱” 岩体结构中有许多弱面，如节理、层理、裂隙等,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,软岩巷道中施工存在的问题： 1.对施工有利方面： 岩体强度低，巷道容易掘进。 2.对施工不利方面： 支护困难，采用普通支护形式、支护结构，不能成功。 3.施工方法和支护的不统一： 各矿地质条件（岩层的组成、结构、性质）不同，导致施工方法和支护方式不同。,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,二、软岩巷道围岩变形规律 1.软岩巷道围岩变形的影响因素 岩石本身性质。 外部应力分布。 地下水和工程用水对膨胀性软岩危害大。 对外界扰动比较敏感。 软岩具有明显的流变特性，时间也是不可忽略的影响因素。,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,三、软岩巷道支护技术 软岩变形力学机制（膨胀、应力扩容、结构变形类型）,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,、软岩巷道支护技术特点复合变形力学机制 正确的确定软岩变形力学机制的复合型式 复合变形机制的转化（单一型） 合理的运用复合型变形力学机制的转化技术 、软岩巷道支护原理 支护原理 最佳支护时间和时段,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,二次支护最佳支护时间： 在围岩地压得到释放、初始支护与围岩组成的支护系统基本稳定之后进行。 围岩变形稳定所需时间影响因素： 岩层本身物理力学性质； 初始支护时的支架刚度密切相关。 为了保证二次支护的效果，所做的措施： 进行围岩位移速度和位移量的监测，以确定最佳的二次支护时间。 关键部位支护。,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,、软岩巷道常用支护形式 锚喷网支护 可缩性金属支架 弧板支护碹体支护 四、巷道底鼓机理和防治 1、巷道底鼓的基本形式（物化膨胀型、应力扩容型、结构变形型及复合型） 2、巷道底鼓的影响因素（岩性状态、围岩应力状态、时间效应、软岩物化性质及力学性质的相互影响、巷道支护强度、巷道断面形状),8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,、软岩巷道底鼓的防治 起底 底板防治水（疏干、封闭） 支护加固（锚杆支护、注浆、封闭式支架） 应力控制（采掘布置、应力转移、巷旁卸压） 联合支护方法,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,五、巷道围岩注浆加固技术 加固机理： 提高岩体强度 形成承载结构 改善围岩赋存环境 六、巷道支架壁后充填 必要性： 载荷分布、及时支撑 作用： 均匀受载、封闭围岩、加固围岩、抑制围岩变形、改善支架被动承载的缺点、可缩性充填材料 七、软岩巷道锚注支护,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,重点:,1.锚杆支护理论; 2.锚杆类型及其应用; 3.锚杆锚索各自特点; 4.巷道锚杆支护设计;（现场应用） 5.软岩概念、软岩巷道围岩影响因素、变形规律； 6.巷道底鼓形式、影响因素、防治措施； 7.注浆加固机理和注浆工艺过程（查资料）,8.5 软岩巷道围岩变形规律及其支护技术,一、锚杆支护质量检查 锚杆安装 拉拔力测试 扭矩检查 二、锚杆支护质量监测 测力锚杆 锚杆测力计 顶板离层指示仪,8.6 锚杆支护质量监测,8.6 锚杆支护质量监测,zmc-11锚杆(锚索)测力计 用 途: 用于监测锚杆(锚索)全过程的受力情况。,8.6 锚杆支护质量监测,8.6 锚杆支护质量监测,1、什么叫减压区？试述巷道和采场周围岩体中减压区的形成，减压区的存在对生产有什么实际意义？ (定义、形成、实际意义）,在巷道或回采工作面周围岩体中垂直应力小于原岩应力的区域称为减压区。,当在岩体内开掘了巷道或回采工作面以后，巷道或回采工作面周围岩体中必然要产生应力重新分布，在巷道两侧形成23倍原始应力的集中应力，在工作面前方煤壁上形成45倍以上原始应力的集中应力。在这样大的垂直应力的作用下巷道周围岩体或工作面前煤壁必然要发生破坏。从而使围岩的支撑力降低，集中的支承压力就要向岩体内部转移。由于深部岩体处于三向应力状态其强度逐渐增加，直到某一半径为r处岩体的强度等于或大于集中应力时为止。这样就在巷道成采场周围的岩体中形成了减压区。,由于巷道或采场周围岩体中存在减压区，使巷道或采场内的支架免受高应力的作用，因此，采用支撑能力较小的支架就可能较好地维护这些开采空间，从而降低支架的支护费用。,2、某矿3号煤层厚2.6m，直接顶板为厚4.2m的页岩，随采随冒，老顶为厚8.6m的砂岩，其上有厚3m左右的页岩该矿采区平巷布置方式曾有以下几种：1）留25m煤柱；）留1015m煤柱；）沿空掘巷；）沿空留巷。 你认为哪种护巷方式较好？与其它几种相比主要优点是什么？,应采用沿空掘巷，因为该矿煤厚2.6m，采用沿空掘巷不仅对减轻巷道受压是有利的，而且可以大大降低由于留煤柱而造成的煤炭资源损失。从煤层赋存条件来看，直接顶厚仅为4.2m为煤层厚度的1.6倍，开采过程中不可能充满采空区，而老顶为8.6m厚的砂岩，其上又有3m左右的页岩随其一起运动，故表现为明显或较强烈的周期来压。在我国目前条件下，如采用沿空留巷，在后方受采动影响的巷道难以维护，因此应在工作面后方顶板冒落并压实后，采用沿空掘巷。,与其他护巷方式相比，沿空掘巷具有明显的优越性： 1）如采用留1015m煤柱，恰使巷道处于支撑压力高峰带，显然巷道维护困难，沿空巷道则处于应力降低区；,2）如采用留25m煤柱，巷道可能处于支撑压力下降带，受压情况可能较留1015m煤柱时好，但仍不如沿空巷道，而且煤柱损失大，也是不合理的。,3、试解释“支架支撑力顶板下沉量”( )曲线的实质是什么？,pl 曲线是支架支撑力p对回采工作面顶板下沉量的影响程度曲线，他反映了支架和围岩之间的相互作用关系。,“ pl ”曲线一般是在回采工作面对支架进行调压试验时得到的。根据实际的“pl ”曲线可知，支架的支撑力对顶板下沉量的影响是有一定限度的，支架的支撑力较小时，增加支架的支撑力可以较明显的减小顶板下