煤矿巷道支护理论与技术及应用

1、“实用矿山压力理论和实践”学术研讨会，煤矿巷道支护理论和技术，康红普煤科学研究总院开采设计研究分院，报告纲要，一，序言，中国煤矿90%以井工开采、井工开采为形象，每年新开采的巷道总长度相当于一万多公里，年新开采的巷道长度相当于地球直径一、承担序言、大巷、井底车场矿井的生产、安全通道、行人、通风、运输任务，巷道不通，不能进行井下开采，一、首先堵塞“血管”引起事故，生产瘫痪，剧烈的底下，冲击压、顶板塌陷，一、首先，3.1煤矿的破碎、强度低(煤5-20MPa岩石10-60MPa )，开采深度大(最大1500m )，地应力高，构造应力复杂，地质构造复杂，淮南煤田地质构造分布图，一、前言，采矿工作面周围

2、的应力分布，矩形巷道周围的岩石受力情况，矩形巷道的断面采采矿影响强(2-5倍的原岩应力)，范围宽，煤柱宽小，而且没有煤柱，3.2生产特征，一、前言高地应力巷道变形严重，巷道采用力和变形状态，支护速度和成本要求严格，巷道支护状态特殊：服务时间短， 必须稳定采后立即坍塌、软弱、破碎、高应力等复杂的巷道比较大(60% )，一、序言、木支护、砺支护、型钢支护、锚支护、一、序言、锚支护、一、序言、低强度锚、高强度锚、高预应力锚杆支护作用的认识过程悬挂作用(仅考虑拉伸作用)在锚区内形成结构(梁、层、拱、壳)，改善锚围岩的力学性能和应力状态，锚前后的应力应变曲线，二、煤矿巷道支护理论的发展，一次支护(简单条

3、件)，巷道二次支护后变形破坏：二次支护，先柔软后，先抵抗，深部高应力，强动压的影响，软弱的支护巷道二次支护后也出现变形破坏，需要三次、四次支护，再多次支护，二次支护图，对锚支护过程的认识，二、煤矿巷道支护的理论发展，不连续、不协调的变形锚固支护的本质作用和关键参数，锚固支护的预应力和扩散发挥重要作用：大幅度提高预应力，实现有效扩散，能够抑制围岩不连续、不协调变形，围岩变形形式：不连续、不协调变形； 连续、整体变形。 锚杆主要作用于前者，二、煤矿巷道支护理论的发展、u型钢金属支护应力场、掘进工作面锚支护应力场、单体支护应力场、巷道支护应力场、支护应力场的概念：支护在围岩和自身内部发生的应力场，二

4、、煤矿巷道支护理论的发展、主动支护系数：有效压力区、预应力描述临界支护应力场形象支护应力场的指标，二、煤矿巷道支护理论的发展，构造面分布和力学参数，注水的重要作用，无构造面，构造面宽5mm，构造面群锚的影响，支护应力场的主要影响因素，二、煤矿巷道支护理论的发展，原岩、采石和支护应力场在煤矿井下综合原岩采石支保=综合应力场、支保应力场、采煤工作面周围应力分布、原岩应力场、应力场为主线，以原岩为巷道支保，岩层控制归结为“三场”相互作用，综合了应力场的概念，二、煤矿巷道支保理论的发展、钻井表面设置的巷道支护围岩响应曲线，二、煤矿锚杆的支护原理与支架本质上不同，不能使用支架的围岩响应曲线。锚支护围岩响

5、应曲线，二，煤矿巷道支护理论的发展，井下锚受力实测曲线5种类型，3、1、5、2、4，曲线1对应预应力低，被动支护，受力小，支护不明显，曲线5对应高预应力，锚区位移差小二、煤矿巷道支护理论的发展，曲线1支护作用不明显，支护差异不大，曲线5，高预应力支护有效控制围岩位移， 曲线3支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的支撑保护的二、煤矿巷道的支撑保护理论的发展，不是垂直，而是理想的拉伸， 受到拉伸、弯曲、扭转、剪切，棒体力非常不均匀，大部分锚在屈服状态下工作，

6、高强度、高拉伸、高冲击韧性，二、煤矿巷道支护理论的发展，原岩、开采和支护应力场“三场”的相互作用和协调，锚支护系统有足够的增长率一方面使围岩连续变形释放，另一方面避免局部破坏，破碎围岩，不利于预应力扩散时应注入，困难的巷道采用高预应力、强锚支护，一次支护有效地控制围岩变形，尽量避免二次支护，报告纲要、三、炭提出了高预应力强锚支护系列的材料和构件、高预应力施工机具和工、三、煤矿巷道支护配套技术，提出了单孔、多参数、结合地质力学原位的快速测试方法，用单孔完成了地应力、强度和结构与相互结合关系的测试，三、 开发了煤矿巷道支护配套技术(两项发明专利)、三、开发了煤矿巷道支护配套技术的KDBC-56型数

7、字全景钻机，解决了结构参数定量测量问题，包括钻头结构观测图像、三、煤矿巷道支护配套技术、地质力学测量点分布、三、三煤矿井下地应力分布规律，地应力与埋深关系，侧压比与埋深关系，主应力随深度增加而增大，但明显离散主应力受地质构造、煤岩体强度和刚性等影响，三、煤矿巷道支护技术，地应力估计公式，平均水平应力与垂直应力比k-平均水平主应力与垂直主应力比H-埋入深度、m、3、煤矿巷道支护技术、煤岩体强度分布规律、顶板抗压强度分布-宁煤层抗压强度分布-淮南、三、煤矿巷道支护配套技术、巷道支护设计过程动态信息设计、合理的初期支护设计、信息反馈与修正设计、巷道围岩地质力学评价数值模型的建立，多支护方案的比较，井

8、下监测与数据分析，三，煤矿巷道支护配套技术，巷道支护初始设计，三，煤矿巷道支护配套技术锚支护材料和构件构成，锚支护材料，锚杆体和附件，锚定剂，保护表构件(钢带，金属网)，锚定煤矿巷道支护配套技术、对复杂困难巷道支护材料的要求、三、解决了煤矿巷道支护配套技术、强力锚杆、强力锚杆体、超高强度、高伸长、高冲击韧性锚杆。三、煤矿巷道支护配套技术、三、煤矿巷道支护配套技术、强力锚索(发明专利)、119结构锚索和截面、119结构、截面更合理的拉伸载荷显着提高，最大900kN增长率为1倍、三、煤矿巷道支护配套技术、系列化学注入三是为了满足煤矿巷道支护配套技术、高预应力锚杆的施工要求，开发了系列预应力设备；三是煤矿巷道支护配套技术，为了克服大扭矩下锚杆的扭曲屈服、损伤，发明了相关设备。 三、煤矿巷道支护配套技术在巷道支护实施井下后，进行矿压监测，评价支护效果，修改设计，确保安全，矿压监测内容、支护体应力、围岩位移、采动应力、表面位移、顶板离层、深部位移、锚定力、锚定必须确保支撑压力的三、煤矿巷道支护配套技术、综合矿压监测系统、报告纲要、四、应用实例和效果、研究成果已经普及到全国各大煤矿区，解决了五种复杂巷道支护的难题，四、应用实例和效果、应用实例1、 新汶川超千米深井巷，四，应用实例和效果，应用实例2， 淮南深井软岩沿空留巷四、应用实例和效果、应用实