7 巷道矿压显现规律.ppt

1、第七章巷道矿压显现规律、巷道围岩体应力变形规律、受采石影响的围岩应力相邻巷道应力分布及巷道间距确定构造应力对巷道稳定性影响的围岩变形、受采石影响的原岩应力、 在原岩体内开挖巷道引起的原岩应力采石被照面周围的支承压力分布采石引起的底板岩层应力分布在原岩体内开挖巷道引起的原岩应力、巷道周边塑性带的形成和分布、破碎了的岩石还具有一定的强度，在预测岩体强度时不要注意岩体塑性区物理残奥表的变化、塑性区半径和巷道周边位移、采矿被照面周边支撑压力分布、作业面前方先行支撑压力、被照面后方采空区支撑压力、作业面前方应力变化区、被照面控制顶区、塌陷岩石依次为压缩区、塌陷岩石压实区、塌陷岩石松散区、2-3.5倍采矿

2、高度的影响范围为40-60m， 少数60-80m移动支撑压力固定支撑压力工作面倾斜支撑压力的影响范围为15-30m，少数达到35-40m，支撑压力峰距煤壁15-20m，应力上升系数为2-3。 采空区的支承压力通常应力上升系数小于1，个别情况为1.3，但在某些地方，相互重叠，上区的采空区和下区的被照面的先行支承压力重叠，形成较高的重叠压力，应力上升系数达到5-7。a、b、c、d、e、开采引起的底板岩层应力分布，规则：a为单侧开采煤柱，应力abc分布呈近似三角形分布，应力上升系数为3； b、c为两侧采煤柱，煤柱宽度分别为b和2B，应力分布abc分别为钟型和马鞍形，应力上升系数分别为5和3.5的不同

3、截面应力分布如图所示。 底板岩层内的任意点z的应力取决于上部炭柱的负荷、该点与炭柱的垂直距离以及该点与上部炭柱的边缘或中心线的水平距离。 单侧采空和两侧采空，宽煤柱载荷的最大传递深度约为1.52B两侧采空，宽煤柱载荷的最大传递深度约为34B。 底板岩层位于同一深度，如zB，前者的应力集中系数约为1.3，上部煤柱的影响不明显，后者高达约3.2，受到上部煤柱的强烈影响。 这是两侧布置开采、宽煤柱下底板岩巷和邻近煤层巷道维护非常困难的主要原因。 两侧已经采取，在宽度小的煤柱下，同一水平断面上的底板岩层应力在煤柱中心线最大，随着与煤柱中心线的水平距离的增加，正态概率分布衰减。 在一侧的采煤柱下，同一水

4、平断面上的底板岩层应力的最大值，不是煤柱的边缘，而是煤柱下，在距采煤区边缘数米的地方，随着那里水平距离的增加，正态概率分布基本衰减。 两侧已被开采，在宽煤柱下，同一水平断面上的底板岩层应力在煤柱中心线处较小，在煤柱边缘附近表兄弟处出现两个峰。 因此，配置在煤柱下面的巷道，为了减轻煤柱的影响，不仅要注意z值，还要注意x值的选择。 在任何煤柱荷载下，底板岩层内的应力分布都有所扩展。 z/H为1的曲线是煤柱在底板岩层内的影响范围，该线与煤柱边缘铅垂线之间的角度是煤柱载荷在底板岩层内的影响角，通常为3040。 尽管上述应力分布规律与实际存在一定差异，但理论计算在实际分析问题上仍有一定的指导意义。 因此

5、，配置在采空区下的底板岩巷和煤层巷道，必须与煤柱边缘保持一定的水平距离，否则巷道还在高应力区域内。邻近巷道的应力分布和巷道间距的确定，是影响井下巷道和邻室群稳定的因素，巷道应力影响带、巷道岩柱稳定性、影响井下巷道和邻室群稳定的因素，重要因素是围岩应力、围岩强度和边界条件，但巷道和邻室间距的不同，对巷道和邻室群围岩应力的大小和分布影响巷道和区群稳定性的主要因素：巷道所在深度、相同水平、相邻巷道数量、巷道仅支撑岩柱宽度和高度、巷道形状和尺寸、巷道唯一的围岩及其支撑岩柱强度、巷道仅支撑能力和围岩相互作用、巷道围岩应力影响带静水压力应力场、巷道应力影响区为等于半径6a的圆。 在非静水压应力场中，巷道的

6、影响区域是长轴在12a以下的椭圆。 截面相同的两圆形巷道的间隔为：应力影响带一般以不超过应力值的5为影响带的边界。 半径不同的两条圆形巷道的间隔：确定相邻的非圆形巷道的间隔时，应根据巷道截面的形状进行具体的计算，上述公式可供参考。 由于解析界的局限，对非圆形巷道的弹塑性解可以采用数值计算方法、岩柱稳定性、影响因素：岩柱的载荷和岩柱强度. 理论：压力拱理论有限区域理论，Wilson理论。 岩柱强度：岩体强度，岩柱宽度和高度及结构特征。 实验结果表明，岩柱屏幕纵横比为B/h5时，其强度随B/h的增大而显着增大。 一般B/h10时，岩柱难以破坏。 相邻巷道间的合理距离，中国目前条件较深，大巷间隔为2

7、0-40m，在按围岩情况取值的浅部和硬围岩情况及急倾斜煤层情况下可减少到10m的深部和松软围岩条件下，巷道间隔可增加约50%的构造应力对巷道稳定性的影响， 概念种类：地质构造发生过程中地下岩体内发生的应力结束地质构造运动残留在岩体内部的应力工程角度：旧构造应力、新构造应力和岩石生成过程形成的结构内应力都属于构造应力. 发生部位：集中在地质构造变动剧烈的地区，如褶皱带上曲率半径小的地区、岩层扭曲的地方、断层附近，特别是断层端部与两断层相交的地方、岩层厚度剧烈变化的地方。 分布规律：由于抗拉应力结构有利于构造应力的释放，构造应力主要集中在压缩应力结构带和剪切应力结构带，其基本特征以水平应力为主，有

8、明显的方向性和地域性格。 测定方法：应力恢复法、应力解除法、水压诱发法、煤矿常用的应力解除法。 水平应力对巷道稳定性的影响是水平应力影响巷道顶板浮沉、底板膨胀、两组内推的主要因素。 顶板岩层在水平应力的作用下可能出现两种破坏形式：在软岩和厚煤层中，底板岩层在水平应力的作用下形成底鼓。 引起大的拉伸应力，两组破裂、膨胀、塌陷、破坏深度大。 薄层页岩类岩层沿层面滑动，厚层砂岩类岩层沿小角度或小断层剪切，合理的巷道布置方向，巷道轴向与构造应力平行时：巷道轴向与构造应力垂直时：巷道布置方向与构造应力方向有很大关系，如果巷道方向不正确，则构造应力巷道稳定性、受采石影响的巷道变形、变形量构成：巷道天花板下沉量、底板膨胀量、巷道迁移量、深部围岩迁移量、巷道剩馀截面积等。 巷道顶底板迁移量、巷道围岩变形量开挖引起变形、开采引起变形、