受采动影响矿压显现规律.ppt

1、1,受采动影响矿压显现规律,2,巷道位置类型 区段巷道的位置和矿压显现规律 底板巷道的位置和矿压显现规律 上下山的位置和矿压显现规律 巷道位置参数的选择 综放面回采巷道矿压显现特点,3,回采空间相对位置、采掘关系,分类依据：,本煤层巷道,底板巷道,顶板巷道,分层巷道,4,二、区段巷道的位置和矿压显现规律,区段巷道的布置方式 区段巷道矿压显现规律 厚煤层中下分层区段巷道布置和矿压显现规律,5,依据：区段回采的准备系统,煤体煤体巷道，薄煤层分层开采的上分层区段巷道属于此类,煤体煤柱巷道,煤体无煤柱巷道,6,区段巷道矿压显现规律,煤体一煤体巷道服务期间内，围岩的变形将经历巷道掘进影响、掘进影响稳定和

2、采动影响三个阶段。由于巷道在采面后方已经废弃，巷道仅经历采面前方采动影响，围岩变形量比采动影响阶段全过程小得多，一般仅1/3左右。 煤体一煤柱或无煤柱(采动稳定)巷道服务期间，围岩的变形同样经历三个阶段(工作面前方采动影响)。但是巷道整个服务期间内，始终受相邻区段采空区残余支承压力的影响，三个影响阶段的围岩变形均大于煤体一煤体巷道。巷道的围岩变形量除了取决于开采深度、巷道围岩性质、工作面顶板结构和相邻区段采空区采动稳定程度外，与沿空护巷方式及保护煤柱宽度密切相关。,7,煤体一煤柱或无煤柱(正采动)巷道服务期间，围岩的变形将经历全部的五个阶段，。围岩变形量远大于无采动及一侧采动稳定后巷道。巷道的

3、围岩变形量除了与开采深度、巷道围岩性质、采动状况有关外，工作面顶板结构、沿空护巷方式和煤柱宽度都起决定性作用。不采用煤柱保护巷道时，为沿空保留巷道。,8,厚煤层中下分层区段巷道布置和矿压显现规律,三种巷道布置方式；与上部煤层有三种位置关系：,1.布置在已稳定的采空区下方，附近无上分层遗留煤柱,2.布置在已稳定的采空区下方，并在上分层护巷煤柱附近,3.巷道布置在上分层护巷煤柱下部,注意事项：下分层巷道、一侧已采的煤体附近、支承压力，上分层煤体边缘之间的水平距离有关、水平距离超过2 m、已不明显。 下分层巷道、两侧均已采空的煤柱附近、支承压力叠加的强烈影响、围岩变形显著。改善、要求保持510 m的

4、水平距离。增加煤量损失。无煤柱开采，减少煤炭损失，改善下分层巷道的维护十分有利。临近间距较小的煤层，巷道布置原则与此一致。,9,底板巷道的位置和矿压显现规律,1.底板巷道的位置 2.底板巷道的矿压显现规律 3.厚煤层主要巷道的布置方式,10,1.底板巷道的位置,分类依据： 在上部煤层回采活动影响下，底板巷道的受力状况和围岩变形有很大差别。按照巷道与上部煤层回采空间的相对位置和开采时间关系，巷道的位置可归纳为以下三种情况：,a.布置在已稳定的采空区下部。在上部煤层回采空间形成的底板应力降低区内，图中I，巷道整个服务期间内不受采动影响。,b.布置在保护煤柱下部。经历保护煤柱两侧回采工作面的超前采动

5、影响，见图中。保护煤柱形成后，一直受保护煤柱支承压力的影响。当保护煤柱足够宽或者巷道与保护煤柱的间距足够大时，巷道可以避开采动影响，处于原岩应力场内。,c.布置在尚未开采的工作面下部。经历上部采面的跨采影响后，位于已稳定的采空区下部应力降低区内,11,底板巷道的矿压显现规律,保护煤柱不够宽的情况下,采面跨采条件下,12,厚煤层巷道的主要布置方式,20世纪50年代至60年代初期,目前,20世纪60年代起,13,四、上下山的位置和矿压显现规律,上、下山巷道的位置 上、下山巷道矿压显现规律,14,依据：按巷道与回采空间的相对位置和回采顺序,位于煤层内用煤柱保护的上、下山,位于底板岩层内上方保留煤柱的

6、上、下山,上、下山位于底板岩层内，上部煤层工作面跨越上、下山回采，不留护巷煤柱。,上、下山位于底板岩层内，上部煤层工作面跨越上、下山回采，不留护巷煤柱。比较两种跨采方式的差别。,说明：跨上、下山开采能使工作面推进长度达到2000-3000m，但是，不宜留设保护煤柱，因为上下山长期受到煤柱的影响。,15,上、下山的位置和矿压显现规律,上、下山围岩变形将经历: 掘巷期间明显变形，(a,b)然后趋向稳定，一翼采动影响期间显著变形，然后又趋向稳定，另一翼采动影响期间强烈变形，最后在两侧采空引起的叠加支承压力作用下，再次趋向以较大的变形速度持续变形 各时期围岩变形量的大小，主要取决于护巷煤柱的宽度、巷道

7、与上部开采空间的距离及围岩的性质。回采本煤层时，还会受到本煤层保护煤柱两侧工作面超前采动影响，有时应力增高系数可高达57。,16,上、下山巷道围岩变形在掘巷期间(c)，掘巷影响趋向稳定期间，一翼采动影响期间，一翼采动影响趋向稳定期间与上、下山用煤柱保护时基本相同。 但是，在另一翼跨采影响期间上、下山开始受两侧采动引起的支承压力的叠加影响，随着右翼工作面推进，左右两翼工作面间的煤柱逐渐缩小，支承压力的影响急剧增加，附加围岩变形量远大于用煤柱保护时围岩附加变形量，而跨采后处于应力降低区内的围岩平均变形速度又明显小于用煤柱保护时两翼采动影响趋向稳定时期的围岩平均变形。,17,上、下山 (d) 巷道的

8、围岩变形只经过掘巷期间明显变形，然后趋向稳定，跨采引起围岩变形急剧增加，以及跨采之后围岩变形趋向稳定四个时期，总变形量显著减少,18,五、巷道位置参数的选择,巷道位置参数:层位、围岩性质，、受到采动影响的程度。 围岩性质是影响巷道维护诸因素中最为重要的因素。在距开采空问合理距离范围内，巷道应布置在相对稳定的岩层中。本煤层巷道与开采空间在同一层面内，它的位置参数是巷道与采空区边缘的距离，即保护煤柱的宽度。 底板巷道与开采空间不在同一层面内，它的位置参数是巷道与上部煤层之间的垂直距离z，巷道与上部煤柱(体)边缘之间的水平距离z，煤柱的合理宽度B。,19,1.巷道围岩变形与z、x值的关系,现场实测表

9、明：在巷道围岩性质、开采深度和上部煤层采动状况等相同条件下，巷道围岩变形量与z值的关系曲线,现场实测表明：在巷道围岩性质、开采深度、上部煤层采动状况和巷道至上部煤层之间的垂距等相同条件下，巷道与上部煤柱(体)边缘之间的水平距离x决定着上部煤层跨采后，巷道所处的位置（应力增高还是降低区）。巷道围岩变形速度与上部两侧已采煤柱水平距离实测关系曲线。,巷道围岩变形速度与上部一侧已采煤体边缘水平距离实测关系曲线,20,2.巷道位置参数的选择,底板岩层中应力分布区域 巷道稳定性指数 计算底板巷道位置参数 顶板巷道位置参数,21,底板岩层中应力分布区域,底板巷道矿压显现表明：底板中除铅直应力外，剪应力、水平

10、应力也是影响巷道矿压显现的重要因素。依据数值计算、相似模拟试验和现场实测等多方面分析研究，在煤体与采空区交界地区，采动引起的底板岩层应力分为：原岩应力区、应力集中区、切滑移区、卸压区、应力恢复区、拉伸破裂区。卸压区中拉伸破裂和剪切滑移区以下区域应是布置底板巷道的理想区域。,原岩应力区,应力集中区,卸压区,应力恢复区,拉伸破裂区,剪切滑移区,22,巷道稳定性指数,围岩应力、围岩强度以及二者相互关系是影响巷道稳定最重要的因素。,巷道稳定性指数巷道开掘前所处位置的最大主应力与巷道围岩岩石单向抗压强度的比值,巷道稳定指数可以作为确定巷道位置参数的依据。,23,计算底板巷道位置参数,依据巷道要求的稳定程度和巷道实际围岩强度，确定巷道所在位置的最大主应力允许值的范围。计算在不同开采深度条件下，巷道的位置参数。说明跨采时和跨采后的情况。,说明两个图表的情况。,24,顶板巷道位置参数,我国煤层赋存复杂，如开采有底板承压水的煤层，或开采有煤与瓦斯突出的煤