采煤概論巷道掘進

1、巷道掘進巷道掘進 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 n第一節(jié)第一節(jié) 井巷掘進與支護概述井巷掘進與支護概述 n第二節(jié)第二節(jié) 巷道掘進巷道掘進 n第三節(jié)第三節(jié) 巷道支護巷道支護 n第四節(jié)第四節(jié) 立井開鑿概述立井開鑿概述 第一節(jié)第一節(jié) 井巷掘進與支護概述井巷掘進與支護概述 巖石的分級巖石的分級 井巷掘進是煤礦生產(chǎn)一項經(jīng)常而重要的工作。井巷掘進是煤礦生產(chǎn)一項經(jīng)常而重要的工作。 不論開掘何種井巷，其主要工作都是破巖和支護。不論開掘何種井巷，其主要工作都是破巖和支護。 破巖和支護的主要對象是各種不同的巖石，其物理破巖和支護的主要對象是各種不同的巖石，其物理 力學(xué)性質(zhì)各異。因而，了解巖石的性質(zhì)，對于合理力學(xué)性質(zhì)各異。因而，

2、了解巖石的性質(zhì)，對于合理 的確定破巖方法和支護方式，選用適當(dāng)?shù)蔫弾r機械、的確定破巖方法和支護方式，選用適當(dāng)?shù)蔫弾r機械、 爆破器材和掘進機械，以及正確確定工作定額，具爆破器材和掘進機械，以及正確確定工作定額，具 有重要的意義。有重要的意義。 第一節(jié)第一節(jié) 井巷掘進與支護概述井巷掘進與支護概述 一般認為： 巖塊巖塊是從地殼巖層中切取出來的小塊體； 巖體巖體是指地下工程周圍較大范圍內(nèi)的自然地質(zhì)體； 巖石巖石則是不分巖塊和巖體的泛稱。 “堅固性系數(shù)f”：表示巖石破壞的難易程度。 10 R f R巖石的單軸抗壓強度 級別 堅固性程度巖石堅固性系數(shù)f I最堅固的巖石最堅固、最致密的石英巖及玄武巖，其它最堅

3、固的巖石20 II很堅固的巖石 很堅固的花崗巖類：石英斑巖，很堅固的花崗巖，硅質(zhì)片巖；堅固 程度較I級巖石稍差的石英巖；最堅固的砂巖及石灰?guī)r 15 III堅固的巖石 致密的花崗巖及花崗巖類巖石，很堅固的砂巖及石灰?guī)r，石英質(zhì)礦 脈，堅固的礫巖，很堅固的鐵礦石 10 IIIa堅固的巖石 堅固的石灰?guī)r，不堅固的花崗巖，堅固的砂巖，堅固的大理巖，白 云巖，黃鐵礦 8 IV相當(dāng)堅固的巖石一般的砂巖，鐵礦石6 IVa相當(dāng)堅固的巖石砂質(zhì)頁巖，泥質(zhì)砂巖5 V堅固性中等的巖石堅固的頁巖，不堅固的砂巖及石灰?guī)r，軟的礫巖4 Va堅固性中等的巖石各種不堅固的頁巖，致密的泥灰?guī)r，3 VI相當(dāng)軟的巖石 軟的頁巖，很軟的石

4、灰?guī)r，白堊，巖鹽，石膏，凍土，無煙煤，普 通泥灰?guī)r，破碎的砂巖，膠結(jié)的卵石及粗沙礫，多石塊的土 2 VIa相當(dāng)軟的巖石 碎石土，破碎的頁巖，結(jié)塊的卵石及碎石，堅硬的煙煤，硬化的粘 土 1.5 VII軟巖致密的粘土，軟的煙煤，堅固的表土層1.0 VIIa軟巖微砂質(zhì)粘土，黃土，細礫石0.8 VIII土質(zhì)巖石腐植土，泥煤，微砂質(zhì)粘土，濕砂0.6 IX松散巖石砂，細礫，松土，采下的煤0.5 X流沙狀巖石流砂，沼澤土壤，包含水的黃土既包含水的土壤0.3 第一節(jié)第一節(jié) 井巷掘進與支護概述井巷掘進與支護概述 圍巖的分類：圍巖的分類： 地下工程周圍的巖石，習(xí)慣稱圍巖。地下工程周圍的巖石，習(xí)慣稱圍巖。 考慮巖性

5、特點、構(gòu)造情況、斷面尺寸可將巖考慮巖性特點、構(gòu)造情況、斷面尺寸可將巖 層分為五類：層分為五類： 穩(wěn)定巖層、穩(wěn)定性較好巖層、中等穩(wěn)定巖層穩(wěn)定巖層、穩(wěn)定性較好巖層、中等穩(wěn)定巖層 穩(wěn)定性較差巖層、不穩(wěn)定巖層穩(wěn)定性較差巖層、不穩(wěn)定巖層 斷面的形狀斷面的形狀 巷道斷面形狀及尺寸巷道斷面形狀及尺寸 巷道斷面形狀巷道斷面形狀 巷道斷面形狀及尺寸巷道斷面形狀及尺寸 斷面的尺寸斷面的尺寸 設(shè)計巷道斷面尺寸時，應(yīng)根據(jù)上述諸因素和有關(guān)規(guī)設(shè)計巷道斷面尺寸時，應(yīng)根據(jù)上述諸因素和有關(guān)規(guī) 程、規(guī)范的規(guī)定，首先定出巷道的凈斷面尺寸，并程、規(guī)范的規(guī)定，首先定出巷道的凈斷面尺寸，并 進行風(fēng)速驗算；其次，根據(jù)支架參數(shù)，道床參數(shù)，進

6、行風(fēng)速驗算；其次，根據(jù)支架參數(shù)，道床參數(shù)， 計算出巷道的設(shè)計掘進斷面尺寸，并按允許加大值計算出巷道的設(shè)計掘進斷面尺寸，并按允許加大值 （超挖值），計算出巷道的計算掘進斷面尺寸；最（超挖值），計算出巷道的計算掘進斷面尺寸；最 后，按比例繪制包括水溝、墻角在內(nèi)的巷道斷面圖，后，按比例繪制包括水溝、墻角在內(nèi)的巷道斷面圖， 編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。編制巷道特征表和每米巷道工程量及材料消耗量表。 巷道斷面形狀及尺寸巷道斷面形狀及尺寸 巷道斷面尺寸的確定方法和步驟如下：巷道斷面尺寸的確定方法和步驟如下： n1.1.巷道凈寬度；巷道凈寬度； n2.2.巷道凈高度；巷道凈高度； n3.3

7、.巷道凈斷面；巷道凈斷面； n4.4.風(fēng)速校核凈斷面；風(fēng)速校核凈斷面； n5.5.巷道設(shè)計掘進斷面積。巷道設(shè)計掘進斷面積。 巷道斷面形狀及尺寸巷道斷面形狀及尺寸 半圓拱形雙軌巷道斷面圖半圓拱形雙軌巷道斷面圖 半圓拱形雙軌巷道斷面尺寸計算圖半圓拱形雙軌巷道斷面尺寸計算圖 生產(chǎn)礦井的巷道通常兼作通風(fēng)用，因此還應(yīng)按照生產(chǎn)礦井的巷道通常兼作通風(fēng)用，因此還應(yīng)按照煤礦煤礦 安全規(guī)程安全規(guī)程等規(guī)定的允許最大風(fēng)速進行驗算，即等規(guī)定的允許最大風(fēng)速進行驗算，即 式中： v通過巷道風(fēng)流的速度，m/s； Q通過巷道的風(fēng)量，m3/s； S巷道的凈斷面積，m2； Vm巷道允許通過的最高風(fēng)速，m/s。 巷道斷面形狀及尺寸巷

8、道斷面形狀及尺寸 m v S Q v 煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范規(guī)定：礦井主要進風(fēng)巷規(guī)定：礦井主要進風(fēng)巷 的風(fēng)速一般不大于的風(fēng)速一般不大于6m/s6m/s，輸送機巷或采區(qū)風(fēng)巷，輸送機巷或采區(qū)風(fēng)巷 一般不大于一般不大于4m/s4m/s。設(shè)計時，應(yīng)在不違反。設(shè)計時，應(yīng)在不違反煤礦煤礦 安全規(guī)程安全規(guī)程的原則下，按規(guī)范要求確定巷道斷的原則下，按規(guī)范要求確定巷道斷 面，以留有余地。面，以留有余地。 設(shè)計出的巷道凈斷面積，不符合上述風(fēng)速要求設(shè)計出的巷道凈斷面積，不符合上述風(fēng)速要求 的，須加大斷面尺寸。的，須加大斷面尺寸。 巷道斷面形狀及尺寸巷道斷面形狀及尺寸 煤巷：煤巷：沿煤層掘進的巷道，在掘進斷

9、面中煤層沿煤層掘進的巷道，在掘進斷面中煤層 占占4/54/5以上。以上。 半煤巖巷：半煤巖巷：煤層占煤層占1/51/5以上以上4/54/5以下。以下。 巖巷：巖巷：掘金斷面中巖層占掘金斷面中巖層占4/54/5以上。以上。 巷道掘進主要工序：巷道掘進主要工序： 破巖、裝巖、運輸和支護破巖、裝巖、運輸和支護 輔助工序：輔助工序： 通風(fēng)、排水、測量、鋪軌通風(fēng)、排水、測量、鋪軌 巷道施工概述巷道施工概述 第二節(jié)第二節(jié) 巷道掘進巷道掘進 鉆眼（又稱鑿巖）機具按鉆眼（又稱鑿巖）機具按能源能源分，有電動、分，有電動、 風(fēng)動、液壓、內(nèi)燃四種。風(fēng)動、液壓、內(nèi)燃四種。 按按破巖機理破巖機理來分，有來分，有沖擊式、

10、旋轉(zhuǎn)式?jīng)_擊式、旋轉(zhuǎn)式兩種。兩種。 電鉆電鉆 用旋轉(zhuǎn)式鉆眼法破巖用旋轉(zhuǎn)式鉆眼法破巖 ，用電力為動力。，用電力為動力。 煤礦常用的有煤礦常用的有煤電鉆煤電鉆和和巖石電鉆巖石電鉆。 爆破破巖爆破破巖 風(fēng)鉆風(fēng)鉆 礦山一般常用的風(fēng)鉆有：礦山一般常用的風(fēng)鉆有： 手持式、氣腿式、伸縮式手持式、氣腿式、伸縮式 和導(dǎo)軌式幾種。和導(dǎo)軌式幾種。 全液壓鉆機全液壓鉆機 液壓鑿巖機是以液壓為動液壓鑿巖機是以液壓為動 力的鑿巖機，它和風(fēng)動鑿力的鑿巖機，它和風(fēng)動鑿 巖機一樣，也由沖擊機巖機一樣，也由沖擊機 構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機構(gòu)及排粉系統(tǒng)構(gòu)、轉(zhuǎn)釬機構(gòu)及排粉系統(tǒng) 等組成。等組成。 YT-23YT-23型風(fēng)鉆外形型風(fēng)鉆外形 爆破破巖爆破

11、破巖 掘進鑿巖臺車掘進鑿巖臺車 目前最廣泛采用目前最廣泛采用 的掘進鑿巖臺的掘進鑿巖臺 車，臺車行走機車，臺車行走機 構(gòu)有軌輪、履帶構(gòu)有軌輪、履帶 及輪胎三種形及輪胎三種形 式。國產(chǎn)臺車目式。國產(chǎn)臺車目 前以軌輪式為主前以軌輪式為主 。 爆破破巖爆破破巖 CGJ220.2CGJ220.2型掘進鑿巖臺車型掘進鑿巖臺車 鉆眼工具鉆眼工具 鑿巖機釬子：釬頭的形鑿巖機釬子：釬頭的形 狀較多，但最常用的是狀較多，但最常用的是 一字形和十字形釬一字形和十字形釬 頭頭 。 電鉆鉆具電鉆鉆具 組合釬子 活動釬頭 煤電鉆鉆具 爆破破巖爆破破巖 炸藥：炸藥：礦用安全炸藥。礦用安全炸藥。 硝銨類炸藥、硝化甘油炸藥硝

12、銨類炸藥、硝化甘油炸藥 起爆器材起爆器材 雷管、導(dǎo)爆索、發(fā)爆器。雷管、導(dǎo)爆索、發(fā)爆器。 瞬發(fā)電雷管、秒延期電雷管、毫秒延期電雷管瞬發(fā)電雷管、秒延期電雷管、毫秒延期電雷管 爆破破巖爆破破巖 n掏槽眼掏槽眼：首先爆炸的炮眼，其作用在于：首先爆炸的炮眼，其作用在于 增加自由面。增加自由面。 n輔助眼輔助眼：在掏槽眼的外圍，除崩落巖石：在掏槽眼的外圍，除崩落巖石 外，還能擴大所掏的槽，提高周邊眼的外，還能擴大所掏的槽，提高周邊眼的 爆破效果。爆破效果。 n周邊眼周邊眼：靠近巷道的周邊，其作用在于：靠近巷道的周邊，其作用在于 使巷道獲得一定的形狀和規(guī)格。使巷道獲得一定的形狀和規(guī)格。 n炮采工作面常用的炮

13、眼布置圖炮采工作面常用的炮眼布置圖 爆破破巖爆破破巖 裝巖：裝巖：耙斗、鏟斗、扒抓式裝載機。耙斗、鏟斗、扒抓式裝載機。 掘進通風(fēng)：掘進通風(fēng)：抽出式、壓入式、混合式抽出式、壓入式、混合式 局部通風(fēng)機位置局部通風(fēng)機位置 位于進風(fēng)側(cè)，距巷道回風(fēng)口的距離不得小于位于進風(fēng)側(cè)，距巷道回風(fēng)口的距離不得小于 10m10m，避免出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)。，避免出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)。 爆破破巖爆破破巖 鉆眼（又稱鑿巖）機具按鉆眼（又稱鑿巖）機具按能源能源分，有電動、分，有電動、 風(fēng)動、液壓、內(nèi)燃四種。風(fēng)動、液壓、內(nèi)燃四種。 按按破巖機理破巖機理來分，有來分，有沖擊式、旋轉(zhuǎn)式?jīng)_擊式、旋轉(zhuǎn)式兩種。兩種。 電鉆電鉆 用旋轉(zhuǎn)式鉆眼法破巖用旋轉(zhuǎn)式

14、鉆眼法破巖 ，用電力為動力。，用電力為動力。 煤礦常用的有煤礦常用的有煤電鉆煤電鉆和和巖石電鉆巖石電鉆。 機械破巖機械破巖 炸藥：炸藥：礦用安全炸藥。礦用安全炸藥。 硝銨類炸藥、硝化甘油炸藥硝銨類炸藥、硝化甘油炸藥 起爆器材起爆器材 雷管、導(dǎo)爆索、發(fā)爆器。雷管、導(dǎo)爆索、發(fā)爆器。 瞬發(fā)電雷管、秒延期電雷管、毫秒延期電雷管瞬發(fā)電雷管、秒延期電雷管、毫秒延期電雷管 機械破巖機械破巖 1 2 3 4 5 1、老頂；、老頂；2、直接頂；、直接頂；3、偽頂；、偽頂；4、煤層；、煤層；5、底板巖層、底板巖層 第二節(jié)第二節(jié) 巷道支護巷道支護 直接頂直接頂是采煤工作空間直接維護的對象，是采煤工作空間直接維護的對

15、象， 其穩(wěn)定性將直接影響工作面安全及生產(chǎn)其穩(wěn)定性將直接影響工作面安全及生產(chǎn) 能力的發(fā)揮，而且能力的發(fā)揮，而且直接影響支護形式和直接影響支護形式和 液壓支架架型的選擇。液壓支架架型的選擇。根據(jù)直接頂自身根據(jù)直接頂自身 的穩(wěn)定性，我國的穩(wěn)定性，我國將直接頂分為四類將直接頂分為四類。 頂板分類頂板分類 一類不穩(wěn)定頂板一類不穩(wěn)定頂板，回采時若不及時支護，很容易發(fā)，回采時若不及時支護，很容易發(fā) 生局部冒頂，如裂隙發(fā)育的炭質(zhì)頁巖、泥巖、泥頁生局部冒頂，如裂隙發(fā)育的炭質(zhì)頁巖、泥巖、泥頁 巖等；巖等； 二類中等穩(wěn)定頂板二類中等穩(wěn)定頂板，雖然其受到裂隙的切割，但局，雖然其受到裂隙的切割，但局 部尚完整，其巖層的

16、強度較大，如裂隙不發(fā)育的致部尚完整，其巖層的強度較大，如裂隙不發(fā)育的致 密泥巖、粉砂巖、砂質(zhì)頁巖等；密泥巖、粉砂巖、砂質(zhì)頁巖等； 三類穩(wěn)定頂板三類穩(wěn)定頂板，允許暴露的面積大，穩(wěn)定性好，不，允許暴露的面積大，穩(wěn)定性好，不 易發(fā)生局部冒頂，如裂隙較少的砂巖、石灰?guī)r等；易發(fā)生局部冒頂，如裂隙較少的砂巖、石灰?guī)r等； 四類非常穩(wěn)定頂板四類非常穩(wěn)定頂板，即煤層上方直接賦存著堅硬難，即煤層上方直接賦存著堅硬難 冒的基本頂，如厚層致密的砂巖、石灰?guī)r、整體性冒的基本頂，如厚層致密的砂巖、石灰?guī)r、整體性 強的礫巖等。各類直接頂?shù)膹姸戎笖?shù)范圍見表強的礫巖等。各類直接頂?shù)膹姸戎笖?shù)范圍見表4-14-1。 頂板分類頂板分

17、類 頂板分類頂板分類 基本頂基本頂是影響工作面頂板來壓的主要因素，是是影響工作面頂板來壓的主要因素，是 確定支架支撐能力、可縮性能以及選擇采空區(qū)確定支架支撐能力、可縮性能以及選擇采空區(qū) 處理方法的主要依據(jù)。根據(jù)我國煤礦多年來的處理方法的主要依據(jù)。根據(jù)我國煤礦多年來的 實踐和研究，將基本頂按來壓顯現(xiàn)的強烈程度實踐和研究，將基本頂按來壓顯現(xiàn)的強烈程度 分為四級：分為四級： 級為來壓不明顯的頂板級為來壓不明顯的頂板； 級為來壓明顯的頂板級為來壓明顯的頂板； 級為來壓強烈的頂板級為來壓強烈的頂板； 級為來壓非常強烈的頂板級為來壓非常強烈的頂板。 頂板分類頂板分類 n地下巖體在開挖以前，由于自重和構(gòu)造地

18、下巖體在開挖以前，由于自重和構(gòu)造 所引起的應(yīng)力是處于平衡狀態(tài)。所引起的應(yīng)力是處于平衡狀態(tài)。 n當(dāng)開掘巷道或進行回采工作時，破壞了當(dāng)開掘巷道或進行回采工作時，破壞了 原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，就會引起巖體內(nèi)原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，就會引起巖體內(nèi) 部應(yīng)力的重新分布。部應(yīng)力的重新分布。 n表現(xiàn)為巷硐周圍煤、巖體產(chǎn)生移動、變表現(xiàn)為巷硐周圍煤、巖體產(chǎn)生移動、變 形甚至破壞，直到煤、巖體內(nèi)部形成一形甚至破壞，直到煤、巖體內(nèi)部形成一 個新的應(yīng)力平衡狀態(tài)為止。個新的應(yīng)力平衡狀態(tài)為止。 礦壓知識礦壓知識 礦壓知識礦壓知識 在此過程中，巷道本身或安設(shè)在其中的支在此過程中，巷道本身或安設(shè)在其中的支 護物會受到各種力的作用。這

19、種護物會受到各種力的作用。這種由于在地由于在地 下煤巖中進行采掘活動而在井巷、硐室及下煤巖中進行采掘活動而在井巷、硐室及 回采工作面周圍煤、巖體中和其中的支護回采工作面周圍煤、巖體中和其中的支護 物上所引起的力，物上所引起的力，就叫做就叫做“礦山壓力礦山壓力”。 礦壓知識礦壓知識 n礦山壓力：礦山壓力：由于采掘引起的巷道及工作面周圍巖體由于采掘引起的巷道及工作面周圍巖體 內(nèi)的力及其作用過程。內(nèi)的力及其作用過程。 n礦壓顯現(xiàn)：礦壓顯現(xiàn)：在礦山壓力作用下，產(chǎn)生的一系列力學(xué)在礦山壓力作用下，產(chǎn)生的一系列力學(xué) 現(xiàn)象，如現(xiàn)象，如 頂板下沉、底板鼓起、煤壁片幫、冒頂、頂板下沉、底板鼓起、煤壁片幫、冒頂、

20、支架變形等。支架變形等。 n礦壓控制：礦壓控制：所有人為的調(diào)節(jié)、改變和利用礦山壓力所有人為的調(diào)節(jié)、改變和利用礦山壓力 的各種技術(shù)措施的各種技術(shù)措施 。對采掘空間的支護就是礦壓控制。對采掘空間的支護就是礦壓控制。 礦壓知識礦壓知識 n支承壓力：支承壓力：在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道頂在巖體內(nèi)開掘巷道后，巷道頂 板巖層失去了支撐，巷道上方巖體的重量板巖層失去了支撐，巷道上方巖體的重量 Q Q 通過巷道兩幫巖層來支撐與傳遞，因此通過巷道兩幫巖層來支撐與傳遞，因此 在兩幫巖體中產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象，這種在兩幫巖體中產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象，這種 集中應(yīng)力稱為集中應(yīng)力稱為支承壓力支承壓力。一般支承壓力為。一般支承壓

21、力為 原始應(yīng)力的原始應(yīng)力的 2.5 2.5 一一 5.0 5.0 倍。倍。 礦壓知識礦壓知識 工作面前方支承壓力影響的范圍由工作面前工作面前方支承壓力影響的范圍由工作面前 方方 1 1 3m 3m 起直到起直到 303040m 40m ，甚至可深入，甚至可深入 煤體達煤體達 l00m l00m 以上。支承壓力的高峰值，距以上。支承壓力的高峰值，距 工作面煤壁約為工作面煤壁約為 5 5 一一15 m15 m。支承壓力的存支承壓力的存 在是必須進行超前支護的主要原因。在是必須進行超前支護的主要原因。 礦壓知識礦壓知識 回采工作面前后方支承壓力分布狀態(tài)回采工作面前后方支承壓力分布狀態(tài) a：應(yīng)力降低區(qū)

22、應(yīng)力降低區(qū) b：應(yīng)力增高區(qū)應(yīng)力增高區(qū) c：應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)應(yīng)力穩(wěn)定區(qū) (俗稱俗稱:橫三區(qū)橫三區(qū)) 煤層被開采后，頂板巖層失去了原有的支煤層被開采后，頂板巖層失去了原有的支 撐，將會產(chǎn)生下沉、變形、破壞與移動。撐，將會產(chǎn)生下沉、變形、破壞與移動。 長壁工作面在整個回采過程中其頂板巖層長壁工作面在整個回采過程中其頂板巖層 的移動及礦壓顯現(xiàn)是不同的，重點可分為的移動及礦壓顯現(xiàn)是不同的，重點可分為 三個時期，即直接頂初次垮落、基本頂初三個時期，即直接頂初次垮落、基本頂初 次垮落和基本頂周期來壓。次垮落和基本頂周期來壓。 礦壓知識礦壓知識 直接頂初次垮落直接頂初次垮落 n采煤工作面自開切眼推進一段距離后，直接

23、頂懸采煤工作面自開切眼推進一段距離后，直接頂懸 露達到一定跨度就要對采空區(qū)頂板進行初次放頂，露達到一定跨度就要對采空區(qū)頂板進行初次放頂， 使直接頂垮落下來，這一過程稱作使直接頂垮落下來，這一過程稱作直接頂?shù)某醮沃苯禹數(shù)某醮?跨落跨落。 n直接頂初次垮落的跨距稱為直接頂初次垮落的跨距稱為初次垮落距初次垮落距。初次垮。初次垮 落距的大小取決于直接頂巖層的強度、分層厚度落距的大小取決于直接頂巖層的強度、分層厚度 和直接頂內(nèi)節(jié)理裂隙的發(fā)育程度等，一般為和直接頂內(nèi)節(jié)理裂隙的發(fā)育程度等，一般為6-12m6-12m。 礦壓知識礦壓知識 礦壓知識礦壓知識 n基本頂初次垮落前巖層結(jié)構(gòu)基本頂初次垮落前巖層結(jié)構(gòu) 隨

24、直接頂初次垮落，基本頂在一定范圍內(nèi)隨直接頂初次垮落，基本頂在一定范圍內(nèi) 呈現(xiàn)懸露狀態(tài)，通常將其視為一端由采煤工作呈現(xiàn)懸露狀態(tài)，通常將其視為一端由采煤工作 面煤壁支承，一端由煤柱支承的兩端支撐的面煤壁支承，一端由煤柱支承的兩端支撐的 “梁結(jié)構(gòu)梁結(jié)構(gòu)” ” 。 n基本頂初次垮落與初次來壓基本頂初次垮落與初次來壓 隨采煤面繼續(xù)推進，基本頂懸露跨度逐漸增隨采煤面繼續(xù)推進，基本頂懸露跨度逐漸增 大，產(chǎn)生彎曲，達到一定跨度時，發(fā)生垮落。大，產(chǎn)生彎曲，達到一定跨度時，發(fā)生垮落。 老頂?shù)谝淮慰迓浞Q為老頂?shù)某醮慰迓洹＠享數(shù)谝淮慰迓浞Q為老頂?shù)某醮慰迓洹?礦壓知識礦壓知識 礦壓知識礦壓知識 基本頂周期垮落基本頂周期

25、垮落 基本頂初次垮落后，隨著采煤工作面繼續(xù)基本頂初次垮落后，隨著采煤工作面繼續(xù) 推進，工作面上方的推進，工作面上方的基本頂基本頂巖層巖層由由“兩端兩端 固固 定梁定梁”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皯冶哿簯冶哿骸睜顟B(tài)。隨著狀態(tài)。隨著 工作工作 面前移，基本頂周期性斷裂垮落。面前移，基本頂周期性斷裂垮落。 礦壓知識礦壓知識 基本頂周期來壓基本頂周期來壓 n初次來壓以后，基本頂由原來的雙支撐狀態(tài)初次來壓以后，基本頂由原來的雙支撐狀態(tài) 變成一頭支撐在煤體上的懸臂梁，當(dāng)工作面變成一頭支撐在煤體上的懸臂梁，當(dāng)工作面 繼續(xù)向前推進一定距離后，基本頂懸臂梁達繼續(xù)向前推進一定距離后，基本頂懸臂梁達 到一定長度，在它本

26、身自重及上覆巖層的作到一定長度，在它本身自重及上覆巖層的作 用下，又會發(fā)生斷裂與垮落。在這種情況下，用下，又會發(fā)生斷裂與垮落。在這種情況下， 這段基本頂巖塊的一端主要由工作面支架來這段基本頂巖塊的一端主要由工作面支架來 支撐，另一端就落在采空區(qū)的巖塊堆上，使支撐，另一端就落在采空區(qū)的巖塊堆上，使 工作面出現(xiàn)普遍來壓現(xiàn)象。由于這種垮落和工作面出現(xiàn)普遍來壓現(xiàn)象。由于這種垮落和 來壓現(xiàn)象，是隨著工作面不斷推進而周期性來壓現(xiàn)象，是隨著工作面不斷推進而周期性 發(fā)生的，所以就叫發(fā)生的，所以就叫周期來壓周期來壓。 礦壓知識礦壓知識 回采工作面上覆巖層移動規(guī)律回采工作面上覆巖層移動規(guī)律 n根據(jù)巖層移動特征，根

27、據(jù)巖層移動特征， 可將煤層的上覆巖層可將煤層的上覆巖層 分為：分為： 冒冒 落落 帶帶 () 裂裂 縫縫 帶帶 () 彎曲下沉帶彎曲下沉帶 () (俗稱俗稱:縱三帶縱三帶) 1 2 3 4 ( ) ( ) ( ) 3 巷道中的礦壓顯現(xiàn)是客觀的自然現(xiàn)象，除巷道中的礦壓顯現(xiàn)是客觀的自然現(xiàn)象，除 了一些特殊情況外，在采掘過程中了一些特殊情況外，在采掘過程中企圖完企圖完 全消除這種現(xiàn)象是不可能的。全消除這種現(xiàn)象是不可能的。然而在掌握然而在掌握 巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，以巖石力學(xué)巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的基礎(chǔ)上，以巖石力學(xué) 理論為指導(dǎo)，有可能在不同程度上減輕礦理論為指導(dǎo)，有可能在不同程度上減輕礦 壓顯現(xiàn)對巷道

28、的危害，從而達到安全生產(chǎn)壓顯現(xiàn)對巷道的危害，從而達到安全生產(chǎn) 和取得較好技術(shù)經(jīng)濟效果的目的，和取得較好技術(shù)經(jīng)濟效果的目的，這是巷這是巷 道礦壓控制的基本任務(wù)。道礦壓控制的基本任務(wù)。 巷道礦壓控制原理巷道礦壓控制原理 n巷道礦壓控制的三類方法及途徑：巷道礦壓控制的三類方法及途徑： n第一類：巷道第一類：巷道保護保護 n第二類：巷道第二類：巷道支護支護 n第三類：巷道第三類：巷道維護維護 n目前所采用的各種礦壓控制方法，從其對目前所采用的各種礦壓控制方法，從其對 付礦壓的原理來看不外付礦壓的原理來看不外“抗壓抗壓”、“讓讓 壓壓”、“躲壓躲壓”、“移壓移壓”等幾種等幾種 。 巷道礦壓控制原理巷道礦

29、壓控制原理 巷道礦壓控制基本原理及途徑巷道礦壓控制基本原理及途徑 控制方法 基本原理具體措施舉例主要優(yōu)缺點 抵抗礦壓（抗 壓） 提高支架的支撐能力或支護密度， 用加強支護的手段去抑制或減少 圍巖移動，增強巷道抗變形能力 以對付礦壓的作用 1.增大型鋼重量，提高 支架承載能力 2.增加支護密度 3.充填支架背后空間 巷道布置地點及掘進時 間可不受限制，但為此 要消耗大量支護材料， 支護勞動量大，使開采 費用大幅度提高 忍讓礦壓 （讓壓） 在采用適當(dāng)支護措施和保持支架 本身不遭受嚴重破前提下，容忍 圍巖產(chǎn)生一定變形，以釋放掉一 些能量（也稱應(yīng)力釋放） 1.采用有一定工作阻力 的大可縮支架 2.為巷

30、道受壓收縮預(yù)留 備用斷面 3.容忍巷道底鼓然后進 行機械化起底 可在一定程度上利用圍 巖自承力，減輕支架受 載，應(yīng)用得當(dāng)可實現(xiàn)無 維修護巷，對生產(chǎn)極為 有利，但會增加支架結(jié) 構(gòu)的復(fù)雜性或多支出掘 進與起底費用 躲避礦壓 （躲壓） 將巷道布置在應(yīng)力經(jīng)重新分布后 巖體已處于卸載狀態(tài)的天然低應(yīng) 力區(qū)，從時間上和空間上躲開高 壓力的作用 1.在煤體邊緣或煤體下 放的低壓區(qū)內(nèi)布置 巷道 2.錯過高壓作用的時間 ，等壓力充分穩(wěn)定后再 掘巷 可在不同程度上減輕巷 道受壓，有利于支護工 作，但有時要多開一些 輔助巷道（如聯(lián)絡(luò)眼 等），或要求延遲掘進 時間，不利于采掘接替 工作 轉(zhuǎn)移礦壓 （移壓） 通過人為方法使巷道圍巖受到松 動，形成卸載槽孔或其他形式的 卸載空間，迫使載荷轉(zhuǎn)移到離巷 道較遠的地點，達到減輕巷道受 壓的目的 1.在巷道或底板中形成 卸載槽孔 2.寬面掘進或在巷旁故 意留出卸載空間 3.用跨采工作面使巷道 得到卸載 巷道布置地點及掘進時 間可不受限制，但要增 加與采用卸載措施有關(guān) 的額外費用 n棚式支護棚式支護 木支架木支架 金屬支架金屬支架 鋼筋混凝土支架鋼筋混凝土支架 n石材整體式支架石材整體式支架 料石砌碹料石砌碹 混凝土砌碹混凝土砌