深井巷道圍巖控制培訓課間

1、1深井巷道圍巖控制培訓深井巷道圍巖控制培訓中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt1背景和意義2“深井”的概念3深井巷道的巖性與礦壓顯現(xiàn)4巷道圍巖控制的基本途徑5錨桿、錨索支護系統(tǒng)6圍巖注漿加固7巷道圍巖的應力轉移技術8深井巷道二次支護思路和原則9控制技術匯總主 要 內 容31. 背景和意義背景和意義深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt2 低強度軟巖低強度軟巖2 膨脹性軟巖膨脹性軟巖2 高應力軟巖高應力軟巖2 節(jié)理化軟巖節(jié)理化軟巖2 復合型軟巖復合型軟巖軟巖的分類 可見，判斷是否是軟巖應從應力和巖性兩方

2、面可見，判斷是否是軟巖應從應力和巖性兩方面考慮。當巖性軟弱時，應力不大圍巖同樣會破壞?？紤]。當巖性軟弱時，應力不大圍巖同樣會破壞。1. 背景和意義背景和意義深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt我國國有大中型煤礦開采深度每年約以我國國有大中型煤礦開采深度每年約以9 m9 m的速度向深部增的速度向深部增加。一些老礦區(qū)和缺煤礦區(qū)相繼進入深部開采階段。加。一些老礦區(qū)和缺煤礦區(qū)相繼進入深部開采階段。由于開采深度的加大，巖體應力急劇增加，地溫升高，當由于開采深度的加大，巖體應力急劇增加，地溫升高，當巖體應力達到甚至超過巖石抗壓強度時，有關巖體力學科巖體應力達到甚至超過巖

3、石抗壓強度時，有關巖體力學科學與工程的若干問題由量變逐漸發(fā)生質的變化，造成資源學與工程的若干問題由量變逐漸發(fā)生質的變化，造成資源開采的極端困難，并引發(fā)礦井重大安全事故危險性增加，開采的極端困難，并引發(fā)礦井重大安全事故危險性增加，嚴重威脅礦井的安全生產。嚴重威脅礦井的安全生產。深井軟巖成為重點深井軟巖成為重點1. 背景和意義背景和意義深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt深部開采的主要嚴重問題深部開采的主要嚴重問題2 1 1）井巷維護困難、維護費用高，影響生產；）井巷維護困難、維護費用高，影響生產；2 2 2）采場頂板破碎，冒頂事故的危害增大；）采場頂板破碎，冒

4、頂事故的危害增大；2 3 3）鑿井困難增加，提升等井筒設備不能適應深井的需要；）鑿井困難增加，提升等井筒設備不能適應深井的需要；2 4 4）沖擊礦壓、煤與瓦斯突出危險加大；）沖擊礦壓、煤與瓦斯突出危險加大；2 5 5）地溫升高，惡化生產環(huán)境，影響生產；）地溫升高，惡化生產環(huán)境，影響生產；2 6 6）瓦斯涌出量增加，瓦斯爆炸危險加大；）瓦斯涌出量增加，瓦斯爆炸危險加大；2 7 7）礦井水壓力和涌出量增加，突水事故的危險性加大。）礦井水壓力和涌出量增加，突水事故的危險性加大。1. 背景和意義背景和意義深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt世界主要采礦國家對礦井深部

5、開采的這些技術難題從世界主要采礦國家對礦井深部開采的這些技術難題從理論上及實用技術上進行了許多研究，取得了可喜成理論上及實用技術上進行了許多研究，取得了可喜成果，但一些主要難題未能從根本上解決。果，但一些主要難題未能從根本上解決。英國、德國這些采礦技術水平較高的國家也未能解決英國、德國這些采礦技術水平較高的國家也未能解決深部開采的若干技術難題，采礦成本隨采深加大而不深部開采的若干技術難題，采礦成本隨采深加大而不斷增加，最終導致關閉大批礦井，生產中急需的煤炭斷增加，最終導致關閉大批礦井，生產中急需的煤炭不得不依靠進口。不得不依靠進口。國外的研究狀況國外的研究狀況1. 背景和意義背景和意義深深 井

6、井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt我國是世界產煤大國，也是用煤大國。我國煤炭儲量大部我國是世界產煤大國，也是用煤大國。我國煤炭儲量大部分埋藏在深部，埋深大于分埋藏在深部，埋深大于600 m 600 m 和和1000 m 1000 m 的儲量分別占的儲量分別占到到73.19 % 73.19 % 和和53.17 %53.17 %。我國人口眾多，用煤量大，不可能關閉深部礦井而依靠進我國人口眾多，用煤量大，不可能關閉深部礦井而依靠進口煤炭。因此，無論從戰(zhàn)略高度還是從當前生產實際出發(fā)，口煤炭。因此，無論從戰(zhàn)略高度還是從當前生產實際出發(fā)，都迫切需要積極開展深部開采中的基礎理論

7、研究，以求在都迫切需要積極開展深部開采中的基礎理論研究，以求在新理論的指導下，使實用技術有新的突破和發(fā)展，使礦井新理論的指導下，使實用技術有新的突破和發(fā)展，使礦井深部開采走上安全、高產高效的健康軌道。深部開采走上安全、高產高效的健康軌道。國內的情況國內的情況1. 背景和意義背景和意義92.“.“深井深井”的概念的概念深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt深井概念：由礦井深度和巖性兩個因素決定。深井概念：由礦井深度和巖性兩個因素決定。礦井由淺部過渡到深部的深部界限稱為礦井由淺部過渡到深部的深部界限稱為“極限深度極限深度”。圍巖單軸抗壓強度圍巖單軸抗壓強度 / M

8、Pa巷道極限深度巷道極限深度 / m 60 1000 極限深度以上支護簡單、易維護；以下則明顯困難。表1 巷道極限深度表2.“.“深井深井”的概念的概念113. 巖性與礦壓顯現(xiàn)巖性與礦壓顯現(xiàn)深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt垂直應力(Brown & Hoek, 1978)開采深度巖層因自重引起的垂直應力隨深度增加呈線性增大。3.1 地應力特征地應力特征深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt水平應力水平應力與垂直應力之比水平應力與垂直應力之比(Brown & Hoek, 1978)開采深度埋深1000m，水平應力與垂直應力的

9、比值大約為埋深1000m，水平應力與垂直應力的比值逐漸趨于集中，約為3.1 地應力特征地應力特征深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt開采深度平均水平應力與垂直應力之比平均水平應力與垂直應力之比3.1 地應力特征地應力特征深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt主應力主應力數值數值/MPa與東西方向夾與東西方向夾角角/ 與垂直方向夾與垂直方向夾角角/ 與南北方向夾與南北方向夾角角/ 138.1326.5114.2100.1 228.3563.928.579.3 31.6185.5104.114.8孫村礦地應力測試結果孫村礦地應力

10、測試結果3.1 地應力特征地應力特征深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt測試地點測試地點水平標高水平標高主應力主應力/MPaP1/P2/P3主應力方向（夾角）主應力方向（夾角）/ xyz3213面面46016.55108198513.653071112.5-1.926787.5231215W（石門）（石門）46316.074745101.511.7742.8132823.5187.77613.7協(xié)莊礦地應力測試結果協(xié)莊礦地應力測試結果3.1 地應力特征地應力特征深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt3.2 巖性特征巖性特征高

11、應力下圍巖破碎嚴重蠕變嚴重巖石峰后狀態(tài)和性質、長時強度發(fā)生變化深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt3.3 礦壓顯現(xiàn)特征礦壓顯現(xiàn)特征（1）塑性區(qū)、破碎區(qū)范圍顯著增加；）塑性區(qū)、破碎區(qū)范圍顯著增加；（2) 兩幫和頂、底角破碎區(qū)顯著增大，圍巖變形顯兩幫和頂、底角破碎區(qū)顯著增大，圍巖變形顯著增加；著增加； 原因：原因：水平應力增加，兩幫煤軟，角部應力集中。水平應力增加，兩幫煤軟，角部應力集中。（3）底鼓嚴重；）底鼓嚴重；（4) 控制兩幫變形和底鼓是關鍵控制兩幫變形和底鼓是關鍵。 深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt3.4 深井巷道

12、底鼓機理深井巷道底鼓機理圖3-1 相似材料模擬試驗結果u1、u2、u3、u4、u5下沉曲線D1、D2、D3破斷曲線（1）圍巖不均勻的整體下沉和局部上升圍巖不均勻的整體下沉和局部上升： 大面積開采、動壓和不同護巷方式引起高應力區(qū)下沉、應力降低區(qū)上升。深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（2） 巷道兩幫下沉引起底鼓巷道兩幫下沉引起底鼓：兩幫下沉、底角破壞，水平應力擠壓，底板淺部鼓起，頂板下沉、離層 。（a） （b）圖3-2 兩幫下沉與底鼓關系（a）東龐礦（中硬巖）；（b）黃塘嶺礦（軟巖）3.4 深井巷道底鼓機理深井巷道底鼓機理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖

13、控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（3）權臺礦）權臺礦3108區(qū)段回風平巷實測區(qū)段回風平巷實測 距地表深度475 m，U29支護 兩幫移近量1426 mm，頂底板移近量2556 mm （其中：頂沉445 mm，底鼓2111 mm） 淺部鼓起，深部下沉； 與采煤工作面距離不同而變化。3.4 深井巷道底鼓機理深井巷道底鼓機理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt圖3-4 巷道底板垂直位移No垂直位移為零；N零應變點 圖3-3 巷道底板深基點位移3.4 深井巷道底鼓機理深井巷道底鼓機理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（4）

14、力學計算力學計算 Q(y) 作用下作用下M點的位移：根據彈點的位移：根據彈性力學理論，平面應變條件下的半性力學理論，平面應變條件下的半無限平面體，無限平面體， Q(y)dy 載荷作用下載荷作用下M點的垂直位移分量點的垂直位移分量dux圖3-5 力學計算簡圖(3-1)222222arctan)21 ()ln()1(d)()()1 (dyxxyIyxxyxyyQyxExux3.4 深井巷道底鼓機理深井巷道底鼓機理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt Q(y) 作用下，M點的垂直位移ux 等于式（1）在a,b區(qū)間上的積分。yySSySyyQyxExyyxxyxyy

15、QyxExuubababaxxd arctan)21 ()(ln)1)()()1 (d arctan)21 ()(ln)1)()()1 (d22222222(3-2)3.4 深井巷道底鼓機理深井巷道底鼓機理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 圖3-6 煤柱巷道底板等效載荷分布 圖3-7 簡化的載荷分布 煤柱巷道底板等效載荷分布煤柱巷道底板等效載荷分布3.4 深井巷道底鼓機理深井巷道底鼓機理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt底板中心線上的垂直位移底板中心線上的垂直位移圖3-8 各區(qū)段分布載荷在巷道底板 中心線上引起的垂直

16、位移圖3-9 巷道底板中心線上 總的垂直位移3.4 深井巷道底鼓機理深井巷道底鼓機理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt3.4 深井巷道底鼓機理深井巷道底鼓機理284. 圍巖控制的基本途徑圍巖控制的基本途徑深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt不穩(wěn)定（強烈底鼓）：中等穩(wěn)定（有底鼓）：穩(wěn)定的（不底鼓）：（1）前蘇聯(lián)阿爾達曉夫、巴仁根據巷道垂直應力H 與底板單軸抗壓強度R的比值作為判斷巷道是否底鼓的準則：4.1 影響巷道圍巖穩(wěn)定性的因素影響巷道圍巖穩(wěn)定性的因素3 . 0RH6 . 03 . 0RH6.0RH圍巖強度、巖體應力、支

17、護技術圍巖強度、巖體應力、支護技術這也是巷道圍巖控制的三個基本途徑。這也是巷道圍巖控制的三個基本途徑。深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（2 2）支護技術）支護技術 從軸對稱圓巷的彈塑性分析卡斯特納方程中可以看出：由于支護反力P 的作用，加大了塑性區(qū)應力而減小了塑性區(qū)半徑。 4.1 影響巷道圍巖穩(wěn)定性的因素影響巷道圍巖穩(wěn)定性的因素深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt4.2 基本途徑基本途徑（1 1）提高圍巖強度）提高圍巖強度 巷道布置在穩(wěn)定巖層中；布置錨桿，強化圍巖強度；圍巖注漿，巷道布置在穩(wěn)定巖層中；布置錨桿，強化圍巖

18、強度；圍巖注漿，提高巖體強度；封閉、疏干、防風化，防止圍巖碎裂、強度降低。提高巖體強度；封閉、疏干、防風化，防止圍巖碎裂、強度降低。（2 2）減小巖體應力）減小巖體應力2 合理布置巷道合理布置巷道 時間、空間上減少巷道承受支承壓力影響；巷道布置在應力降低區(qū)時間、空間上減少巷道承受支承壓力影響；巷道布置在應力降低區(qū)；合理設計煤柱尺寸；考慮最大水平應力的影響。；合理設計煤柱尺寸；考慮最大水平應力的影響。2 巷道巷道圍巖應力轉移圍巖應力轉移 跨采卸壓；開槽卸壓；松動爆破卸壓；卸壓峒室卸壓。跨采卸壓；開槽卸壓；松動爆破卸壓；卸壓峒室卸壓。深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編

19、輯ppt（3 3）巷道支護）巷道支護2 巷道金屬支架巷道金屬支架 作用：給圍巖提供支護阻力；使用高強度可縮金屬支架，控制作用：給圍巖提供支護阻力；使用高強度可縮金屬支架，控制和適應圍巖變形。和適應圍巖變形。2 錨桿支護錨桿支護 作用：強化圍巖強度；圍巖強度強化理論、高強（超高）強度作用：強化圍巖強度；圍巖強度強化理論、高強（超高）強度錨桿、動態(tài)系統(tǒng)設計方法、高應力下的錨桿支護技術。錨桿、動態(tài)系統(tǒng)設計方法、高應力下的錨桿支護技術。 4.2 基本途徑基本途徑深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt4.3 加固幫、角控制底鼓加固幫、角控制底鼓 國內外傳統(tǒng)控制底鼓的方法

20、一般都是圍繞底板進行的。 作用是：增加底板變形阻力、提高底板圍巖強度、降低底板淺部應力。 方法是：底板錨桿、增加底梁（底拱）、底板開槽卸壓、底板注漿等。 加固幫、角控制底鼓是一種新方法。 深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt （1） 試驗一：錨桿加固（柳新煤礦）表4-1 支護方式 4.3 加固幫、角控制底鼓加固幫、角控制底鼓深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt試驗編號巷道表面移近量mm、項試驗與對比頂底板兩 幫移近量減少值mm移近量減少百分數%頂底板兩 幫頂底板兩 幫37426458631461.054.327590685

21、48871.484.4960578 表4-2 試驗效果對比 4.3 加固幫、角控制底鼓加固幫、角控制底鼓（1） 試驗一：錨桿加固（柳新煤礦）深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（2）試驗二：注漿加固（權臺礦注漿孔布置）注漿孔布置注漿孔布置注漿材料、工藝、費用注漿材料、工藝、費用材料：材料：ZKDZKD高水速凝材料，水灰比高水速凝材料，水灰比1.8 1.8 1 1注漿壓力：注漿壓力：0.1 0.15 MPa0.1 0.15 MPa4.3 加固幫、角控制底鼓加固幫、角控制底鼓深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt對比項目對比項目

22、巖石質量指標巖石質量指標RQDRQD（% %）鉆孔測定強度（鉆孔測定強度（MPaMPa）注漿前注漿前9.19.114.714.7注漿后注漿后96.796.722.522.5 表4-3 權臺礦（深度680 m）注漿效果（2）試驗二：注漿加固（權臺礦注漿孔布置）4.3 加固幫、角控制底鼓加固幫、角控制底鼓385. 錨桿、錨索支護系統(tǒng)錨桿、錨索支護系統(tǒng)深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 背景背景（1）傳統(tǒng)的懸吊、組合梁、組合拱理論及計算是針對彈性狀態(tài)的完整巖體；（2）研究錨桿支護對圍巖E、C、 的改善也限于巖體破碎前的彈性狀態(tài)；（3）煤巷圍巖松軟破碎，采動應力高

23、；圍巖塑性區(qū)、破碎區(qū)范圍大，此時，巖體處于峰后強度、殘余強度狀態(tài)；（4）處于峰后強度和殘余強度的破碎巖體，錨桿支護能否起作用？作用機理是什么？5.1 圍巖強度強化理論圍巖強度強化理論深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt5.1.2 錨桿支護強度強化機理 錨固體C、C*、* 隨錨桿支護強度t的增加而提高表表5-1 不同錨桿支護強度下錨固體破壞前的不同錨桿支護強度下錨固體破壞前的C、 值值 錨桿支護強度錨桿支護強度 t / MPa00.060.080.110.140.170.22等效內聚力等效內聚力C / MPa0.34660.35680.36260.36770.

24、38280.37730.3869等效內摩擦角等效內摩擦角 / 31.5131.5333.5135.5737.1438.840.45.1 圍巖強度強化理論圍巖強度強化理論深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt錨桿支護強度錨桿支護強度t / MPa00.060.080.110.140.170.22等效內聚力等效內聚力C* / MPa0.01680.01820.01830.01840.01860.01940.021等效內摩擦角等效內摩擦角 */ 31.5131.5333.5135.5737.1438.840.45.1.2 錨桿支護強度強化機理 5.1 圍巖強度強化理

25、論圍巖強度強化理論深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt錨固體應力應變曲線圖注：曲線上數字為錨桿支護強度t （MPa） 5.1.3 錨固體強度的強化錨固體強度的強化錨固體強度隨錨桿支護強度t 的提高而得到強化，達到一定程度就可保持圍巖穩(wěn)定。5.1 圍巖強度強化理論圍巖強度強化理論深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 和國外（美、澳、英）錨桿支護技術相比屬低標準。和國外（美、澳、英）錨桿支護技術相比屬低標準。 5.2 現(xiàn)有的錨桿、錨索支護不適用現(xiàn)有的錨桿、錨索支護不適用于深井于深井比較項目比較項目中國中國美、澳、英美、澳、英錨

26、桿材料強度（錨桿材料強度（MPa）235（Q235）340（20MnSi）450600錨桿直徑（錨桿直徑（mm）18222224錨桿間排距（錨桿間排距（m）0.70.91.01.2錨桿長度（錨桿長度（m）1.82.42.22.6錨桿初錨力（錨桿初錨力（kN）10204050錨索直徑（錨索直徑（mm）15.2423.4或鳥籠式或鳥籠式錨索軸向拉力（錨索軸向拉力（kN）200240550600錨索延伸率（）錨索延伸率（）3.517深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯pptv 現(xiàn)有的錨桿、錨索支護系統(tǒng)在淺部能適用，用現(xiàn)有的錨桿、錨索支護系統(tǒng)在淺部能適用，用到深部就不能有

27、效控制圍巖變形，甚至失效，到深部就不能有效控制圍巖變形，甚至失效，必須要求新的技術和突破。必須要求新的技術和突破。5.2 現(xiàn)有的錨桿、錨索支護不適用現(xiàn)有的錨桿、錨索支護不適用于深井于深井深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 足夠的錨桿支護強度和初錨力，適當加大錨桿長度，及時錨固，特別應加強幫、角的控制。支護強度：（1）改善材質。發(fā)展合格的高強、超高強錨桿 中國礦業(yè)大學研制的TRIP硅錳系列鋼，其s1000 MPa； b1400 MPa； s1517 %。（2）加大錨桿直徑初錨力：在現(xiàn)有風動條件下，改善結構，完善施工工藝，實現(xiàn)2050 kN錨桿長度：加長后控制

28、大塑性區(qū)和破碎區(qū)，可考慮發(fā)展可伸長的柔性錨桿及時錨固：除注意頂板外，還應注意兩幫5.3 發(fā)展錨桿支護技術的要點發(fā)展錨桿支護技術的要點深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 作用：防止錨固區(qū)外過大離層及巷道頂板兩角的剪切破壞。 設計準則： （1）按巷道頂板兩角免遭剪切破壞計算承載能力； （2）錨索系統(tǒng)剛度與頂板變形相適應。5.4 錨索支護系統(tǒng)錨索支護系統(tǒng)小孔徑錨索作用原理476. 圍巖注漿加固圍巖注漿加固深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt提高強度、充填裂隙、封閉水源、隔絕空氣提高強度、充填裂隙、封閉水源、隔絕空氣表表6-1

29、煤、巖試塊破壞前和注漿后抗壓強度實驗結果煤、巖試塊破壞前和注漿后抗壓強度實驗結果6.1 注漿加固注漿加固作用作用深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（1）材料類別）材料類別化學類：丙烯酰胺類、聚氨脂類水泥類：單液水泥漿；水泥、水玻璃雙液漿； ZKD高水速凝材料（雙液或單液）6.2 注漿材料注漿材料深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt)OH32CaSO3OAlCaO3(2432結晶水體積比占 81.6 %，再吸附大量水，水體積比達到 90 %（重量比 2.5:1）。 ZKD材料性能：材料性能： 速凝早強，水灰比高；結石率高（

30、100 %），不淅水，強度高，當水灰比1.5:1時，ZKD強度；水泥漿淅水率65%，強度4MPa。固結體塑性好 高水條件下微膨脹；空氣中易風化失水（注入巖體、水中、或密封，防風化）（2）ZKD高水速凝材料高水速凝材料機理：硫鋁酸鹽水泥熟料、石灰、石膏、若干種添加劑水化生成鈣礬石6.2 注漿材料注漿材料深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt漿體流動性參數與水用量關系曲線 1主料漿W 0；2配料漿W 0； 3主料漿W p； 4配料漿W p6.2 注漿材料注漿材料深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 水泥漿液和高水材料的性質與水灰

31、比的關系 6.2 注漿材料注漿材料深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt單軸條件下固結體試塊變形曲線 6.2 注漿材料注漿材料深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt不同圍壓條件下固結體應力應變曲線12345分別代表圍壓為、時的曲線 6.2 注漿材料注漿材料深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（1）圍巖松軟破碎、隨掘隨冒時使用；）圍巖松軟破碎、隨掘隨冒時使用；（2）超前迎頭鉆孔注漿；）超前迎頭鉆孔注漿；（3）地應力特別大時難以注入。）地應力特別大時難以注入。6.3 圍巖超前注漿圍巖超前注漿深深

32、 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（1） 注漿滯后時間 圍巖裂隙發(fā)展變慢前后或進入掘后穩(wěn)定期不久 巖石變形與滲透關系曲線 權臺煤礦3116上分層回風平巷 掘進頭后方巷道圍巖裂隙分布 6.4 圍巖滯后注漿圍巖滯后注漿深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（2）注漿孔深度 破碎區(qū)應完全固結，并超過此區(qū)，盡可能深，一般2m左右。（3）注漿壓力 不超過巖石單軸抗壓強度的13。圍巖嚴重破碎時，較破碎時，裂隙較小時，最高不超過3MPa。6.4 圍巖滯后注漿圍巖滯后注漿深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt

33、（4）漿液滲透半徑與注漿孔布置 滲透半徑取決于注漿壓力、圍巖力學性質、裂隙密度及張開度、漿液的流動力學參數及初凝時間等。一般采用滲透公式初步計算后由現(xiàn)場試驗確定。 注漿孔間排距，要求兩孔滲透半徑貫通，可取0.82滲透半徑。一般在2m左右。 注漿位置根據需要，可幫角、頂板或全斷面。 6.4 圍巖滯后注漿圍巖滯后注漿深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（5）注漿量 每孔注漿量 2RALQ 式中：A漿液消耗系數（）； L鉆孔長度方向加固區(qū)厚度，m；R （間、排距）/2，m；圍巖的裂隙率（0.5%10%）；漿液的充填系數（）。 （m3） 6.4 圍巖滯后注漿圍巖滯后

34、注漿深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（1）注漿孔布置 注漿孔布置（2）注漿材料、工藝、費用v 材料：ZKD高水速凝材料，水灰比1.5 1v 注漿壓力：0.15 0.20 MPav 材料費用：元/m6.5 工程實例（顯德汪礦）工程實例（顯德汪礦）深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt（3）注漿效果注與不注漿段對比注與不注漿段對比底鼓量（底鼓量（ mm ）兩幫移近量（兩幫移近量（mm）不注漿不注漿538651注注 漿漿144151表表6-2 顯德汪礦（深度顯德汪礦（深度450m）注漿效果）注漿效果6.5 工程實例（顯德汪礦）

35、工程實例（顯德汪礦）627. 深井巷道圍巖的應力轉移技術深井巷道圍巖的應力轉移技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt7.1.1 頂、底板掘巷及松動爆破圍巖應力轉移原理頂、底板掘巷及松動爆破圍巖應力轉移原理7.1.2 上行開采的應力轉移原理上行開采的應力轉移原理7.1 巷道圍巖應力的轉移理論深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯pptu 對深井巷道而言，在頂板中或底板中開掘巷道并松動爆破，形成卸壓帶，從而將圍巖應力往深部轉移，降低了被保護巷道圍巖淺部的應力，這是一種巷道保護的有效方法。u 為簡化計算，對于頂板或底板中開掘的大面積卸

36、壓帶，可以將其簡化為狹長橢圓形。u 關于橢圓孔的平面問題，通過復變函數計算，給出了卸壓孔周圍較大范圍圍巖應力分布的理論計算公式，通過這些公式可以比較方便的進行圍巖應力分布的計算。7.1.1 頂、底板掘巷及松動爆破圍巖應力頂、底板掘巷及松動爆破圍巖應力轉移原理轉移原理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt頂板掘巷的力學分析簡圖7.1.1 頂、底板掘巷及松動爆破圍巖應力頂、底板掘巷及松動爆破圍巖應力轉移原理轉移原理底板掘巷的力學分析簡圖深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt算例：取算例：取q qx x，q qy y=1=1，橢圓長

37、軸，橢圓長軸a a15m15m，短軸，短軸b b，孔邊內壓，計算結果如，孔邊內壓，計算結果如下下( (分別為卸壓孔正上方的水平應力和垂直應力等值線圖分別為卸壓孔正上方的水平應力和垂直應力等值線圖 ) )xy7.1.1 頂、底板掘巷及松動爆破圍巖應力頂、底板掘巷及松動爆破圍巖應力轉移原理轉移原理u頂、底板掘巷及松動爆破卸壓孔圍巖應力計算 橢圓卸壓孔對側向壓橢圓卸壓孔對側向壓力的降低效果不太明顯；力的降低效果不太明顯；而對垂直壓力的降低效果而對垂直壓力的降低效果顯著，可根據實際需要改顯著，可根據實際需要改變卸壓孔的尺寸來控制對變卸壓孔的尺寸來控制對垂直應力降低的效果。因垂直應力降低的效果。因此對于

38、采動影響下頂板移此對于采動影響下頂板移近量大的峒室和巷道是十近量大的峒室和巷道是十分有效的圍巖應力轉移的分有效的圍巖應力轉移的技術途徑。技術途徑。深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 力學模型的建立u 煤礦上行開采時，下部煤層可設定為帶狀無限長板，通過復變函數方法對彈性帶狀無限長板應力問題進行求解，建立以下力學模型。7.1.2 上行開采的應力轉移原理上行開采的應力轉移原理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯pptu 算例：取垮落帶寬度為200m，兩側未采煤層距垮落帶中心x軸距離為100m，頂板承受的上部載荷（原巖應力），底部煤柱

39、支承載荷p1=21MPa，計算寬度100m，上部載荷作用的范圍為400m，頂板厚度a=50m，則得到垂直應力分布圖如下u 可見，采空區(qū)上方垂直應力有大幅度減少，距離采空區(qū)越近減少幅度越大，隨著遠離采空區(qū)逐步增大，逐漸恢復到原巖應力。煤柱附近垂直應力的值較大，且均為壓應力；隨著距離的增加，應力逐漸減小，逐漸恢復到原巖應力。7.1.2 上行開采的應力轉移原理上行開采的應力轉移原理深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術煤層上行開采的應力轉移關鍵技術底板松動爆破的應力轉移關鍵技術巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵

40、技術相關的應力轉移技術7.2 應力轉移的關鍵技術應力轉移的關鍵技術707.2.1 巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯pptu巷道頂部掘巷實現(xiàn)應力轉移的效果巷道頂部掘巷實現(xiàn)應力轉移的效果7.2.1 巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯pptl為解決問題，初步提出以下五種方案，利用數值計算方法進行研究：方案一：無頂部卸壓巷時方案二：硐室頂部開掘82 m2卸壓巷方案三：硐室頂部開掘122 m2卸壓巷方案四：硐室頂部開掘1

41、62 m2卸壓巷方案五：硐室頂部開掘202 m2卸壓巷7.2.1 巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術鮑店煤礦工程實例鮑店煤礦工程實例深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt方案方案12345底鼓量（底鼓量（mm）20117013510267比值比值10.850.680.510.337.2.1 巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術鮑店煤礦工程實例鮑店煤礦工程實例深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt7.2.1 巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術鮑店煤礦工程

42、實例鮑店煤礦工程實例深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt1頂底2兩幫2112位移速度鮑店煤礦工程實例鮑店煤礦工程實例7.2.1 巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道頂板掘巷的應力轉移關鍵技術767.2.2 巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt硐室受采動影響期間，如不采用底板掘巷應力轉移技術，主要硐室周邊的垂直應力最大為40 MPa左右。采用應力轉移技術后，主要硐室周邊的垂直應力降低為7.5 MPa左右。效果十分明顯。7.2.2 巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道底板

43、掘巷的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt受采動影響期間，不采用應力轉移技術時，底板最大水平應力為48 MPa。采用轉移技術后，主硐室底板的水平應力減小為15 MPa左右。7.2.2 巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt硐室受采動影響期時間，如不采用底板掘巷應力轉移技術，主硐室頂板下沉量可達193.4 mm，底鼓量達158.8 mm。采用應力轉移技術后，主硐室基本無底鼓。效果顯著。7.2.2 巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道底板掘巷的應力轉移關鍵

44、技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt7.2.2 巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術蔣莊煤礦工程實例蔣莊煤礦工程實例深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt05101520-160-140-120-100-80-60-40-200204060測點距工作面距離 /m位移 /mm兩幫底板（1）采動影響下，圍巖變形不明顯。（2）硐室兩幫相對移近量在20 mm之內。（3）底鼓量在10 mm左右。7.2.2 巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術巷道底板掘巷的應力轉移關鍵技術蔣莊煤礦工程實例蔣莊煤礦工程實例827.2

45、.3 上行開采的應力轉移關鍵技術上行開采的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt上行開采應力轉移的基本原理為：下部煤層先行開采后，在采空區(qū)上方形成冒落帶、裂隙帶、緩沉帶，上部煤層處于裂隙帶或緩沉帶內。此時，上部煤層的應力發(fā)生了轉移，下部煤層采空區(qū)上方的應力基本轉移到周圍煤體上，因而此區(qū)域的應力顯著降低。將上部煤層的巷道和工作面布置在下部煤層開采邊界影響范圍以內，即布置在煤巖層已發(fā)生充分移動變形的區(qū)域內，巷道和工作面處于應力已經轉移的低應力區(qū)，可以顯著降低支護難度，有效提高礦井的生產安全水平。7.2.3 上行開采的應力轉移關鍵技術上行開采的應力轉

46、移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt物理模擬研究模型7.2.3 上行開采的應力轉移關鍵技術上行開采的應力轉移關鍵技術孫村煤礦工程實例深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt四煤開采后二煤的賦存狀態(tài)7.2.3 上行開采的應力轉移關鍵技術上行開采的應力轉移關鍵技術孫村煤礦工程實例深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt四煤上行開采條件下二煤采動時孫村煤礦工程實例7.2.3 上行開采的應力轉移關鍵技術上行開采的應力轉移關鍵技術二煤處于中裂隙帶上方、弱裂隙帶底部，只產生離層裂隙及輕微的周期性斜

47、交裂隙，二煤及其頂底板結構保持完整，不發(fā)生臺階錯動。由于上行開采的應力轉移作用，二煤復合頂板在控頂區(qū)上方能夠較好地維持頂板穩(wěn)定，可以實現(xiàn)復合頂板煤層的上行開采。開采四煤能降低二煤的應力強度水平，減緩沖擊地壓的危險，并能減弱二煤的來壓強度和地質構造應力的影響。深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt現(xiàn)場應用情況（1）在下行開采時，二煤工作面由于頂板壓力大，煤壁片幫與機道冒漏頂現(xiàn)象十分嚴重，需要水力膨脹錨桿超前護頂、坑木穿頂，頂板管理極其困難，推進速度很慢。四煤采用上行開采后，二煤回采工作面復合頂板穩(wěn)定，工作面無冒漏頂事故發(fā)生，平均原煤單產與推進速度提高到倍，平均推

48、進速度由48m/月提高到90m/月左右，原煤平均單產由萬噸/月提高到萬噸/月左右，顯著提高了工作面單產、降低了材料消耗。（2）二煤具有強烈沖擊傾向，上行開采完全消除了沖擊危險。（3）解決了原來二煤工作面推進慢，制約四煤開采的被動局面，緩解了采掘接續(xù)，大幅度提高了礦區(qū)煤炭產量與經濟效益，礦井利稅取得歷史最好水平。7.2.3 上行開采的應力轉移關鍵技術上行開采的應力轉移關鍵技術孫村煤礦工程實例887.2.4 底板松動爆破的應力轉移關鍵技術底板松動爆破的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt在巷道底板中布置鉆孔，并進行藥壺爆破，在巷道底板中產生圍巖弱

49、化區(qū)，將集中應力轉移到圍巖較深部。7.2.4 底板松動爆破的應力轉移關鍵技術底板松動爆破的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt爆破的內部作用原理當發(fā)生內部爆破作用時，在圍巖中形成爆破空腔、壓碎圈、裂隙圈及震動圈。裂隙圈的大小是影響應力轉移的關鍵因素7.2.4 底板松動爆破的應力轉移關鍵技術底板松動爆破的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt平頂山六礦工程實踐平頂山六礦工程實踐問題的提出六礦二水平戊二采區(qū)開發(fā)中，設計的上山絞車房水平標高-260m，埋深550m。絞車房坐落在戊11煤層下部5m處，

50、絞車房圍巖由頂部到底板分別為：厚的戊11煤層、厚的泥巖、厚的細砂巖、的砂質泥巖。該絞車房在掘進完成后不久即因底鼓嚴重而破壞，影響了采區(qū)的生產。分析表明，絞車房的破壞主要是因為較高的圍巖應力所致。7.2.4 底板松動爆破的應力轉移關鍵技術底板松動爆破的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt技術路線、利用松動爆破的應力轉移原理，將絞車房周圍較高的應力轉移到深部。、在爆破破碎區(qū)中進行注漿，對底板進行加固。7.2.4 底板松動爆破的應力轉移關鍵技術底板松動爆破的應力轉移關鍵技術平頂山六礦工程實踐平頂山六礦工程實踐深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控

51、 制培訓課件制培訓課件編輯ppt圍巖底鼓量觀測結果與原絞車房不進行任何處理時的底鼓量相比，底鼓量明顯降低，約為不進行處理時底鼓量的1/3。7.2.4 底板松動爆破的應力轉移關鍵技術底板松動爆破的應力轉移關鍵技術平頂山六礦工程實踐平頂山六礦工程實踐947.2.5 巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt基本原理基本原理2114321巷道掘進頭 2應力轉移鉆孔1掘進巷道 2超前鉆孔3鉆孔前垂直應力分布曲線4鉆孔后垂直應力分布曲線7.2.5 巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移

52、關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt平頂山十一礦工程實踐平頂山十一礦工程實踐7.2.5 巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術分別打4、6、8、12、14、16m鉆孔時，圍巖高應力（30 MPa、 40MPa）位置的變化情況。應力轉移效果相當明顯。不同鉆孔長度時的應力轉移效果比較深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt鉆孔長度對頂底板移近減小量的影響關系7.2.5 巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術平頂山十一礦工程實踐平頂山十一礦工程實踐深深 井井 巷巷

53、道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt鉆孔直徑對頂底板移近減小量的影響關系7.2.5 巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術平頂山十一礦工程實踐平頂山十一礦工程實踐深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt應力轉移效果比較（圍巖變形量）采用應力轉移前采用應力轉移后7.2.5 巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術平頂山十一礦工程實踐平頂山十一礦工程實踐深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt應力轉移效果比較（圍巖變形速度）采用應力轉移前采用應力轉移后7.2.

54、5 巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術巷道迎頭超前鉆孔的應力轉移關鍵技術平頂山十一礦工程實踐平頂山十一礦工程實踐1017.2.6 相關的應力轉移關鍵技術相關的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt一：開槽孔一：開槽孔巷道周邊開槽孔后的應力分布圍巖應力較低區(qū)；應力升高區(qū)；原巖應力區(qū) 開槽后應力向深部轉移。槽孔可在底板、兩側或全斷面。7.2.6 相關的應力轉移關鍵技術相關的應力轉移關鍵技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt二：松動爆破二：松動爆破7.2.6 相關的應力轉移關鍵技術相關的應力轉移關鍵技術深深 井井

55、 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 趙各莊礦垂深趙各莊礦垂深900 m 900 m 的的7 7層煤回采巷道。層煤回采巷道。 煤層傾角煤層傾角3030，采用非對稱型可縮性支架、錨桿、上，采用非對稱型可縮性支架、錨桿、上幫底角單孔爆破卸壓聯(lián)合控制技術。幫底角單孔爆破卸壓聯(lián)合控制技術。 100100天時間巷道平均底鼓量天時間巷道平均底鼓量287 mm287 mm，較無錨桿、無卸，較無錨桿、無卸壓段減少了壓段減少了61.6%61.6%。7.2.6 相關的應力轉移關鍵技術相關的應力轉移關鍵技術二：松動爆破工程實踐二：松動爆破工程實踐深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制

56、培訓課件制培訓課件編輯ppt三：巷道一側或兩側布置巷峒三：巷道一側或兩側布置巷峒 巷道一側布置巷硐后效果示意圖巷道一側布置巷硐后效果示意圖7.2.6 相關的應力轉移關鍵技術相關的應力轉移關鍵技術1068. 深井巷道二次支護思路和原則深井巷道二次支護思路和原則深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt8. 深井巷道二次支護思路和原則深井巷道二次支護思路和原則8.1 8.1 合理一次支護合理一次支護 有限讓壓合理控制圍巖技術有限讓壓合理控制圍巖技術 有控主動卸壓技術有控主動卸壓技術8.2 8.2 二次支護時機二次支護時機8.3 8.3 二次支護原則及計算二次支護原則及

57、計算8.4 8.4 應用實例應用實例1088.1 合理一次支護合理一次支護深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt 合理一次支護合理一次支護 合理一次支護的兩種方法：合理一次支護的兩種方法：（1 1）有限讓壓合理控制圍巖技術）有限讓壓合理控制圍巖技術 錨噴網、可縮性金屬支架錨噴網、可縮性金屬支架（2 2）有控主動卸壓技術）有控主動卸壓技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯ppt8.1.1 有限讓壓合理控制圍巖技術有限讓壓合理控制圍巖技術v一次支護的巷道圍巖應力狀態(tài)一次支護的巷道圍巖應力狀態(tài) 彈性區(qū)為積分常數待定的彈性應力解。彈性區(qū)

58、為積分常數待定的彈性應力解。 塑性區(qū)：分應變軟化區(qū)和破碎區(qū)；破碎區(qū)又分為錨固區(qū)內、塑性區(qū)：分應變軟化區(qū)和破碎區(qū)；破碎區(qū)又分為錨固區(qū)內、錨固區(qū)外破碎區(qū)。（考慮到深井、軟巖巷道圍巖破碎區(qū)范圍較錨固區(qū)外破碎區(qū)。（考慮到深井、軟巖巷道圍巖破碎區(qū)范圍較大，以下計算都認為錨固端位于破碎區(qū)內）基本方程均為平衡大，以下計算都認為錨固端位于破碎區(qū)內）基本方程均為平衡方程和庫侖準則。方程和庫侖準則。 應變軟化區(qū)、破碎區(qū)采用以下非關聯(lián)流動法則：應變軟化區(qū)、破碎區(qū)采用以下非關聯(lián)流動法則： 0ppr應變軟化區(qū)的強度準則為：應變軟化區(qū)的強度準則為： sin1cos)(2sin1sin1prC巖體的剪脹擴容系數 ppr 、

59、分別為切向、徑向上的塑性主應變分量cM軟化模量，即軟化應力應變曲線的斜率；R初始屈服時的最大主應變， 深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯pptv應變軟化區(qū)（塑性區(qū)）半徑應變軟化區(qū)（塑性區(qū)）半徑 1000000012sin1 100122122coscotcot2cot1sin(1)114cos1 sincotcos2cot11sin(1)112cPmcccccccccM BRRM BccM BM BccM BM BPcM BccM B 111 sin2sinsin2sin1 sin111101cotcotcotmRcccR8.1.1 有限讓壓合理控制圍巖技術有限

60、讓壓合理控制圍巖技術深深 井井 巷巷 道道 圍圍 巖巖 控控 制培訓課件制培訓課件編輯pptv合理的一次支護強度合理的一次支護強度 隨錨桿間排距減小，錨桿支護強度的增加，巷道圍巖塑性區(qū)范圍隨錨桿間排距減小，錨桿支護強度的增加，巷道圍巖塑性區(qū)范圍迅速減小；一定階段后，塑性區(qū)減小趨緩，如下圖。迅速減?。灰欢A段后，塑性區(qū)減小趨緩，如下圖。變化拐點的錨桿變化拐點的錨桿支護強度為，這就是經濟合理的錨桿一次支護強度。支護強度為，這就是經濟合理的錨桿一次支護強度。8.1.1 有限讓壓合理控制圍巖技術有限讓壓合理控制圍巖技術一次錨桿支護時塑性區(qū)半徑與支護強度關系一次錨桿支護時塑性區(qū)半徑與支護強度關系 深深